Triiron dodecarbonyl является organoiron соединение с формулой Fe 3 (CO) 12 . Это темно-зеленое твердое вещество, которое сублимируется в вакууме. Он растворим в неполярных органических растворителях, давая сильно зеленые растворы. Большинство кластеров с низкой ядерностью имеют бледно-желтый или оранжевый цвет. Горячие растворы Fe 3 (CO) 12 разлагаются до железного зеркала, которое на воздухе может быть пирофорным . Твердое вещество медленно разлагается на воздухе, поэтому образцы обычно хранят холодными в инертной атмосфере. [1] Это более реактивный источник железа (0), чем пентакарбонил железа .
Имена | |
---|---|
Имена ИЮПАК додекарбонилтрирон, тетра-μ-карбонил-1: 2κ 4 C , 1: 3κ 2 C , 2: 3κ 2 C - | |
Другие названия Тример тетракарбонила железа | |
Идентификаторы | |
| |
ECHA InfoCard | 100.037.864 |
Характеристики | |
Fe 3 (CO) 12 | |
Молярная масса | 503,66 г / моль |
Появление | темно-черные / зеленые кристаллы |
Температура плавления | 165 ° С (329 ° F, 438 К) |
Точка кипения | разлагается |
нерастворимый | |
Состав | |
C 2v | |
Родственные соединения | |
Другие катионы | Трирутений додекакарбонил Триосмий додекакарбонил |
Связанные карбонилы железа | Пентакарбонил железа Дийрон нонакарбонил |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Синтез
Это был один из первых синтезированных кластеров карбонила металлов . Иногда его получали термолизом Fe (CO) 5 :
- 3 Fe (CO) 5 → Fe 3 (CO) 12 + 3 CO
Следы соединения легко обнаруживаются благодаря его характерному темно-зеленому цвету. УФ-фотолиз Fe (CO) 5 дает Fe 2 (CO) 9 , а не Fe 3 (CO) 12 .
Обычный синтез Fe 3 (CO) 12 начинается с реакции Fe (CO) 5 с основанием: [2]
- 3 Fe (CO) 5 + (C 2 H 5 ) 3 N + H 2 O → [(C 2 H 5 ) 3 NH] [HFe 3 (CO) 11 ] + 3 CO + CO 2
с последующим окислением образовавшегося гидридокластера кислотой:
- [(C 2 H 5 ) 3 NH] [HFe 3 (CO) 11 ] + HCl + CO → Fe 3 (CO) 12 + H 2 + [(C 2 H 5 ) 3 NH] Cl
Оригинальный синтез Walter Hieber et al. влечет за собой окисление H 2 Fe (CO) 4 с MnO 2 . Первоначально кластер был неправильно сформулирован как «Fe (CO) 4 ». [3]
Состав
Выяснение структуры Fe 3 (CO) 12 оказалось сложной задачей, поскольку лиганды CO в кристаллах неупорядочены. Ранние доказательства его отличительные С 2v структур пришли из мессбауэровских спектроскопических измерений , которые показали два квадрупольных дублеты с аналогичными сдвигами изомеров , но разными (1,13 и 0,13 мм · с -1 ) квадрупольными константами связи.
Fe 3 (CO) 12 состоит из треугольника атомов железа, окруженного 12 лигандами CO. Десять из лигандов CO являются концевыми, а два охватывают ребро Fe-Fe, что приводит к симметрии точечной группы C 2v . Напротив, Ru 3 (CO) 12 и Os 3 (CO) 12 имеют D 3h -симметричные структуры, в которых все 12 лигандов CO на концах связаны с металлами. Спектроскопические данные показывают, что две карбонильные группы могут быть несимметричными, и в этом случае идеализированная симметрия C 2v снижается до C 2 . [ Править ] В растворе Fe 3 (CO) 12 является нежесткостью , в результате чего equivalencing всех 12 CO групп. В целом, можно понять, что эти три кластера формально возникают в результате конденсации трех 16-электронных фрагментов M (CO) 4 , сродни теоретической конденсации трех молекул метилена ( : CH 2 ) в циклопропан .
Анион [HFe 3 (CO) 11 ] - структурно родственен Fe 3 (CO) 12 , причем гидрид замещает один мостиковый лиганд CO. Связывание в субъединице Fe-H-Fe описывается с использованием концепций, разработанных для диборана .
Реакции
Как и большинство карбонилов металлов, Fe 3 (CO) 12 претерпевает реакции замещения, образуя, например, Fe 3 (CO) 11 {P (C 6 H 5 ) 3 } при реакции с трифенилфосфином .
Нагревание Fe 3 (CO) 12 дает низкий выход карбидокластера Fe 5 (CO) 15 C. Такие реакции протекают через диспропорционирование CO с образованием CO 2 и углерода .
Fe 3 (CO) 12 образуют «ферролы» при взаимодействии с гетероциклами, такими как тиофены .
Fe 3 (CO) 12 реагирует с тиолами и дисульфидами с образованием комплексов с тиолатным мостиком , таких как димер метилтиоиронтрикарбонила : [4]
- 2 Fe 3 (CO) 12 + 3 (CH 3 ) 2 S 2 → 3 [Fe (CO) 3 SCH 3 ] 2 + 6 CO. Эти комплексы изучаются как имитаторы гидрогеназы . [5]
Безопасность
Fe 3 (CO) 12 опасен как источник летучего железа и как источник окиси углерода. Твердые образцы, особенно тонко измельченные, и остатки от реакций могут быть пирофорными, что может воспламенить органические растворители, используемые для таких реакций.
Рекомендации
- ^ Elschenbroich, C .; Зальцер, А. «Металлоорганические соединения: краткое введение» (2-е изд.) (1992) из Wiley-VCH: Weinheim. ISBN 3-527-28165-7
- ^ McFarlane, W .; Уилкинсон, GW (1966). «Трийрон додекакарбонил». Неорганические синтезы . 8 : 181–3. DOI : 10.1002 / 9780470132395.ch47 .
- ^ Hieber , W .; Лейтерт, Ф. (1932). "Uber Metallcarbonyle. XII. Die Basenreaktion des Eisenpentacarbonyls und die Bildung des Eisencarbonylwasserstoffs (Металлические карбонилы. XII. Реакция пентакарбонила железа с основаниями и образование гидрокарбонила железа)". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 204 : 145–64. DOI : 10.1002 / zaac.19322040115 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ King, RB "Сероорганические производные карбонилов металлов. I. Выделение двух изомерных продуктов в реакции додекакарбонила трижелеза с диметилдисульфидом" J. Am. Chem. Soc. 1962, т. 84, 2460. DOI : 10.1021 / ja00871a045
- ^ Синтез, очистка и характеристика µ- (1,3-пропандитиолато) -гексакарбонилдиирон лабораторный эксперимент или мини-проект по неорганической химии или интегрированная лаборатория Кармен Ф. Работы 836 Журнал химического образования Vol. 84 No. 5 May 2007 Резюме