ऑर्गेनोइरॉन केमिस्ट्री

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ऑर्गनोइरॉन, आयरन के यौगिकों का रसायन विज्ञान है जिसमें कार्बन-से-लौह रासायनिक बंधन होता है।[1][2] ऑर्गेनोइरॉन यौगिक कार्बनिक संश्लेषण में आयरन पेंटाकार्बोनिल, डायरॉन नॉनकार्बोनिल और डिसोडियम टेट्राकार्बोनिलफेरेट जैसे अभिकर्मकों के रूप में प्रासंगिक हैं। जबकि लोहा Fe (-II) से Fe (VII) तक ऑक्सीकरण अवस्था को अपनाता है, Fe (IV) ऑर्गेनोइरॉन प्रजातियों के लिए उच्चतम स्थापित ऑक्सीकरण अवस्था है। कई उत्प्रेरक अनुप्रयोगों में लोहा आम तौर पर कम सक्रिय होता है, यह अन्य धातुओं की तुलना में कम खर्चीला और हरित रसायन होता है।[3] ऑर्गेनोइरॉन यौगिकों में लिगेंड की एक विस्तृत श्रृंखला होती है जो Fe-C बंधन का समर्थन करती है; अन्य ऑर्गेनोमेटल्स की तरह, इन सहायक लिगैंड्स में प्रमुख रूप से फॉस्फीन, कार्बन मोनोआक्साइड और साइक्लोपेंटैडिएनिल सम्मिलित हैं, लेकिनअमीन जैसे कठोर लिगेंड भी कार्यरत हैं।

आयरन (0) और अपचित अवस्थाएं

आयरन पेंटाकार्बोनिल।

कार्बोनिल कॉम्प्लेक्स

महत्वपूर्ण धातु कार्बोनिल्स में तीन तटस्थ बाइनरी कार्बोनिल्स, आयरन पेंटाकारबोनील, डायरॉन नॉनकार्बोनिल और ट्रायरॉन डोडेकाकार्बोनिल सम्मिलित हैं। इन यौगिकों में एक या एक से अधिक कार्बोनिल लिगैंड्स को अल्केन्स और फॉस्फीन सहित कई अन्य लिगैंड द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। आयरन (-II) कॉम्प्लेक्स, डिसोडियम टेट्राकार्बोनिलफेरेट (Na2[Fe(CO)4]), जिसे "कोलमैन्स अभिकर्मक" के रूप में भी जाना जाता है, आयरन के पेंटाकार्बोनिल को धात्विक सोडियम के साथ कम करके तैयार किया जाता है। अत्यधिक न्यूक्लियोफिलिक आयनिक अभिकर्मक को एसाइल डेरिवेटिव देने के लिए अल्काइलेटेड और कार्बोनिलेटेड किया जा सकता है जो एल्डिहाइड को वहन करने के लिए प्रोटोनोलिसिस से गुजरते हैं:[4]

LiFe(CO)4(C(O)R) + H+ → RCHO (+ आयरन युक्त उत्पाद)

आयरन पेंटाकार्बोनिल को ऑर्गेनोलिथियम यौगिकों के साथ उपचार करके समान आयरन एसाइल तक पहुँचा जा सकता है:

ArLi + Fe(CO)5 → LiFe(CO)4C(O)R

इस मामले में, कार्बनियन CO लिगैंड पर हमला करता है। पूरक प्रतिक्रिया में, कोलमैन अभिकर्मक का उपयोग एसाइल क्लोराइड को एल्डिहाइड में बदलने के लिए किया जा सकता है। [HFe(CO) 4 ] - लवणों के साथ समान अभिक्रियाएँ प्राप्त की जा सकती हैं।[5]

अल्केन-Fe(0)-CO डेरिवेटिव

(ब्यूटाडीन) आयरन ट्राइकार्बोनिल।

मोनोअल्केन्स

आयरन पेंटाकार्बोनिल Fe(CO)4 देने के लिए एल्केन्स के साथ प्रकाश-रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है।[6]

डाइईन-Fe(0)-CO डेरिवेटिव

आयरन डाइईन कॉम्प्लेक्स आमतौर पर Fe(CO) 5 या Fe 2 (CO) 9 से तैयार किए जाते हैं। डेरिवेटिव साइक्लोहेक्साडीन, नॉरबोर्नाडीन और साइक्लोएक्टेडीन जैसे सामान्य डाइईन के लिए जाने जाते हैं,[7] यहां तक ​​​​कि साइक्लोबुटाडीन को भी स्थिर किया जा सकता है। ब्यूटाडीन के साथ मनोग्रंथि में, डाइईन cis-संरूपण को अपनाता है। आयरन कार्बोनिल्स डाइईन के लिए संभावित सुरक्षात्मक समूह हैं, उन्हें हाइड्रोजनीकरण और डायल्स-एल्डर प्रतिक्रियाओं से बचाते हैं। साइक्लोबुटाडाइनेरॉन ट्राइकार्बोनिल 3,4-डिक्लोरोसायक्लोब्यूटीन और Fe2(CO)9 से तैयार किया जाता है।

