Cyclopentadienylnatrium

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Cyclopentadienylnatrium
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van cyclopentadienylnatrium
Structuurformule van cyclopentadienylnatrium
Molecuulmodel van cyclopentadienylnatrium
Molecuulmodel van cyclopentadienylnatrium
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C5H5Na
IUPAC-naam cyclopentadienylnatrium
Molmassa 88,08 g/mol
SMILES
[Na+].c1[c-]ccc1
CAS-nummer 4984-82-1
EG-nummer 225-636-8
PubChem 78681
Goed oplosbaar in THF
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Cyclopentadienylnatrium is een organonatriumverbinding met als brutoformule C5H5Na. De verbinding wordt vaak afgekort tot CpNa, waarbij Cp voor het anion van cyclopentadieen staat (cyclopentadienyl).[1] Cyclopentadienylnatrium is een in de organometaalchemie veel gebruikt intermediair om de cyclopentadienyl-ligand in een coördinatieverbinding in te voeren.

Synthese[bewerken]

Cyclopentadienylnatrium is commercieel beschikbaar als oplossing in THF. Het wordt bereid door cyclopentadieen met metallisch natrium te laten reageren:[2]

\mathrm{2\ Na\ +\ 2\ C_5H_6\longrightarrow\ 2\ C_5H_5Na\ +\ H_2}

De reactie wordt tegenwoordig doorgaans uitgevoerd door een suspensie van gesmolten natrium in dicyclopentadieen te verwarmen.[3] Eerder werd het natrium in de vorm van natriumdraad of natriumpoeder (een fijne suspensie ontstaan uit snel geroerd natrium in refluxende xyleen).[4][5]

Naast metallisch natrium wordt ook gebruikgemaakt van natriumhydride:[6]

\mathrm{NaH\ +\ C_5H_6\longrightarrow\ C_5H_5Na\ +\ H_2}

In de eerste publicaties over cyclopentadienylnatrium werden Grignard-reagentia als base gebruikt. Het gebruik van dergelijke sterke basen is niet noodzakelijk: met een pKawaarde van 15 kan cyclopentadieen door een groot aantal reagentia gedeprotoneerd worden.

De moleculaire vorm van cyclopentadienylnatrium is sterk afhankelijk van het oplosmiddel. Bij het beschrijven van een synthese wordt het reagens meestal als zout weergegeven: Na+C5H5. Kristallijn en oplosmiddelvrij cyclopentadienylnatrium is een meervoudige sandwichverbinding waarin een alternerende rij van Na+-ionen en cyclopentodienyl-liganden voorkomt.[7] In oplossingen met Lewisbasen wordt cyclopentadienylnatrium sterk gesolvateerd, vooral op het alkalimetaal. Deze solvatatie is zo sterk dat zelfs het TMEDA-adduct als stabiele stof geïsoleerd kan worden.[8]

Toepassingen[bewerken]

Cyclopentadienylnatrium is een standaard reagens in de synthese van metallocenen, zoals ferroceen:[4]

\mathrm{2\ C_5H_5Na\ +\ FeCl_2\longrightarrow\ Fe(C_5H_5)\ +\ 2\ NaCl}

Een gelijkaardige reactie treedt op bij de vorming van zirkonoceendichloride:[9]

\mathrm{ZrCl_4\ +\ 2\ C_5H_5Na\longrightarrow\ Zr(C_5H_5)_2Cl_2\ +\ 2\ NaCl}
Bronnen, noten en/of referenties
  1. International Union of Pure and Applied Chemistry: Nomenclature of Inorganic Chemistry (Electronic version)  - IUPAC Recommendations 2005 Cambridge (UK)  p. 262 (2005) ISBN 0-85404-438-8  
  2. F.A. Cotton, G. Wilkinson:  Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.)  - Wiley-Interscience (New York)  p. 139 (1988) ISBN 0-471-84997-9  
  3. Tarun K. Panda, Michael T. Gamer, Peter W. Roesky: An Improved Synthesis of Sodium and Potassium Cyclopentadienide  Organometallics  22  p. 877 - 878 (2003) DOI:10.1021/om0207865  
  4. a b Geoffrey Wilkinson: Ferrocene  Org. Synth. Coll.  Collective volume 4  p. 473 (1963) Internet
  5. John J. Partridge, Naresh K. Chadha, Milan R. Uskokovic: An asymmetric hydroboration of 5-substituted cyclopentadienes: synthesis of methyl (1R,5R)-5-hydroxy-2-cyclopentene-1-acetate  Org. Synth. Coll.  Collective volume 7  p. 339 (1990) 
  6. G.S. Girolami, T.B. Rauchfuss, R.J. Angelici:  Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry  - University Science Books: Mill Valley, CA  (1999) ISBN 0935702482  
  7. Robert E. Dinnebier, Ulrich Behrens, Falk Olbrich: Solid State Structures of Cyclopentadienyllithium, -sodium, and -potassium. Determination by High-Resolution Powder Diffraction  Organometallics  16  p. 3855 – 3858 (1997) DOI:10.1021/om9700122  
  8. C. Elschenbroich:  Organometallics  - Wiley-VCH: Weinheim  (2006) ISBN 978-3-29390-6  
  9. G. Wilkinson, J.G. Birmingham: Bis-cyclopentadienyl Compounds of Ti, Zr, V, Nb and Ta  J. Amer. Chem. Soc.  76  p. 4281 - 4284 (1954) DOI:10.1021/ja01646a008