Dinatriumtetracarbonylferraat

	Dinatriumtetracarbonylferraat
	Structuurformule en molecuulmodel
	Structuurformule van dinatriumtetracarbonylferraat
	Algemeen
Molecuulformule; (uitleg)	C4FeNa2O4; Na2[Fe(CO)4]
IUPAC-naam	dinatriumtetracarbonylferraat
Andere namen	dinatriumijzertetracarbonyl, Collmans reagens
Molmassa	; Exact: 213,8669386 g/mol
CAS-nummer	14878-31-0
Beschrijving	Kleurloze vaste stof
	Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Kleur	kleurloos
Dichtheid	2,16 g/cm³
Goed oplosbaar in	THF, DMF, dioxaan
	Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal	Scheikunde

Dinatriumtetracarbonylferraat[1][2][3] is een anorganische verbinding met als brutoformule Na₂[Fe(CO)₄]. De stof komt voor als een kleurloze, voor zuurstof gevoelige verbinding. Ze wordt hoofdzakelijk gebruikt in de organische synthese.[4] Dit reagens wordt vooral gebruikt bij de synthese van aldehyden.[5] Meestal wordt het gebruikt met dioxaan als ligand voor de natriumionen. Dit met dioxaan gesolvateerde complex is bekend geworden onder de naam Collmans reagens.[6] Het tetracarbonylferraat-anion heeft een tetraëdrische structuur.[7]

Synthese

De verbinding is voor het eerst beschreven door Cooke in 1970.[8] Tegenwoordig verloopt de synthese via de reductie van een oplossing van ijzerpentacarbonyl in THF met natriumnaftalenide. De opbrengst van de synthese is afhankelijk van de zuiverheid van het gebruikte ijzerpentacarbonyl.[4]

\mathrm {Fe(CO)_{5}\ +\ 2\ Na\longrightarrow \ Na_{2}[Fe(CO)_{4}]\ +\ CO}

Reacties

Als reagens is dinatriumtetracarbonylferraat in eerste instantie beschreven voor de omzetting van primaire alkylbromiden (RBr) in de overeenkomstige aldehyden in een twee-staps, one-pot-reactie:[8]

Na₂[Fe(CO)₄] + RBr → Na[RFe(CO)₄] + NaBr

De ontstane oplossing wordt achtereenvolgens met trifenylfosfine (PPh₃) en azijnzuur behandeld, waarna het aldehyde (RCHO) ontstaat.

Dinatriumtetracarbonylferraat kan ook toegepast worden om zuurchlorides om te zetten in aldehyden. Net als bij Cookes ontdekking wordt een ijzeracylcomplex via protonolyse in het eindproduct omgezet:

Na₂[Fe(CO)₄] + RCOCl → Na[RC(O)Fe(CO)₄] + NaCl

Na[RC(O)Fe(CO)₄] + HCl → RCHO + Fe(CO)₄ + NaCl

Met alkylhalogenides geeft dinatriumtetracarbonylferraat alkylcomplexen:

Na₂[Fe(CO)₄] + RX → Na[RFe(CO)₄] + NaX

Deze ijzer-alkylcomplexen kunnen worden omgezet in de carbonzuren of zuurchloriden:

Na[RFe(CO)₄] + O₂ + H⁺ → RCO₂H + Fe[...]

Na[RFe(CO)₄] + X₂ → RC(O)X + FeX₂ + 3 CO + NaCl

De grote aantrekkingskracht van deze syntheseroutes ligt in de lage prijs van de ijzercarbonylverbindingen en het feit dat ze relatief groen zijn omdat de bijproducten uit nauwelijks milieubelastende ijzerzouten bestaan.

