El cobaltoceno , conocido también como bis(ciclopentadienil)cobalto(II) o incluso "bis Cp cobalto", es un compuesto organocobalto de fórmula Co(C 5 H 5 ) 2 . Es un sólido de color púrpura oscuro que se sublima fácilmente ligeramente por encima de la temperatura ambiente. El cobaltoceno fue descubierto poco después del ferroceno , el primer metaloceno . Debido a la facilidad con la que reacciona con el oxígeno, el compuesto debe manipularse y almacenarse mediante técnicas sin aire .
El cobaltoceno se prepara mediante la reacción de ciclopentadienuro de sodio (NaC 5 H 5 ) con cloruro de cobalto (II) anhidro en una solución de THF . El cloruro de sodio se cogenera y el producto organometálico suele purificarse mediante sublimación al vacío . [2]
En Co(C 5 H 5 ) 2 el centro de Co está "intercalado" entre dos anillos de ciclopentadienilo (Cp). Las longitudes del enlace Co-C son aproximadamente 2,1 Å, ligeramente más largas que las del enlace Fe-C en el ferroceno. [3]
El Co(C 5 H 5 ) 2 pertenece a un grupo de compuestos organometálicos llamados metalocenos o compuestos sándwich. [4] El cobaltoceno tiene 19 electrones de valencia, uno más de los que normalmente se encuentran en los complejos de metales de organotransición, como su pariente muy estable, el ferroceno. (Consulte la regla de los 18 electrones ). Este electrón adicional ocupa un orbital que es antienlazante con respecto a los enlaces Co-C. En consecuencia, las distancias Co-C son ligeramente más largas que los enlaces Fe-C en el ferroceno. Muchas reacciones químicas del Co(C 5 H 5 ) 2 se caracterizan por su tendencia a perder este electrón "extra", produciendo un catión de 18 electrones conocido como cobaltocenio:
El rodoceno , pariente cercano del cobaltoceno, no existe como monómero, pero se dimeriza espontáneamente mediante la formación de un enlace C-C entre los anillos Cp.
Co(C 5 H 5 ) 2 es un agente reductor de un electrón común en el laboratorio. [5] De hecho, la reversibilidad del par redox Co(C 5 H 5 ) 2 se comporta tan bien que el Co (C 5 H 5 ) 2 puede usarse en voltamperometría cíclica como estándar interno . Su análogo permetilado, el decametilcobaltoceno (Co(C 5 Me 5 ) 2 ), es un agente reductor especialmente potente, debido a la donación inductiva de densidad electrónica de los 10 grupos metilo, lo que hace que el cobalto ceda aún más su electrón "extra". Estos dos compuestos son ejemplos raros de reductores que se disuelven en disolventes orgánicos no polares. A continuación se muestran los potenciales de reducción de estos compuestos, tomando como referencia el par ferroceno- ferrocenio :
Los datos muestran que los compuestos decametilo son alrededor de 600 mV más reductores que los metalocenos originales. Este efecto sustituyente, sin embargo, se ve eclipsado por la influencia del metal: el cambio de Fe a Co hace que la reducción sea más favorable en más de 1,3 voltios.
El tratamiento de Co(C 5 H 5 ) 2 con monóxido de carbono da el derivado de cobalto (I) Co(C 5 H 5 )(CO) 2 , concomitante con la pérdida de un ligando Cp. Esta conversión se realiza cerca de 130 °C con 500 psi de CO. [2] [6]
