常用还原剂——二茂钴(双环戊二烯合钴)

KingDraw 2024-08-30 16:35:37

二茂钴(双环戊二烯合钴)

【英文名称】 Bis(cyclopentadienyl)cobalt

【分子式】 C₁₀H₁₀Co

【分子量】 189.12

【CAS号】 1277-43-6

【缩写和别名】Cobaltocene,二茂钴。

【物理性质】紫黑色晶体,mp 173~174 ℃,真空条件下 40 ℃ 升华,具有顺磁性。不溶于水,能溶于烷烃等一般有机溶剂中,生成紫红色溶液。二茂钴具有交错式(staggered)结构。

【制备和商品】国内外试剂公司均有销售,也可由环戊二烯基钠在四氢呋喃中与无水氯化钴反应而制备。

【注意事项】对空气、水和光敏感,尤其是对空气特别敏感,易被氧化为黄色的一价钴茂离子 [Co(C₅H₅)₂]⁺。在避光的干燥惰性气体中稳定,建议在低温下保存。

二茂钴是合成其它钴配合物的重要原料。该试剂具 19-电子结构,可以作为一种很好的单电子还原剂用来还原多种物质。在有机合成中,该试剂也能用作催化剂。

二茂钴另一种重要反应是还原卤代烷,生成烷基取代的钻配合物。在氧气的作用下,二茂钴能与一些含活泼氢的化合物(HCH₂CN、HCI₃、HC₂Ph、HCH₂COMe) 反应。

二茂钴还能用于一些具有特殊结构底物的还原。对于钻配位的双炔丙醇类化合物,先用四氟硼酸脱去羟基形成双正离子。然后,用二茂钴将其还原生成双自由基。最后,在 Ce⁴⁺ 作用下可以得到取代的 1,5-癸二炔。该反应的选择性很高,主要得到内消旋产物,在锂试剂的存在下,二茂钴能把全氟取代的饱和双环化合物还原成十氟萘。

作为催化剂,二茂钴催化的重要反应是烯烃的氢甲酰化反应。

该试剂在催化方面的另一个重要应用是催化炔烃的环三聚反应。二茂钴可以催化乙炔与乙腈发生环加成反应,生成吡啶衍生物。最近,二茂钴被用于一些具有特殊结构炔烃的环三聚反应。以 1,2-二氯苯为溶剂,位阻很大的 2-萘乙炔在该试剂的催化下能顺利地得到三聚产物。在比较温和条件下,二茂钴催化二茂铁基乙炔基环三聚。该反应可以得到很高的产率,其活性优于钌和铑的卟啉类配合物。

在卟啉类铁配合物催化的烯烃与重氮化合物的反应中,加入少量的二茂钴能提高反应产率和选择性,几乎定量得到反式取代环丙烷。

摘自:《现代有机合成试剂——还原反应试剂》,胡跃飞主编。

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