Кіріспе
Циклопентадиенил кешені – металл мен циклопентадиенил топтарының (қысқаша Cp−) координациялық кешені. Циклопентадиенил лигандтары металдарға көбінесе пентахапто (η5) байланысу түрінде бекінеді. Металл–циклопентадиенил арақатынасы әдетте металл ортасынан Cp сақинасының ортасына бір сызық түрінде бейнеленеді.
A cyclopentadienyl complex is a coordination complex of a metal and cyclopentadienyl groups (, abbreviated as Cp−). Cyclopentadienyl ligands almost invariably bind to metals as a pentahapto (η5 ) bonding mode. The metal–cyclopentadienyl interaction is typically drawn as a single line from the metal center to the center of the Cp ring.
Мысалдар
Бициклопентадиенил кешендері металлоцендер деп аталады. Осы типтегі кешеннің белгілі бір мысалы – ферроцен (FeCp2), оның хромоцен (CrCp2), кобальтоцен (CoCp2) және никелоцен (NiCp2) сияқты басқа металдардың көптеген аналогтары бар. Cp сақиналары өзара параллель болғанда, бұл қосылыс «сэндвич кешені» деп аталады. Органометалл химиясының бұл саласы алғаш рет 1950 жылдары дамыды. Бұрылған металлоцендер [MCp2Lx] типіндегі қосылыстармен көрсетіледі. Олардың кейбіреулері этилен полимерлеуге катализаторлар болып табылады. Металлоцендер көбінесе термодинамикалық тұрақты және түрлі реакцияларда катализатор ретінде қолданылады. Cp лигандтарын және бір немесе бірнеше басқа лигандтарды қамтитын аралас лигандты Cp кешендері одан да көп. Жақсы зерттелген мысал – Fp димері (Cp2Fe2(CO)4). Тек бір Cp сақинасын қамтитын монометалл қосылыстар көбінесе «жарты сэндвич» қосылыстары немесе «пианино тақшасы» қосылыстары деп аталады, мысалы метилциклопентадиенилмарганец трикарбонилі (CpMn(CO)3).
Бiрiктiру режимдерi
Cp лигандының барлық 5 көміртек атомы, MCp кешендерінің көп бөлігінде металлмен байланысады. Бұл байланысу түрі η5 координация деп аталады. MCp байланысы, Cp лигандының бес π молекулалық орбиталының металдың s, p және d орбиталдарымен жапқышуынан пайда болады. Осы кешендер π-кешендер деп аталады. Көбінесе барлық өтпелі металдар осы координация түрін қолданады.
Cp кешендерін синтездеу
Қосылыстар көбінесе сілті металл циклопентадиенил қосылыстарының тұз метатез реакциялары арқылы, көшіру металл хлоридтерімен дайындалады. Натрий циклопентадиениді (NaCp) және литий циклопентадиениді жиі қолданылады. Триметилсилилциклопентадиен циклопентадиенилталий (CpTl) – баламалы көздер болып табылады. Кейбір аса төзімді кешендерді, мысалы, никелоценді дайындау үшін циклопентадиен KOH сияқты дәстүрлі негіздің қатысуымен қолданылады. Егер тек бір Cp лиганды орнатылса, қалған лигандтар әдетте карбонил, галоген, алкил және гидрид болады. Көптеген Cp кешендері бұрыннан қалыптасқан Cp кешендерін галоидты, СО және басқа қарапайым лигандтарды алмастыру арқылы дайындалады.
Ansa Cp лигандтары
Циклопентадиенил лигандтарының жұбы ковалентті байланыс арқылы біріктіріліп, "анса" металлоцендерін құрайды. Екі Cp сақинасы арасындағы бұрыш бекітілген. Сақиналардың металл центріне қатысты айналуы да тоқтатылады. Осыған ұқсас туындылар шектелген геометриялы кешендерді тудырады. Бұл жағдайларда Cp лиганды, Cp емес лигандпен байланысады. Мұндай кешендер полипропилен өндірісінде қолданылу үшін коммерцияландырылған.
Үлкен КП лигандтары
Пентаметилциклопентадиен пентаметилциклопентадиенил (Cp*) кешендерін қалыптастырады. Бұл лигандтар неғұрлым негізді және липофильді. Метил топтарын ірірек топтармен алмастыру циклопентадиендерді тудырады, олар соншалықты кеңейтілген, пентаалкил туындыларын жасау мүмкін емес. Осы типтегі жақсы зерттелген лигандтарға C5R4H− (R = iso Pr) және 1,2,4 C5R3H2− (R = tert Bu) жатады.
Геометриялық кешендер
Шектелген геометриялық кешендер анса металлоцендермен байланысты, бірақ бір лиганд Cp туысты емес.
Қолданбалар
Cp металл кешендері негізінен химиялық зерттеулерде стехиометриялық реагенттер ретінде қолданылады. Ферроцений реагенттері – тотықтырғыштар. Кобальтоцен – күшті, ерігіш тотықсыздандырғыш. Cp2TiCl2 және Cp2ZrCl2 туындылары органикалық синтездегі кейбір реагенттердің негізін құрайды. Алюминоксанмен өңделгенде, бұл дихалидтер олефин полимерлеуге арналған катализаторларға айналады. Мұндай заттар Каминский түріндегі катализаторлар деп аталады.