Кобальтоцен , известный также как бис(циклопентадиенил)кобальт(II) или даже «бис-Cp-кобальт», представляет собой кобальторганическое соединение с формулой Co(C 5 H 5 ) 2 . Это темно-фиолетовое твердое вещество, которое легко сублимируется при температуре немного выше комнатной. Кобальтоцен был открыт вскоре после ферроцена , первого металлоцена . Из-за легкости реакции с кислородом соединение необходимо использовать и хранить без доступа воздуха .
Кобальтоцен получают реакцией циклопентадиенида натрия (NaC 5 H 5 ) с безводным хлоридом кобальта(II) в растворе ТГФ . Хлорид натрия когенерируют, а металлоорганический продукт обычно очищают вакуумной сублимацией . [2]
В Co(C 5 H 5 ) 2 центр Co «зажат» между двумя циклопентадиенильными (Cp) кольцами. Длина связи Co–C составляет около 2,1 Å, что немного больше, чем связь Fe–C в ферроцене. [3]
Co(C 5 H 5 ) 2 принадлежит к группе металлоорганических соединений, называемых металлоценами или сэндвич-соединениями. [4] Кобальтоцен имеет 19 валентных электронов, что на один больше, чем обычно встречается в комплексах органопереходных металлов, таких как его очень стабильный родственник ферроцен. (См. правило 18 электронов .) Этот дополнительный электрон занимает орбиталь, которая является разрыхляющей по отношению к связям Co–C. Следовательно, расстояния Co–C несколько длиннее, чем связи Fe–C в ферроцене. Многие химические реакции Co(C 5 H 5 ) 2 характеризуются склонностью терять этот «лишний» электрон, образуя 18-электронный катион, известный как кобальтоцений:
Родоцен , близкий родственник кобальтоцена, не существует в виде мономера, но спонтанно димеризуется за счет образования связи C–C между кольцами Cp.
Co(C 5 H 5 ) 2 является распространенным одноэлектронным восстановителем в лабораторных условиях. [5] Фактически, обратимость окислительно-восстановительной пары Co(C 5 H 5 ) 2 настолько хороша, что Co(C 5 H 5 ) 2 можно использовать в циклической вольтамперометрии в качестве внутреннего стандарта . Его перметилированный аналог декаметилкобальтоцен (Co(C 5 Me 5 ) 2 ) является особенно мощным восстановителем из-за индуктивного отдачи электронной плотности от 10 метильных групп, побуждая кобальт еще больше отдавать свой «лишний» электрон. Эти два соединения являются редкими примерами восстановителей, растворяющихся в неполярных органических растворителях. Ниже приведены потенциалы восстановления этих соединений, используя в качестве эталона пару ферроцен- ферроцений :
Данные показывают, что декаметиловые соединения примерно на 600 мВ более восстанавливающие, чем исходные металлоцены. Однако этот эффект заместителя затмевается влиянием металла: переход от Fe к Co делает восстановление более благоприятным более чем на 1,3 вольта.
Обработка Co(C 5 H 5 ) 2 окисью углерода дает производное кобальта(I) Co(C 5 H 5 )(CO) 2 , что сопровождается потерей одного Cp-лиганда. Это преобразование проводится при температуре около 130 ° C и давлении CO 500 фунтов на квадратный дюйм [2] [6]
