環戊二烯基鈉

環戊二烯基鈉
識別
CAS號	4984-82-1
PubChem	78681
ChemSpider	71032
SMILES	[Na+].c1[c-]ccc1;
InChI	1S/C5H5.Na/c1-2-4-5-3-1;/h1-5H;/q-1;+1;
EINECS	225-636-8
性質
化學式	C5H5Na
摩爾質量	88.08 g·mol−1
外觀	無色固體
溶解性（水）	分解
溶解性	可溶於THF
危險性
主要危害	易燃
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

環戊二烯基鈉，俗名稀環鈉，無色固體，是一種有機鈉化合物，對空氣和水敏感，化學式為NaC₅H₅。通常簡稱為NaCp、CpNa，其中Cp⁻是環戊二烯陰離子。在配位化學中，Cp也作為環戊二烯基配體的縮寫。^[1]環戊二烯基鈉是無色固體，但樣本會因為氧化而呈粉紅色。^[2]

製備

市售有環戊二烯基鈉的THF的溶液。可通過用鈉處理環戊二烯製備：^[3]

2 Na + 2 C₅H₆ → 2 NaC₅H₅ + H₂

通常是在雙環戊二烯中加熱鈉至熔融態以進行反應^[2]。以前的常見做法是用「鈉絲」或「鈉砂」，這可通過二甲苯熔融回流鈉，同時快速攪拌來製得這種細分散體的形式^[4]^[5]。使用氫化鈉更易製備：^[6]

NaH + C₅H₆ → NaC₅H₅ + H₂

早期的實驗使用格氏試劑作為反應物。環戊二烯pK_a為15，因此可以被許多試劑去質子化。

NaCp的性質很大程度上取決於它所處的介質。在一些合成路線中，該試劑通常表示為Na⁺C₅H₅⁻的鹽形式。少見的無溶劑結晶NaCp是一個像防滑墊式的夾心型配合物，含有夾在μ-η⁵:η⁵-C₅H₅配體中交替的Na⁺中心構成的無限鏈條^[7]。在溶劑中，NaCp是高度溶劑化的，特別是鹼金屬加合物Na(tmeda)Cp更能增加區分度^[8]。

應用

環戊二烯基鈉是一種常見製備茂金屬的試劑。如二茂鐵^[4]和二氯二茂鋯^[9]的製備：

2 NaC₅H₅ + FeCl₂ → Fe(C₅H₅)₂ + 2 NaCl

ZrCl₄(thf)₂ + 2 NaCp → Cp₂ZrCl₂ + 2 NaCl + 2 THF

參考

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[1] International Union of Pure and Applied Chemistry (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005). Cambridge (UK): RSC–IUPAC. ISBN 0-85404-438-8. pp. 262 (PDF （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）)

[Roesky-2] 2.0 ^2.1 Tarun K. Panda, Michael T. Gamer, Peter W. Roesky. An Improved Synthesis of Sodium and Potassium Cyclopentadienide. Organometallics. 2003, 22: 877–878 [2015-12-04]. doi:10.1021/om0207865. （原始內容存檔於2021-07-13）.

[3] Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey, Advanced Inorganic Chemistry 5th, New York: Wiley-Interscience: 139, 1988, ISBN 0-471-84997-9

[ferrocene-4] 4.0 ^4.1 Geoffrey Wilkinson (1963). "Ferrocene". Org. Synth.; Coll. Vol. 4: 473.

[5] Partridge, John J.; Chadha, Naresh K.; Uskokovic, Milan R. (1990). "An asymmetric hydroboration of 5-substituted cyclopentadienes: synthesis of methyl (1R,5R)-5-hydroxy-2-cyclopentene-1-acetate". Org. Synth.; Coll. Vol. 7: 339.

[6] Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B. and Angelici, R. J. Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry. CA: University Science Books: Mill Valley. 1999. ISBN 0935702482.

[7] Robert E. Dinnebier, Ulrich Behrens, and Falk Olbrich. Solid State Structures of Cyclopentadienyllithium, -sodium, and -potassium. Determination by High-Resolution Powder Diffraction. Organometallics. 1997, 16: 3855–3858. doi:10.1021/om9700122.

[8] Elschenbroich, C. Organometallics. Wiley-VCH: Weinheim. 2006. ISBN 978-3-527-29390-2.

[9] Geoffrey Wilkinson; Birmingham, J. G. Bis-cyclopentadienyl Compounds of Ti, Zr, V, Nb and Ta. J. Am. Chem. Soc. 1954, 76 (17): 4281–84. doi:10.1021/ja01646a008.

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