साइक्लोहेक्साडाइनेस, कई सुगन्धित यौगिकों के "बिर्च रिडक्शन" से प्राप्त होते हैं और डेरिवेटिव (डाइईन ) Fe(CO)3 बनाते हैं। संयुग्मित डाइईन के लिए Fe (CO) 3 इकाई की आत्मीयता आयरन के कार्बोनिल्स की क्षमता में प्रकट होती है, जो 1,5-साइक्लोएक्टाडाइन से 1,3-साइक्लोएक्टाडाइन में उत्प्रेरित करती है (समावयवीकरण को साइक्लोएक्टाडिएन)। साइक्लोहेक्साडीन कॉम्प्लेक्स साइक्लोहेक्साडेनिल धनायन देने के लिए हाइड्राइड एब्स्ट्रैक्शन से गुजरते हैं, जो न्यूक्लियोफाइल जोड़ते हैं। साइक्लोहेक्साडीन आयरन (0) कॉम्प्लेक्स से हाइड्राइड एब्स्ट्रैक्शन फेरस डेरिवेटिव देता है।[8][9] एनोन कॉम्प्लेक्स (बेंजाइलिडीनैसिटोन) आयरन ट्राइकार्बोनिल [Fe(CO)3] सबयूनिट के स्रोत के रूप में कार्य करता है और अन्य डेरिवेटिव तैयार करने के लिए कार्यरत है। इसका उपयोग Fe2(CO)9 के समान ही किया जाता है।

ऐल्काइन-Fe(0)-CO डेरिवेटिव

ऐल्काइन आयरन के कार्बोनिल्स के साथ प्रतिक्रिया करके बड़ी संख्या में डेरिवेटिव देते हैं। डेरिवेटिव में फेरोल्स (Fe2(C4R4)(CO)6), (पी-क्विनोन ) Fe(CO)3, (साइक्लोबुटाडीन) Fe (CO)3 और कई अन्य सम्मिलित हैं।[10]

त्रि-पॉलीन Fe(0) मनोग्रंथि

Bis (cyclooctatetraene) आयरन एक Fe (0) कॉम्प्लेक्स है जिसमें CO लिगैंड्स की कमी होती है।

CO लिगेंड्स और स्थिर आयरन युक्त मनोग्रंथि को पॉलीअनसेचुरेटेड हाइड्रोकार्बन की विस्तृत विविधता के लिए जाना जाता है, उदा-साइक्लोहेप्टाट्रिएन, अज़ुलीन और बुलवैलिन। साइक्लोऑक्टाटेट्राईन (COT) के मामले में, डेरिवेटिव Fe(COT)2 सम्मिलित हैं,[11] Fe3(COT)3,[12] और कई मिश्रित COT-कार्बोनिल (जैसे Fe(COT)(CO)3 और Fe2(COT)(CO)6) सम्मिलित हैं।

आयरन(I) और आयरन(II)

जैसा कि Fe (II), Fe के लिए एक सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था है, इसलिए कई ऑर्गेनोइरॉन (II) यौगिक ज्ञात हैं। Fe(I) यौगिकों में प्रायः Fe-Fe बांड होते हैं, लेकिन अपवाद होते हैं, जैसे [Fe(anthracene)2]-.[13]

फेरोसीन और इसके डेरिवेटिव

Main article: फेरोसिन

20 वीं शताब्दी में ऑर्गोमेटेलिक रसायन विज्ञान के तेजी से विकास का पता फेरोसीन की खोज से लगाया जा सकता है, एक बहुत ही स्थिर यौगिक जिसने कई संबंधित सैंडविच यौगिकों के संश्लेषण को पूर्वाभास दिया। आयरन (II) क्लोराइड के साथ सोडियम साइक्लोपेंटैडेनाइड की प्रतिक्रिया से फेरोसीन बनता है:

