九羰基二铁

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九羰基二铁
IUPAC名
Diiron nonacarbonyl, tri-μ-carbonyl-bis(tricarbonyliron)(Fe—Fe)
别名 Iron enneacarbonyl
识别
CAS号 15321-51-4
PubChem 24853499
ChemSpider 4807522
SMILES
InChI
InChIKey 1/9CO.2Fe/c9*1-2;;
性质
化学式 Fe2C9O9
摩尔质量 363.78 g/mol g·mol⁻¹
外观 橙色晶体
密度 2.08 g/cm3
熔点 100 °C分解
沸点 分解
溶解性 不溶
结构
偶极矩 0 D
危险性
警示术语 R:R11,R23/25
安全术语 S:S4,S9,S20,S36,S45,S60
GHS危险性符号
易燃物
有毒
H-术语 H228, H301, H331
P-术语 P210, P240, P241, P261, P264, P270, P271, P280, P301+310, P304+340, P321, P330, P370+378, P403+233
主要危害 有毒
相关物质
相关羰基铁配合物 五羰基铁
十二羰基三铁
相关化学品 十羰基二锰
八羰基二钴
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

九羰基二铁,分子式为Fe2(CO)9。它是有机金属化学和有机合成中经常使用的一种重要试剂[1]。作为羰基铁配合物,九羰基二铁比五羰基铁更活泼、更容易分解产生铁单质,但由于它是固体不易挥发而五羰基铁是一种易挥发的液体,所以操作使用九羰基二铁的危险性比使用五羰基铁时更小。云母状的橙色九羰基二铁在常见的有机溶剂如乙醚石油醚中几乎不溶。

合成方法和分子结构[编辑]

可通过光照分解五羰基铁醋酸溶液合成九羰基二铁[2][3][4]

2 Fe(CO)5 → Fe2(CO)9 + CO

Fe2(CO)9的分子结构包括通过三个CO作为边桥基配体(“μ2-CO”)连接的一对Fe(CO)3,两个铁原子在分子中是等价的,都呈正八面体的分子几何结构。由于九羰基二铁在常见溶剂中的溶解度很小,使得获得九羰基二铁的单晶有一定困难从而无法通过单晶的X射线衍射获得分子的确切几何结构,所以确定九羰基二铁的分子结构有一定的挑战性。通过穆斯堡尔谱确定其分子结构为D3h点群的对称结构[5]

反应[编辑]

九羰基二铁

九羰基二铁是合成一些Fe(CO)4L型配合物和Fe(CO)3(diene)的前驱体。一般以九羰基二铁为反应物的合成是在四氢呋喃溶液中发生的,这是因为四氢呋喃分子中的氧原子具有配位作用,可使得九羰基二铁溶解并发生解离形成四羰基铁的四氢呋喃配合物[6]
Fe2(CO)9 → Fe(CO)5 + Fe(CO)4(THF)

三羰基环丁二烯合铁可由九羰基二铁制备得到[7][8]。九羰基二铁可用于促进α,α'二溴-3-戊酮与烯胺之间发生的Noyori[3+2]环化反应合成环戊烯酮[9]

低温下对九羰基二铁进行紫外/可见光照射会生成配位不饱和的配合物Fe2(CO)8,生成的Fe2(CO)8有两种结构,一种是具有两个边桥基CO的,另一种是没有边桥基羰基的异构体。[10]

参考资料[编辑]

  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 (德文). 
  3. ^ King, R. B. Organometallic Syntheses. Volume 1 Transition-Metal Compounds. Academic Press: New York. 1965. ISBN 0-444-42607-8 (英文). 
  4. ^ E. H. Braye, W. Hübel. Diiron Enneacarbonyl. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. 1966, 8: 178. doi:10.1002/9780470132395.ch46. ISBN 978-0-470-13239-5 (英文). 
  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 (英文). 
  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 (英文). 
  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 (英文). 
  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 (英文).