Decamethylkobaltoceen

Decamethylkobaltoceen is een organokobaltverbinding met de formule CoC₂₀H₃₀, vaak afgekort tot CoCp*₂, waarin Cp* staat voor pentamethylcyclopentadienyl. Deze donkerbruine, vaste stof wordt toegepast als sterk reducerend middel in de organometaalchemie.

Synthese

Decamethylkobaltoceen ontstaat in de reactie van pentamethylcyclopentadienyllithium (LiCp*) met kobalt(II)chloride:

$\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{p}}^{\mathrm{*}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{p}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{*}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Binding

Decamethylkobaltoceen is een metalloceen met D_5d-symmetrie. Net als kobaltoceen heeft decamethylkobaltoceen 19 valentie-elektronen. De stof is paramagnetisch.

Decamethylkobaltoceen wordt toegepast als één-elektronreductor. Ten opzichte van het in organische oplosmiddelen (in plaats van de standaard-waterstofelektrode) vaker gebruikte ferroceen/ferrocenium-koppel bedraagt de E°-waarde Sjabloon:Nowrap. De stamverbinding heeft hier een waarde van Sjabloon:Nowrap. Het verschil is daarmee vergelijkbaar met dat voor de koppels van ferroceen en decamethylferroceen zoals in onderstaande tabel is te zien.

Redoxpotentialen (met ferroceen/ferrocenium als standaard) in acetonitril

Halfreactie	E° (V) t.o.v ferroceen	Halfreactie vrij metaal	E° (V) t.o.v. SWE
$\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{)}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$	0,000	$\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}$	0,77
$\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}\mathrm{M}{\mathrm{e}}_{\mathrm{5}}{)}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}\mathrm{M}{\mathrm{e}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$	−0,59
$\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{)}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$	−1,33	$\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}$	1,82
$\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}\mathrm{M}{\mathrm{e}}_{\mathrm{5}}{)}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{C}}_{\mathrm{5}}\mathrm{M}{\mathrm{e}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$	−1,94

Structuur

Decamethylkobaltoceen en kobaltoceen hebben een vergelijkbare structuur. Het 19e elektron, één meer dan in ferroceen, vindt een plaats in de anti-bindende orbitalen tussen kobalt en de pentadienylliganden. De afstand tussen kobalt en koolstof is daardoor iets groter dan in bijvoorbeeld ferroceen. Bij kamertemperatuur is deze afstand 211,8 pm, zelfs langer dan de afstand in kobaltoceen: 209,6 pm). In de gasfase wordt voor zowel kobaltoceen als decamethylkobaltoceen een afstand van 211,9 pm gemeten.

Een typisch voorbeeld van een met decamethylkobaltoceen uitgevoerde reductie is die van buckminsterfullereen, C₆₀:

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{p}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{*}}\mathrm{+}{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}\mathrm{0}}\mathrm{⟶}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{C}{p}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{*}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}\mathrm{[}{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}\mathrm{0}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}$