साइक्लोपेंटैडिएनिलिरोन डाइकारबोनील डिमर

2 NaC5H5 + FeCl2 → फे (सी5H5)2 + 2 NaCl

फेरोसीन साइक्लोपेंटैडिएनिल लिगेंड्स पर स्थानीयकृत विविध प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करता है, जिसमें फ्राइडल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाएं और लिथेशन सम्मिलित हैं। हालांकि, कुछ इलेक्ट्रोफिलिक क्रियाशील प्रतिक्रियाएं, Fe केंद्र पर प्रारंभिक हमले के माध्यम से दूब [Cp2Fe–Z]+ प्रजातियां (जो औपचारिक रूप से Fe(IV) हैं) देने के लिए आगे बढ़ती हैं। उदाहरण के लिए, HF:PF5 और Hg(OTFA)2, अलग करने योग्य या स्पेक्ट्रोस्कोपिक रूप से देखने योग्य कॉम्प्लेक्स [Cp 2 Fe–H] + PF 6 – और Cp 2 Fe + –Hg – (OTFA) 2 देते हैं।[14][15][16] फेरोसीन भी संरचनात्मक रूप से असामान्य वधमंच है, जैसा कि 1,1'-bis(डिपेनिलफॉस्फिनो) फेरोसीन जैसे लिगेंड की लोकप्रियता से स्पष्ट होता है, जो उत्प्रेरण में उपयोगी होते हैं।[17] एल्युमिनियम ट्राइक्लोराइड और बेंजीन के साथ फेरोसीन के उपचार से धनायन[CpFe(C6H6)]+ प्राप्त होता है। फेरोसीन के ऑक्सीकरण से नीली 17e प्रजाति फेरोसेनियम मिलती है। फुलरीन के डेरिवेटिव भी अत्यधिक प्रतिस्थापित साइक्लोपेंटैडिएनिल लिगैंड के रूप में कार्य कर सकते हैं।

FP2, FP-, और Fp+ डेरिवेटिव

Fe(CO)5 साइक्लोपेंटैडीन के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि डायन्यूक्लियर Fe(I) प्रजाति साइक्लोपेंटैडिएनिलिरॉन डाइकार्बोनिल डिमर ([FeCp(CO)2]2) दिया जा सके, जिसे प्रायः Fp2 के रूप में संक्षिप्त किया जाता है । Fp2 का पायरोलिसिस क्यूबाइडल क्लस्टर [FeCp(CO)] 4 देता है ।

बहुत बाधित प्रतिस्थापित साइक्लोपेंटैडिएनल लिगैंड्स पृथक मोनोमेरिक Fe (I) प्रजाति दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, Cp i-Pr Fe(CO) 2 (Cp i-Pr = i-Pr 5 C 5 ) को क्रिस्टलोग्राफिक रूप से चित्रित किया गया है।

सोडियम के साथ Fp 2 का अपचयन "NaFp" देता है, जिसमें शक्तिशाली न्यूक्लियोफाइल होता है और CpFe(CO) 2 R प्रकार के कई डेरिवेटिव का अग्रदूत होता है।  व्युत्पन्न [FpCH 2 S(CH 3 ) 2 ] + का उपयोग निम्नलिखित में किया गया है: साइक्लोप्रोपेनेशंस ।  जटिल Cp(CO 2 )Fe + (η 2 - विनाइल ईथर ] + एक नकाबपोश विनाइल केशन है ।

Fp-R यौगिक प्रोचिरल हैं , और अध्ययनों ने चिरल डेरिवेटिव CpFe (PPh 3 ) (CO) एसाइल का शोषण किया है।

ऐल्किल, एलिल और ऐरिल यौगिक

आयरन के साधारण पेराल्किल और पेरारिल कॉम्प्लेक्स CP और CO डेरिवेटिव की तुलना में कम संख्या में हैं। उदा-टेट्रामेसिटील्डिरॉन है।

टेट्रामेसिटील्डिरॉन आयरन के तटस्थ प्रति-ऑर्गेनो कॉम्प्लेक्स का एक दुर्लभ उदाहरण है।

यौगिक [(η3-allyl)Fe(CO)4]+X− एलिलिक प्रतिस्थापन में एलिल कटियन सिन्थॉन हैं।[6]इसके विपरीत यौगिक[(η5-C5H5)Fe(CO)2(CH2CH=CHR)] जिसमें η 1-एलिल समूह मुख्य समूह एलिलमेटल प्रजातियों (M = B, Si, Sn, आदि) के अनुरूप होते हैं और कार्बन इलेक्ट्रोफाइल के साथ प्रतिक्रिया करके SE2 के साथ एलिलेशन उत्पाद देते हैं।[18] इसी तरह, एलेनिल (साइक्लोपेंटैडिएनिलिरोन) डाइकारबोनील कॉम्प्लेक्स मुख्य समूह एलेनिलमेटल प्रजातियों के अनुरूप प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करते हैं और न्यूक्लियोफिलिक प्रोपरगिल सिंथॉन के रूप में काम करते हैं।[19]

