环戊二烯基钠

环戊二烯基钠，俗名稀环钠，无色固体，是一种有机钠化合物，对空气和水敏感，化学式为NaC₅H₅。通常简称为NaCp、CpNa，其中Cp⁻是环戊二烯阴离子。在配位化学中，Cp也作为环戊二烯基配体的缩写。^[1]环戊二烯基钠是无色固体，但样本会因为氧化而呈粉红色。^[2]

环戊二烯基钠
识别
CAS号	4984-82-1  Y
PubChem	78681
ChemSpider	71032
SMILES	[Na+].c1[c-]ccc1
InChI	1S/C5H5.Na/c1-2-4-5-3-1;/h1-5H;/q-1;+1
EINECS	225-636-8
性质
化学式	C5H5Na
摩尔质量	88.08 g·mol−1
外观	无色固体
溶解性（水）	分解
溶解性	可溶于THF
危险性
主要危害	易燃
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

市售有环戊二烯基钠的THF的溶液。可通过用钠处理环戊二烯制备：^[3]

2 Na + 2 C₅H₆ → 2 NaC₅H₅ + H₂

通常是在双环戊二烯中加热钠至熔融态以进行反应^[2]。以前的常见做法是用“钠丝”或“钠砂”，这可通过二甲苯熔融回流钠，同时快速搅拌来制得这种细分散体的形式^[4][5]。使用氢化钠更易制备：^[6]

NaH + C₅H₆ → NaC₅H₅ + H₂

早期的实验使用格氏试剂作为反应物。环戊二烯pK_a为15，因此可以被许多试剂去质子化。

NaCp的性质很大程度上取决于它所处的介质。在一些合成路线中，该试剂通常表示为Na⁺C₅H₅⁻的盐形式。少见的无溶剂结晶NaCp是一个像防滑垫式的夹心型配合物，含有夹在μ-η⁵:η⁵-C₅H₅配体中交替的Na⁺中心构成的无限链条^[7]。在溶剂中，NaCp是高度溶剂化的，特别是碱金属加合物Na(tmeda)Cp更能增加区分度^[8]。

应用

环戊二烯基钠是一种常见制备茂金属的试剂。如二茂铁^[4]和二氯二茂锆^[9]的制备：

2 NaC₅H₅ + FeCl₂ → Fe(C₅H₅)₂ + 2 NaCl

ZrCl₄(thf)₂ + 2 NaCp → Cp₂ZrCl₂ + 2 NaCl + 2 THF

参考

1. International Union of Pure and Applied Chemistry (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005). Cambridge (UK): RSC–IUPAC. ISBN 0-85404-438-8. pp. 262 (PDF （页面存档备份，存于互联网档案馆）)
2. Tarun K. Panda, Michael T. Gamer, Peter W. Roesky. An Improved Synthesis of Sodium and Potassium Cyclopentadienide. Organometallics. 2003, 22: 877–878 [2015-12-04]. doi:10.1021/om0207865. （原始内容存档于2021-07-13）.
3. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey, Advanced Inorganic Chemistry 5th, New York: Wiley-Interscience: 139, 1988, ISBN 0-471-84997-9
4. Geoffrey Wilkinson (1963). "Ferrocene". Org. Synth.; Coll. Vol. 4: 473.
5. Partridge, John J.; Chadha, Naresh K.; Uskokovic, Milan R. (1990). "An asymmetric hydroboration of 5-substituted cyclopentadienes: synthesis of methyl (1R,5R)-5-hydroxy-2-cyclopentene-1-acetate". Org. Synth.; Coll. Vol. 7: 339.
6. Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B. and Angelici, R. J. Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry. CA: University Science Books: Mill Valley. 1999. ISBN 0935702482.
7. Robert E. Dinnebier, Ulrich Behrens, and Falk Olbrich. Solid State Structures of Cyclopentadienyllithium, -sodium, and -potassium. Determination by High-Resolution Powder Diffraction. Organometallics. 1997, 16: 3855–3858. doi:10.1021/om9700122.
8. Elschenbroich, C. Organometallics. Wiley-VCH: Weinheim. 2006. ISBN 978-3-527-29390-2.
9. Geoffrey Wilkinson; Birmingham, J. G. Bis-cyclopentadienyl Compounds of Ti, Zr, V, Nb and Ta. J. Am. Chem. Soc. 1954, 76 (17): 4281–84. doi:10.1021/ja01646a008.