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九羰基二鐵

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九羰基二鐵
IUPAC名
Diiron nonacarbonyl, tri-μ-carbonyl-bis(tricarbonyliron)(Fe—Fe)
別名 Iron enneacarbonyl
識別
CAS號 15321-51-4  ✓
PubChem 24853499
ChemSpider 4807522
SMILES
InChI
InChIKey 1/9CO.2Fe/c9*1-2;;
性質
化學式 Fe2C9O9
摩爾質量 363.78 g/mol g·mol⁻¹
外觀 橙色晶體
密度 2.08 g/cm3
熔點 100 °C分解
沸點 分解
溶解性 不溶
結構
偶極矩 0 D
危險性
警示術語 R:R11,R23/25
安全術語 S:S4,S9,S20,S36,S45,S60
GHS危險性符號
H-術語 H228, H301, H331
P-術語 P210, P240, P241, P261, P264, P270, P271, P280, P301+310, P304+340, P321, P330, P370+378, P403+233
主要危害 有毒
相關物質
相關羰基鐵配合物 五羰基鐵
十二羰基三鐵
相關化學品 十羰基二錳
八羰基二鈷
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

九羰基二鐵,分子式為Fe2(CO)9。它是有機金屬化學和有機合成中經常使用的一種重要試劑[1]。作為羰基鐵配合物,九羰基二鐵比五羰基鐵更活潑、更容易分解產生鐵單質,但由於它是固體不易揮發而五羰基鐵是一種易揮發的液體,所以操作使用九羰基二鐵的危險性比使用五羰基鐵時更小。雲母狀的橙色九羰基二鐵在常見的有機溶劑如乙醚石油醚中幾乎不溶。

合成方法和分子結構

可通過光照分解五羰基鐵醋酸溶液合成九羰基二鐵[2][3][4]

2 Fe(CO)5 → Fe2(CO)9 + CO

Fe2(CO)9的分子結構包括通過三個CO作為邊橋基配體(「μ2-CO」)連接的一對Fe(CO)3,兩個鐵原子在分子中是等價的,都呈正八面體的分子幾何結構。由於九羰基二鐵在常見溶劑中的溶解度很小,使得獲得九羰基二鐵的單晶有一定困難從而無法通過單晶的X射線繞射獲得分子的確切幾何結構,所以確定九羰基二鐵的分子結構有一定的挑戰性。通過穆斯堡爾譜確定其分子結構為D3h點群的對稱結構[5]

反應

九羰基二鐵
九羰基二鐵

九羰基二鐵是合成一些Fe(CO)4L型配合物和Fe(CO)3(diene)的前驅體。一般以九羰基二鐵為反應物的合成是在四氫呋喃溶液中發生的,這是因為四氫呋喃分子中的氧原子具有配位作用,可使得九羰基二鐵溶解並發生解離形成四羰基鐵的四氫呋喃配合物[6]
Fe2(CO)9 → Fe(CO)5 + Fe(CO)4(THF)

三羰基環丁二烯合鐵可由九羰基二鐵製備得到[7][8]。九羰基二鐵可用於促進α,α'二溴-3-戊酮與烯胺之間發生的Noyori[3+2]環化反應合成環戊烯酮[9]

低溫下對九羰基二鐵進行紫外/可見光照射會生成配位不飽和的配合物Fe2(CO)8,生成的Fe2(CO)8有兩種結構,一種是具有兩個邊橋基CO的,另一種是沒有邊橋基羰基的異構體。[10]

參考資料

  1. ^ Elschenbroich, C.; Salzer, A. Organometallics : A Concise Introduction 2nd. Wiley-VCH: Weinheim. 1992. ISBN 3-527-28165-7. 
  2. ^ Edmund Speyer; Hans Wolf. Über die Bildungsweise von Eisen-nonacarbonyl aus Eisen-pentacarbonyl. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1924, 60: 1424–1425. doi:10.1002/cber.19270600626 (德語). 
  3. ^ King, R. B. Organometallic Syntheses. Volume 1 Transition-Metal Compounds. Academic Press: New York. 1965. ISBN 0-444-42607-8 (英語). 
  4. ^ E. H. Braye, W. Hübel. Diiron Enneacarbonyl. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. 1966, 8: 178. ISBN 978-0-470-13239-5. doi:10.1002/9780470132395.ch46 (英語). 
  5. ^ Yaoming Xie, Henry F. Schaefer III and R. Bruce King. Binuclear Homoleptic Iron Carbonyls: Incorporation of Formal Iron-Iron Single, Double, Triple, and Quadruple Bonds, Fe2(CO)x (x=9, 8, 7, 6). J. Am. Chem. Soc. 2000, 122 (36): 8746–8761. doi:10.1021/ja001162y (英語). 
  6. ^ F. Albert Cotton, Jan M. Troup. Reactivity of diiron nonacarbonyl in tetrahydrofuran. I. Isolation and characterization of pyridinetetracarbonyliron and pyrazinetetracarbonyliron. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96: 3438–3443. doi:10.1021/ja00818a016 (英語). 
  7. ^ G. F. Emerson, L. Watts, R. Pettit. Cyclobutadiene- and Benzocyclobutadiene-Iron Tricarbonyl Complexes. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87 (1): 131–133. doi:10.1021/ja01079a032 (英語). 
  8. ^ R. Pettit and J. Henery (1970). "Iron, tricarbonyl (η4-1,3-cyclobutadiene)". Org. Synth. 50: 21; Coll. Vol. 6: 310. 
  9. ^ R. Noyori, R.; Yokoyama, K.; Hayakawa, Y. (1988). "Cyclopentanones from α,α'-Dibromoketones and Enamines: 2,5-Dimethyl-3-Phenyl-2-Cyclopenten-1-one". Org. Synth. 58: 56; Coll. Vol. 6: 520. 
  10. ^ Susan C. Fletcher, Martyn Poliakoff, James J. Turner. Structure and Reactions of Fe2(CO)8: An IR Spectroscopic study using 13C Photolysis with plane-polarized light, and matrix isolation. Inorg. Chem. 1986, 25 (20): 3597. doi:10.1021/ic00240a014 (英語). 
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