सल्फर और फास्फोरस डेरिवेटिव

Fe2(SR)2(CO)6 और Fe2(PR2)2(CO)6 प्रकार के परिसर, आमतौर पर आयरन के कार्बोनिल्स के साथ थिओल्स और द्वितीयक फॉस्फीन की प्रतिक्रिया से बनते हैं।[20] थियोलेट्स को टेट्राहेड्रान Fe2S2(CO)6 से भी प्राप्त किया जा सकता है ।

आयरन (III)

कुछ ऑर्गेनोइरॉन (III) यौगिकों को ऑर्गेनोइरॉन (II) यौगिकों के ऑक्सीकरण द्वारा तैयार किया जाता है। एक लंबे समय से ज्ञात उदाहरण फेरोसेनियम [(C5H5)2Fe]+ है। ऑर्गनोइरॉन (III) पोर्फिरिन कॉम्प्लेक्स कई हैं।

Fe(टेट्राफेनिलपोर्फिरिन )C6H5 की संरचना.[21]

आयरन (IV)

Fe(4-नोरबोर्निल)4 लो-स्पिन टेट्राहेड्रल कॉम्प्लेक्स का एक दुर्लभ उदाहरण है।

Fe(नॉरबोर्निल)4 में, Fe(IV) एल्काइल लिगैंड द्वारा स्थिर होता है जो बीटा-हाइड्राइड उन्मूलन का प्रतिरोध करता है।[22] आश्चर्यजनक रूप से, FeCy4, जो बीटा-हाइड्राइड उन्मूलन के लिए अतिसंवेदनशील है, को भी पृथक और क्रिस्टलोग्राफिक रूप से चित्रित किया गया है और -20 डिग्री सेल्सियस पर स्थिर है। अप्रत्याशित स्थिरता को फैलाव बलों को स्थिर करने के साथ-साथ गठनात्मक प्रभावों के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था जो बीटा-हाइड्राइड उन्मूलन को प्रभावित करते हैं।[23] डेकामेथिलफेरोसिन के दो-इलेक्ट्रॉन ऑक्सीकरण से संकेत मिलता है [Fe(C5Me5)2]2+, जो एक कार्बोनिल कॉम्प्लेक्स बनाता है [Fe(C5Me5)2(CO)](SbF6)2।[24]

कार्बनिक संश्लेषण और सजातीय उत्प्रेरण में ऑर्गनोइरॉन यौगिक

औद्योगिक कटैलिसीस में, आयरन यौगिक का उपयोग शायद ही कभी ऑर्गोकोबाल्ट रसायन विज्ञान और ऑर्गोनिकेल रसायन विज्ञान के विपरीत किया जाता है। कम लागत और इसके लवणों की कम विषाक्तता के कारण, आयरन एक स्टोइकोमेट्रिक अभिकर्मक के रूप में आकर्षक है। जांच के कुछ क्षेत्रों में सम्मिलित हैं:

जीव रसायन

बायो ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, तीन हाइड्रोजनेज एंजाइमों के साथ-साथ कार्बन मोनोऑक्साइड डिहाइड्रोजनेज के सक्रिय स्थलों पर ऑर्गेनोरोन प्रजातियां पाई जाती हैं।

अग्रिम पठन

  • E. A. Koerner von Gustorf; F.-W. Grevels; I. Fischler, eds. (1978). The Organic Chemistry of Iron. Academic Press. doi:10.1016/B978-0-12-417101-5.X5001-X. ISBN 978-0-12-417101-5.

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

  • आयरन पेंटाकार्बोनिल
  • डायरॉन नॉनकार्बोनील
  • हरा रसायन
  • अमीर खाता
  • (ब्यूटाडीन) आयरन ट्राइकारबोनील
  • डायल्स-एल्डर प्रतिक्रियाएं
  • सन्टी कमी
  • (बेंजाइलिडीनएसीटोन)आयरन ट्राइकारबोनील
  • बुल व्हेल
  • बीआईएस (साइक्लोएक्टेट्रेन) आयरन
  • लोहा (द्वितीय) क्लोराइड
  • साइक्लोपेंटैडिएनिलिरोन डाइकारबोनील डिमर
  • टेट्रामेसिटील्डिरोन
  • सहयोगी प्रतिस्थापन
  • धातु एसिटाइलएसीटोनेट्स
  • कार्बनिक रसायन
  • जैविक कमी
  • ऑर्गोकोबाल्ट रसायन शास्त्र
  • एल्केनाइल
  • कपलिंग से नफरत है
  • बायोऑर्गेनोमेटेलिक केमिस्ट्री

संदर्भ

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