Reactividad dependiente del disolvente de Fe ((CO) ₅ bajo condiciones superácidas y oxidativas

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Química organometálica
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• El pentacarbonilo de hierro (Fe ((CO) 5) es un compuesto organometálico básico.
• Comprender la reactividad de los carbonilos metálicos en diferentes entornos de disolventes es crucial para la química sintética.
• Los superácidos y los disolventes estables a la oxidación ofrecen medios de reacción únicos para explorar nuevas transformaciones químicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la reactividad dependiente del disolvente del pentacarbonilo de hierro (Fe ((CO)) 5) con el pentafluoruro de arsénico (AsF5).
• Caracterizar los complejos de hierro resultantes formados en fluoruro de hidrógeno anhidro (HF) y dióxido de azufre líquido (SO2).
• Explorar la formación y la caracterización estructural de nuevas especies de carbonilo de hierro.

Principales métodos:

• Las reacciones se llevaron a cabo en HF anhidro y disolventes líquidos de SO2.
• La caracterización estructural de los productos se realizó mediante difracción de rayos X.
• Se emplearon técnicas espectroscópicas y cálculos químicos cuánticos para un análisis exhaustivo.

Principales resultados:

• En el HF anhidro, el Fe ((CO) 5) reacciona con el AsF 5 para formar el complejo protonado [FeH ((CO) 5) +, un hidruro de metal de transición altamente ácido.
• En el SO2 líquido, Fe ((CO) 5) se somete a la oxidación y la dimerización para producir el catión dinuclear [Fe2 ((CO) 10) 2 +, isoelectrónico con Mn2 ((CO) 10).
• Este estudio presenta la primera caracterización estructural de un catión de carbonio metálico de transición dinuclear homoleptico, [Fe2(CO) 10 2 +.
• Se caracterizó estructuralmente y espectroscópicamente una tríada centrada en el hierro (Fe ((CO) 5 neutro, catión radical [Fe ((CO) 5) +• y dicatión [Fe2 ((CO) 10 2+).

Conclusiones:

• La elección del disolvente influye significativamente en la vía de reacción y en los productos de Fe ((CO) 5) con AsF 5.
• La formación de [FeH(CO) 5]+ pone de manifiesto el potencial para aislar complejos de hidruro metálico altamente ácidos.
• El descubrimiento de [Fe2(CO) 10 2+ amplía la familia conocida de cationes de carbonio de metal de transición dinucleares.
• Los efectos del disolvente juegan un papel crítico en la dimerización del catión del radical pentacarbonilo de hierro.