Bronnen, noten en/of referenties

J.P. Collman : Disodium Tetracarbonylferrate, a Transition Metal Analog of a Grignard reagent Accounts of Chemical Research 8 pag. 342 – 347 (1975) DOI:10.1021/ar50094a004
C. Ungurenasu, C. Cotzur : Disodium Tetracarbonylferrate: A Reagent for Acid Functionalization of Halogenated Polymers Journal Polymer Bulletin 6 pag. 299 – 303 (1982) DOI:10.1007/BF00255401
V.W. Hieber, G. Braun : Zeitschrift für Naturforschung 146 pag. 132 (1959)
H. Strong, P.J. Krusic, J. San Filippo : Sodium Carbonyl Ferrate, Na₂Fe(CO)], Na₂[Fe₂(CO)₈], and Na₂[Fe₃(CO)₁₁]. Bis[μ-Nitrido-Bis(triphenylphosphorus)(1+] Undecarcarbonyltriferrate(2-), [(Ph₃P)₂N]₂[Fe₃(CO)₁₁] Ed.: Robert J. Angelici Inorg. Synth. 28 J. Wiley & Sons, New York pag. 203 – 207 (1990) ISBN 0-471-52619-3 DOI:10.1002/9780470132593.ch52
Robert D. Pike : Disodium Tetracarbonylferrate (II-) Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis - (2001)
G.L. Miessler, D.A. Tarr : Inorganic chemistry - Pearson Publication, Upper Saddle River,New Jersey (2004)
H.B. Chin, R. Bau : The Crystal Structure of Disodium Tetracarbonylferrate. Distortion of the Tetracarbonylferrate(2-) Anion in the Solid State J. Amer. Chem. Soc. 98 pag. 2434 – 2439 (1976) DOI:10.1021/ja00425a009
M.P. Cooke : Facile conversion of alkyl bromides into aldehydes using sodium tetracarbonylferrate(-II) J. Amer. Chem. Soc. 92 pag. 6080 – 6082 (1970) DOI:10.1021/ja00723a056

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] J.P. Collman : Disodium Tetracarbonylferrate, a Transition Metal Analog of a Grignard reagent Accounts of Chemical Research 8 pag. 342 – 347 (1975) DOI:10.1021/ar50094a004

[2] C. Ungurenasu, C. Cotzur : Disodium Tetracarbonylferrate: A Reagent for Acid Functionalization of Halogenated Polymers Journal Polymer Bulletin 6 pag. 299 – 303 (1982) DOI:10.1007/BF00255401

[3] V.W. Hieber, G. Braun : Zeitschrift für Naturforschung 146 pag. 132 (1959)

[RJA-4] H. Strong, P.J. Krusic, J. San Filippo : Sodium Carbonyl Ferrate, Na₂Fe(CO)], Na₂[Fe₂(CO)₈], and Na₂[Fe₃(CO)₁₁]. Bis[μ-Nitrido-Bis(triphenylphosphorus)(1+] Undecarcarbonyltriferrate(2-), [(Ph₃P)₂N]₂[Fe₃(CO)₁₁] Ed.: Robert J. Angelici Inorg. Synth. 28 J. Wiley & Sons, New York pag. 203 – 207 (1990) ISBN 0-471-52619-3 DOI:10.1002/9780470132593.ch52

[5] Robert D. Pike : Disodium Tetracarbonylferrate (II-) Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis - (2001)

[6] G.L. Miessler, D.A. Tarr : Inorganic chemistry - Pearson Publication, Upper Saddle River,New Jersey (2004)

[7] H.B. Chin, R. Bau : The Crystal Structure of Disodium Tetracarbonylferrate. Distortion of the Tetracarbonylferrate(2-) Anion in the Solid State J. Amer. Chem. Soc. 98 pag. 2434 – 2439 (1976) DOI:10.1021/ja00425a009

[Cooke-8] M.P. Cooke : Facile conversion of alkyl bromides into aldehydes using sodium tetracarbonylferrate(-II) J. Amer. Chem. Soc. 92 pag. 6080 – 6082 (1970) DOI:10.1021/ja00723a056