Cyklopentadienyl (Cp)
Cyklopentadienyl (Cp) to ligand występujący w związkach metaloorganicznych, powstający z połączenia metalu z cyklopenta-1,3-dienem. Choć sam cyklopent-1,3-dien nie jest aromatyczny, po usunięciu kationu H+ spełnia regułę aromatyczności Hückla. Ligandy cyklopentadienylowe obejmują również pochodne cyklopenta-1,3-dienu z zachowanym układem cyklicznym.
Rodzaje kompleksów cyklopentadienylowych
Cyklopentadienyl tworzy różne kompleksy, w tym:
- Metaloceny: Powstają w reakcji z metalami przejściowymi na II stopniu utlenienia, tworząc struktury sandwichowe, w których dwa ligandy „łapią” centralny atom metalu.
- Kompleksy „bent”: Tworzone z chlorkami metali na IV stopniu utlenienia, w których podstawieniu ulegają tylko niektóre ligandy chlorkowe.
- Kompleksy „półsandwichowe”: Zawierają tylko jeden ligand cyklopentadienylowy.
Właściwości i zastosowanie
Kompleksy metali alkalicznych
Kompleksy Cp z metalami alkalicznymi mają właściwości zbliżone do soli nieorganicznych, lecz rozpuszczają się głównie w polarnych, aprotonowych rozpuszczalnikach organicznych. Są wykorzystywane jako źródło ligandu Cp w syntezie innych kompleksów.
Kompleksy metali przejściowych
Wiązanie metal–Cp w metalocenach jest chemicznie trwałe i wytrzymuje ekstremalne warunki. Metaloceny, stabilne do około 250 °C, są traktowane jak bogate w elektrony areny, zdolne do reakcji charakterystycznych dla arenów. Ligandy cyklopentadienylowe stabilizują właściwości chemiczne kompleksów, co czyni je użytecznymi w regulacji aktywności katalitycznej.
Efekt poślizgu
Ligandy Cp mogą wykazywać efekt „poślizgu”, polegający na zmianie liczby dostarczanych elektronów. W niektórych przypadkach jeden ligand dostarcza pięć, a drugi trzy elektrony. Efekt ten jest wykorzystywany w projektowaniu katalizatorów, na przykład w procesie Monsanto do syntezy kwasu octowego z metanolu, gdzie katalizator zaprojektowany jest tak, aby efektywnie przyłączał i odrywał ligandy.
Bibliografia
- M. Bochmann, Organometallics 1 i Organometallics 2, Oxford University Press, 1992.
