Décaméthylferrocène
| Décaméthylferrocène | |
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| Structure du décaméthylferrocène. | |
| Identification | |
|---|---|
| Synonymes |
Bis(η5-pentaméthylcyclopentadiényl)fer(II) |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.116.086 |
| No CE | 601-765-9 |
| PubChem | 5148079 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | solide cristallisé jaune[1] orangé inodore[2] |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C20H30Fe |
| Masse molaire[3] | 326,297 ± 0,02 g/mol C 73,62 %, H 9,27 %, Fe 17,11 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 298 à 300 °C[2] |
| T° ébullition | 413 K (sublimation sous 5,3 Pa[4]) |
| Précautions | |
| SGH[5] | |
 Attention |
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| NFPA 704[2] | |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Le décaméthylferrocène, ou bis(pentaméthylcyclopentadiényl)fer(II), est un complexe de coordination de formule chimique (η5-C5(CH3)5)2Fe. Il s'agit d'un composé sandwich formé de deux anions pentaméthylcyclopentadényle (CH3)5C5−, souvent noté Cp*−, prenant en sandwich un cation ferreux Fe2+ par des liaisons haptiques η5. Il peut être également vu comme du ferrocène (η5-C5H5)2Fe dont chaque atome d'hydrogène est remplacé par un groupe méthyle sur chaque cycle cyclopentadiényle C5H5−. Il peut être abrégé de différentes manières, notamment DmFc[6], Me10Fc[7] ou FeCp*2[8]. Il se présente comme un solide jaune orangé cristallisé et est utilisé au laboratoire comme réducteur faible. Le fer(II) s'oxyde facilement en fer(III), ce qui donne le cation monovalent décaméthylferrocénium [(η5-C5(CH3)5)2Fe]+ vert paramagnétique avec un électron célibataire, voire en des états d'oxydation supérieurs[8].
Préparation
[modifier | modifier le code]On obtient le décaméthylferrocène à partir du pentaméthylcyclopentadiène de la même manière que le ferrocène à partir de cyclopentadiényle. Cette méthode peut également être utilisée pour produire d'autres composés sandwiches à base de décaméthylcyclopentadiényle[1].
Le produit peut être purifié par sublimation. FeCp*2 est en conformation décalée. La distance moyenne entre l'atome de fer et les atomes de carbone est de l'ordre de 205 pm. Cette structure a été confirmée par cristallographie aux rayons X[9].
Réactions d'oxydoréduction
[modifier | modifier le code]Tout comme le ferrocène, le décaméthylferrocène forme un cation stable car le fer(II) s'oxyde facilement en fer(III). Les groupes méthyle étant davantage donneurs d'électrons, le décaméthylferrocène est plus réducteur que le ferrocène. Dans une solution d'acétonitrile CH3CN, le potentiel d'oxydoréduction du couple [Cp*2Fe]+ / Cp*2Fe vaut −0,59 V, à comparer à la référence [Cp2Fe]+ / Cp2Fe dont le potentiel vaut −0,48 V dans le dichlorométhane CH2Cl2[4]. En solution acide, le décaméthylferrocène réduit l'oxygène O2 en peroxyde d'hydrogène H2O2[10].
À l'aide d'oxydants puissants tels que le pentafluorure d'antimoine SbF5 ou le pentafluorure d'arsenic AsF5 dans le dioxyde de soufre SO2 ou XeF+/Sb2F11− dans HF/SbF5, le décaméthylferrocène s'oxyde pour donner un dication stable à fer(IV) de couleur brune. Les cycles Cp* sont parallèles dans le sel de Sb2F11− tandis qu'un angle de 17° est observé dans la structure cristalline du sel de SbF6−[8].
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) R. B. King et M. B. Bisnette, « Organometallic chemistry of the transition metals XXI. Some π-pentamethylcyclopentadienyl derivatives of various transition metals », Journal of Organometallic Chemistry, vol. 8, no 2, , p. 287-297 (DOI 10.1016/S0022-328X(00)91042-8, lire en ligne).
- (en) « Decamethylferrocene » [PDF], sur assets.thermofisher.com, Thermo Fisher Scientific, (consulté le ).
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) Neil G. Connelly et William E. Geiger, « Chemical Redox Agents for Organometallic Chemistry », Chemical Reviews, vol. 96, no 2, , p. 877-910 (PMID 11848774, DOI 10.1021/cr940053x, lire en ligne).
- (en) « Decamethylferrocene » [PDF], sur assets.thermofisher.com, Thermo Fisher Scientific, (consulté le ).
- (en) Angel A.J. Torriero, « Characterization of decamethylferrocene and ferrocene in ionic liquids: argon and vacuum effect on their electrochemical properties », Electrochimica Acta, vol. 137, , p. 235-244 (DOI 10.1016/j.electacta.2014.06.005, lire en ligne).
- (en) Indra Noviandri, Kylie N. Brown, Douglas S. Fleming, Peter T. Gulyas, Peter A. Lay, Anthony F. Masters et Leonidas Phillips, « The Decamethylferrocenium/Decamethylferrocene Redox Couple: A Superior Redox Standard to the Ferrocenium/Ferrocene Redox Couple for Studying Solvent Effects on the Thermodynamics of Electron Transfer », The Journal of Physical Chemistry B, vol. 103, no 32, , p. 6713-6722 (DOI 10.1021/jp991381%2B, lire en ligne).
- (en) M. Malischewski , M. Adelhardt, J. Sutter, K. Meyer et and K. Seppelt, « Isolation and structural and electronic characterization of salts of the decamethylferrocene dication », Science, vol. 353, no 6300, , p. 678-682 (PMID 27516596, DOI 10.1126/science.aaf6362, Bibcode 2016Sci...353..678M, S2CID 43385610, lire en ligne).
- (en) Derek P. Freyberg, John L. Robbins, Kenneth N. Raymond et James C. Smart, « Crystal and molecular structures of decamethylmanganocene and decamethylferrocene. Static Jahn-Teller distortion in a metallocene », Journal of the American Chemical Society, vol. 101, no 4, , p. 892-897 (DOI 10.1021/ja00498a017, lire en ligne).
- (en) Bin Su, Imren Hatay, Pei Yu Ge, Manuel Mendez, Clémence Corminbœuf, Zdenek Samec, Mustafa Ersoz et Hubert H. Girault, « Oxygen and protonreduction by decamethylferrocene in non-aqueous acidic media », Chemical Communications, vol. 46, no 17, , p. 2918-2919 (PMID 20386822, DOI 10.1039/B926963K, lire en ligne).
