Cobaltocen

Cobaltocen
Cobaltocene.svgCobaltocene-3D-balls.png
Identifikation
IUPAC navn cobaltocene
bis (η 5 -cyclopentadienyl) -cobalt
Synonymer

Cp 2 Co

N o CAS 1277-43-6
N o ECHA 100.013.692
N o EF 215-061-0
N o RTECS GG0350000
SMILE [cH-] 1cccc1. [cH-] 1cccc1. [Co + 2]
PubChem , 3D-visning
InChI Std. InChI: 3D-visning
InChI = 1S / 2C5H5.Co / c2 * 1-2-4-5-3-1; / h2 * 1-5H; / q2 * -1; +2
Std. InChIKey:
ILZSSCVGGYJLOG-UHFFFAOYSA-N
Udseende solid mørk lilla
Kemiske egenskaber
Brute formel C 10 H 10 Co   [isomerer]
[Co (η 5 C 5 H 5 ) 2 ]
Molar masse 189,196 ± 0,0087  g / mol
C 63,51%, H 5,33%, Co 31,16%,
Fysiske egenskaber
T ° fusion 176  til  180  ° C
Forholdsregler
SGH
SGH02: BrandfarligSGH08: Sensibilisator, mutagen, kræftfremkaldende, reproduktionstoksisk H228, H317, H334, H341, H351, P210, P261, P280, P342 + P311, H228  : Brandfarlig fast
H317  : Kan forårsage allergisk hud
reaktion H334  : Kan fremkalde allergi- eller astmasymptomer eller åndedrætsbesvær ved indånding
H341  : Mistænkt for at forårsage genetiske defekter (angiv eksponeringsvej, hvis endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej forårsager samme fare )
H351  : Mistænkes for at forårsage kræft (angiv eksponeringsvej, hvis det er endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej forårsager samme fare)
P210  : Holdes væk fra varme / gnister / åben ild / varme overflader. - Rygning forbudt.
P261  : Undgå indånding af støv / røg / gas / tåge / dampe / spray.
P280  : Bær beskyttelseshandsker / beskyttelsestøj / øjenbeskyttelse / ansigtsbeskyttelse.
P342 + P311  : Hvis du oplever åndedrætssymptomer: kontakt et GIFTINFORMATION eller en læge / læge.
NFPA 704

NFPA 704 symbol.

0 2 2  
Økotoksikologi
DL 50 80 mg / kg (mus, intraperitoneal)

55 mg / kg (rotte, intraperitoneal)
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den cobaltocene eller bis (cyclopentadienyl) cobalt (II) er en forbindelse organocobalteux med formlen Co (C 5 H 5 ) 2 . Det er et mørkt lilla fast stof, der let sublimerer i vakuum ved en temperatur lidt over stuetemperatur. Cobaltocen blev opdaget kort efter ferrocen , den første metallocen, der blev syntetiseret. På grund af sin stærke reaktivitet med ilt skal forbindelsen håndteres og opbevares væk fra luft.

Struktur og forbindelser

I Co (C 5 H 5 ) 2 , er kobolt ”  klemt  ” mellem to cyclopentadienidpentacarboxylater (Cp) ringe. Co-C-bindinger er ca. 210 µm (2,1 Å) i længde , lidt større end Fe-C-bindinger i ferrocen .

Cobaltocen har 19 valenselektroner , en mere end i de komplekse metalstabile overgange (se 18-elektronreglen ), såsom ferrocen; denne ekstra elektron optager en anti-binding orbital i OM-diagrammet for dette kompleks, hvilket på den ene side forklarer, at denne binding er lidt længere end Fe-C i ferrocen, og på den anden side, at denne elektron let overgives til et oxidationsmiddel. Mange reaktioner, der involverer den cobaltocene er karakteriseret ved dets tendens til at miste denne ekstra elektron, danner cobaltocenium, en 18-elektron kation :

2CO (C 5 H 5 ) 2 + I 2 → 2 [Co (C 5 H 5 ) 2 ] + + 2I -
19. -     18. -  

En forbindelse analog med cobaltocen er rhodocen (rhodium er lige under cobalt i det periodiske system ). Rhodocen eksisterer ikke som en monomer, fordi den dimeriseres spontant ved dannelse af en CC-binding mellem Cp-ringene.

