九羰基二鐵

九羰基二鐵
Diiron nonacarbonyl	Diiron nonacarbonyl
	IUPAC名; Diiron nonacarbonyl, tri-μ-carbonyl-bis(tricarbonyliron)(Fe—Fe)
別名	Iron enneacarbonyl
識別
CAS號	15321-51-4
PubChem	24853499
ChemSpider	4807522
SMILES	[Fe].[Fe].[C-]#[O+].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-];
InChI	1/9CO.2Fe/c9*1-2;;;
InChIKey	1/9CO.2Fe/c9*1-2;;
性質
化學式	Fe2C9O9
摩爾質量	363.78 g·mol⁻¹
外觀	橙色晶體
密度	2.08 g/cm3
熔點	100 °C分解
沸點	分解
溶解性（水）	不溶
結構
偶極矩	0 D
危險性
警示術語	R：R11,R23/25
安全術語	S：S4,S9,S20,S36,S45,S60
	GHS危險性符號;
H-術語	H228, H301, H331
P-術語	P210, P240, P241, P261, P264, P270, P271, P280, P301+310, P304+340, P321, P330, P370+378, P403+233
主要危害	有毒
相關物質
相關羰基鐵配合物	五羰基鐵; 十二羰基三鐵
相關化學品	十羰基二錳; 八羰基二鈷
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

九羰基二鐵，分子式為Fe₂(CO)₉。它是有機金屬化學和有機合成中經常使用的一種重要試劑^[1]。作為羰基鐵配合物，九羰基二鐵比五羰基鐵更活潑、更容易分解產生鐵單質，但由於它是固體不易揮發而五羰基鐵是一種易揮發的液體，所以操作使用九羰基二鐵的危險性比使用五羰基鐵時更小。雲母狀的橙色九羰基二鐵在常見的有機溶劑如乙醚、石油醚、苯中幾乎不溶。

合成方法和分子結構

可通過光照分解五羰基鐵的醋酸溶液合成九羰基二鐵^[2]^[3]^[4]：

2 Fe(CO)₅ → Fe₂(CO)₉ + CO

Fe₂(CO)₉的分子結構包括通過三個CO作為邊橋基配體（「μ₂-CO」）連接的一對Fe(CO)₃，兩個鐵原子在分子中是等價的，都呈正八面體的分子幾何結構。由於九羰基二鐵在常見溶劑中的溶解度很小，使得獲得九羰基二鐵的單晶有一定困難從而無法通過單晶的X射線繞射獲得分子的確切幾何結構，所以確定九羰基二鐵的分子結構有一定的挑戰性。通過穆斯堡爾譜確定其分子結構為D_3h點群的對稱結構^[5]。

反應

九羰基二鐵是合成一些Fe(CO)₄L型配合物和Fe(CO)₃(diene)的前驅體。一般以九羰基二鐵為反應物的合成是在四氫呋喃溶液中發生的，這是因為四氫呋喃分子中的氧原子具有配位作用，可使得九羰基二鐵溶解並發生解離形成四羰基鐵的四氫呋喃配合物^[6]：
Fe₂(CO)₉ → Fe(CO)₅ + Fe(CO)₄(THF)

三羰基環丁二烯合鐵可由九羰基二鐵製備得到^[7]^[8]。九羰基二鐵可用於促進α,α'二溴-3-戊酮與烯胺之間發生的Noyori[3+2]環化反應合成環戊烯酮^[9]。

低溫下對九羰基二鐵進行紫外/可見光照射會生成配位不飽和的配合物Fe₂(CO)₈，生成的Fe₂(CO)₈有兩種結構，一種是具有兩個邊橋基CO的，另一種是沒有邊橋基羰基的異構體。^[10]

參考資料

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[1] Elschenbroich, C.; Salzer, A. Organometallics : A Concise Introduction 2nd. Wiley-VCH: Weinheim. 1992. ISBN 3-527-28165-7.

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[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 （英語）.

[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 （英語）.

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