Cyclopentadiénure de sodium

Cyclopentadiénure de sodium
Image illustrative de l’article Cyclopentadiénure de sodium
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Identification
No CAS 4984-82-1
No ECHA 100.023.306
No CE 225-636-8
PubChem 78681
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule C5H5Na  [Isomères]
Masse molaire[1] 88,083 ± 0,004 4 g/mol
C 68,18 %, H 5,72 %, Na 26,1 %,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le cyclopentadiénure de sodium est un composé organosodique de formule Na(C5H5). On le note souvent en abrégé NaCp ou CpNa, où Cp− est l'anion cyclopentadiénure (Cp est aussi souvent utilisé comme abréviation du ligand cyclopentadiényle en chimie de coordination[2]).

Synthèse

Le cyclopentadiénure de sodium est disponible dans le commerce en solution dans le THF. Il est préparé par traitement du cyclopentadiène par le sodium[3] :

2 Na + 2 C5H6 ⟶ 2 Na(C5H5) + H2.

Généralement, cette conversion est effectuée en chauffant une suspension de sodium fondu dans le dicyclopentadiène[4]. Autrefois, le sodium était souvent utilisé sous la forme de « fil de sodium » ou de « sable de sodium », une fine dispersion de sodium préparée en fondant du sodium dans un reflux de xylène sous agitation rapide[5],[6]. Il est également possible d'utiliser l'hydrure de sodium[7] :

NaH + C5H6 ⟶ Na(C5H5) + H2.

Dans un premier temps, les réactifs de Grignard étaient utilisés comme bases. Avec un pKA, le cyclopentadiène peut être déprotoné par de nombreux réactifs. La nature de NaCp dépend fortement de son milieu et de l'utilisation pour laquelle il est préparé, mais il est le plus souvent représenté comme un sel de sodium, Na+C5H5−. Le NaCp cristallin sans solvant, composé peu courant, est un complexe sandwich à plusieurs niveaux, consistant en une chaîne infinie de centre de sodium Na+ pris en sandwich par des ligands μ-η5:η5-C5H5[8].

Applications

Le cyclopentadiénure de sodium est un réactif courant dans la préparation de métallocènes, par exemple dans celle du ferrocène[5] :

2 Na(C5H5) + FeCl2 ⟶ Fe(C5H5)2 + 2 NaCl

ou celle du dichlorure de zirconocène[9] :

ZrCl4(thf)2 + 2 NaCp ⟶ Cp2ZrCl2 + 2 NaCl + 2 THF.

Notes et références

  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ (en) Union internationale de chimie pure et appliquée, Nomenclature of Inorganic Chemistry : IUPAC Recommendations 2005, Cambridge, RSC–IUPAC, , 366 p. (ISBN 0-85404-438-8, lire en ligne [PDF]), p. 262.
  3. ↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1988), Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.), New York: Wiley-Interscience, p. 139, (ISBN 0-471-84997-9)
  4. ↑ Tarun K. Panda, Michael T. Gamer, Peter W. Roesky "An Improved Synthesis of Sodium and Potassium Cyclopentadienide" Organometallics, 2003, 22, 877–878.DOI 10.1021/om0207865
  5. ↑ a et b Wilkinson, Geoffrey, Ferrocene, Org. Synth., coll. « vol. 4 », , p. 473
  6. ↑ Partridge, John J.; Chadha, Naresh K.; Uskokovic, Milan R., An asymmetric hydroboration of 5-substituted cyclopentadienes: synthesis of methyl (1R,5R)-5-hydroxy-2-cyclopentene-1-acetate, Org. Synth., coll. « vol. 7 », , p. 339
  7. ↑ Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B. and Angelici, R. J., Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999. (ISBN 0935702482)
  8. ↑ (en) Robert E. Dinnebier, Ulrich Behrens, and Falk Olbrich, « Solid State Structures of Cyclopentadienyllithium, -sodium, and -potassium. Determination by High-Resolution Powder Diffraction », Organometallics, vol. 16,‎ , p. 3855–3858 (DOI 10.1021/om9700122)
  9. ↑ (en) Wilkinson, G.; Birmingham, J. G., « Bis-cyclopentadienyl Compounds of Ti, Zr, V, Nb and Ta », J. Am. Chem. Soc., vol. 76, no 17,‎ , p. 4281–84 (DOI 10.1021/ja01646a008)
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