Syntese

Cobaltocene fremstilles ved reaktion mellem natrium cyclopentadienidpentacarboxylater (NAC 5 H 5 ) og vandfrit cobalt (II) chlorid i tør THF og under en inert atmosfære.

2 NaCI- 5 H 5 + CoCl 2 → Co [C 5 H 5 ] 2 + 2 NaCl

Den natriumchlorid dannes under reaktionen. Det fjernes ved ekstraktion af cobaltocen i et opløsningsmiddel, hvor NaCl ikke er opløseligt (f.eks. Pentan) og kan renses ved sublimering under vakuum.

Reaktioner

Redox egenskaber

Cobaltocen er et almindeligt monoelektronisk reduktionsmiddel i laboratoriet. I virkeligheden redox reversibilitet for parret Co (C 5 H 5 ) 2 + / Co (C 5 H 5 ) 2 er så god, at Co (C 5 H 5 ) 2 kan anvendes i cyklisk voltammetri som en intern standard  ( i) . Dets permethylerede analog , decamethylcobaltocene (Co (C 5 Me 5 ) 2 ), er en særlig stærk reduktionsmiddel fordi den høje elektrondensitet følge af de ti methylgrupper grupper letter overførslen af den yderligere elektron bæres af cobalt; disse to forbindelser er gode eksempler på ikke-polære organiske opløsningsmiddelopløselige reduktionsmidler . Nedenstående tabel viser deres redoxpotentiale med ferrocen / ferrocenium-parret som reference:

Halv reaktion E ° (V)
Fe (C 5 H 5 ) 2 + + e - = Fe (C 5 H 5 ) 2 0 (pr. Definition)
Fe (C 5 Me 5 ) 2 + + e - = Fe (C 5 Me 5 ) 2 −0.59
Co (C 5 H 5 ) 2 + + e - = Co (C 5 H 5 ) 2 −1.33
Co (C 5 Me 5 ) 2 + e - = Co (C 5 Me 5 ) 2 -1,94

Ovenstående data viser, at bispentametylcyclopentadienylforbindelserne er ca. 600 mV mere reducerende end deres oprindelige metallocen. Effekten af ​​liganden er imidlertid svagere end metalets; udskiftning af jern med kobolt gør reduktionen mere gunstig med mere end 1,3 V.

Karbonylering

Behandlingen af cobaltocene med carbonmonoxid giver et derivat af cobalt (I), Co (C 5 H 5 ) (CO) 2 , hvor cobalt have mistet en Cp ring, binder til to CO ligander. Den geometriske struktur af et sådant kompleks siges at være en klaverstol.

Noter og referencer

  1. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
  2. Sigma-Aldrich ark af forbindelsen Bis (cyclopentadienyl) cobalt (II) , hørt 21. oktober 2012.
  3. Statusrapport for kontrakt nr. PH-43-64-886, indsendt til National Cancer Institute af Institute of Chemical Biology, University of San Francisco. Flyvningen. PH43-64-886
  4. . M. Yu Antipin, R. Boese, N. Augart, G. Schmid "nye vurdering af cobaltocene krystalstrukturen ved 100 K og 297 K: Sammenligning med ferrocen og nikkelocen" Structural Chemistry 1993 bind 4, nummer 2, 91- 101. DOI : 10.1007 / BF00677370
  5. King, RB "Organometallic Syntheses" bind 1: Academic Press: New York, 1965.
  6. (in) NG Connelly, Geiger WE, "  Chemical Redox Agents for Organometallic Chemistry  " , Chem. Rev. , Vol.  96, nr .  21996, s.  877–910 ( PMID  11848774 , DOI  10.1021 / cr940053x )

Se også