ФЕРРОЦЕН [бис(h|-циклопентадиенил)железо], оранжевые кристаллы; температура плавления 173 ⁰C, температура кипения 249 ⁰C; плотность 1,49 г/см³ (25 ⁰C); устойчив до 470 ⁰C; возгоняется при атм. давлении; растворим в органических растворителях, не растворим в воде; устойчив к действию воздуха, горячей конц. водной HCl и 10%-ной водной NaOH.

В кристаллич. состоянии молекула ФЕРРОЦЕН находится в заторможенной антипризматич. кон-формации; в газовой фазе может существовать в заслоненной конформации. Молекула непо-лярна, диамагнитна, связи Fe — С ковалентны. ФЕРРОЦЕН относится к небензоидным ароматические си стемам. Для него характерны три типа химический превращений: замещение водорода в С₅Н₅-кольцах без разрыва связей Fe — С, окисление по атому Fe и разрыв связи Fe-C. Реакции электроф. замещения приводят к моно- и гетероаннулярным (содержащим заместители в разных циклах) дизамещ. ФЕРРОЦЕН:

Дизамещенные ФЕРРОЦЕН, содержащие заместитель в одном цикле (гомоаннулярные) и тризамещенные ФЕРРОЦЕН, образуются в незна-чит. кол-ве. Таким образом протекают ацилирование, форми-лирование, алкилирование, сульфирование, аминометилиро-. вание, арилирование, металлирование. Реакции электроф. замещения для ФЕРРОЦЕН протекают легче, чем для бензола. Общее влияние заместителя на реакционное способность ФЕРРОЦЕН аналогично влиянию в бензольном ряду. Ярко выраженных правил ориентации при вступлении второго заместителя в пяти-членное кольцо не обнаружено. Ферроценильная группа [Fe(C₅H₅)(C₅H₄)] во многие реакциях переходит без изменения из соединения в соединение.

При взаимодействие ФЕРРОЦЕН с аренами в присутствии AlCl₃/Al одно кольцо замещается на арен и образуется катион [Fе(С₅Н₅)(арен)]⁺. ФЕРРОЦЕН легко и обратимо окисляется до катион-радикала фераствороцения (окислители: O₂ воздуха в кислой среде, HNO₃, FeCl₃, I₂, Ag⁺, Cu²⁺, H₂O₂, хиноны, N-бромсукцинимид, тетрациано-этилен и др.):

Окисление протекает без заметных изменений в геометрии ФЕРРОЦЕН Разбавленные растворы солей ферроцения окрашены в синий цвет, концентрированные - в красный. Катион ферроцения образуется также при электрохимический окислении ФЕРРОЦЕН и при действии на него галогенов и органическое пероксидов.

Связь Fe — С в ФЕРРОЦЕН мало реакционноспособна; разрывается при действии очень сильных восстановителей: H₂ в присутствии Ni-Ренея (300 ⁰C, 2,5 МПа) либо растворов щелочных металлов в жидком NH₃ или аминах.

Синтезируют ФЕРРОЦЕН действием циклопентадиенида Na (Li, К, Tl) или циклопентадиенилмагнийбромида на галогениды Fe²⁺ либо из циклопентадиена и соединение Fe, например:

Возможно прямое образование ФЕРРОЦЕН из Fe и C₅H₆ при 300 ⁰C.

ФЕРРОЦЕН и его производные предложено использовать в качестве добавок, улучшающих эксплуатационных свойства моторных масел и топлив. Полимеры на основе производных ФЕРРОЦЕН высоко термически стабильны, обладают ценными электрич. и мага, свойства-ми. Добавки ФЕРРОЦЕН оказывают ингибирующее действие при тер-мо- и фотораспаде и окислении полимерных материалов. Некоторые производные ФЕРРОЦЕН используются как лекарства для лечения железодефицитной анемии (например, натриевая соль о-карбоксибензоил ферроцена, или ферроцерон). Предложены светочувствительный материалы и композиции на основе ФЕРРОЦЕН

Впервые получен П. Посоном и др. (1951); его строение установлено P. Вудвордом и Дж. Уилкинсоном, что привело к бурному развитию химии металлоценов.

Литература: Несмеянов A. H., Ферроцен и родственные соединения. Избранные труды, 1969-1979, M., 1982; Перевалова Э.Г., Решетова М.Д., Грандберг К.И., Методы элементоорганической химии. Железоорганиче-ские соединения. Ферроцен, M., 1983. Л. В. Рыбин.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей