Rutenocene

Rutenocene
Nome IUPAC
rutenocene, bis(η5-ciclopentadienil)rutenio(II)
Nomi alternativi
Ru(C5H5)2, RuCp2
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C10H10Ru
Aspetto	solido giallo chiaro
Numero CAS	1287-13-4
Numero EINECS	215-065-2
PubChem	25199626, 11020720 e 102091
SMILES	[CH-]1C=CC=C1.[CH-]1C=CC=C1.[Ru+2]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1,876
Temperatura di fusione	196 °C (469 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
attenzione
Frasi H	315 - 319 - 335
Consigli P	262 - 280 - 305+351+338 - 304+340 - 403+233 - 501
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Il rutenocene è il composto metallorganico con formula Ru(C₅H₅)₂, spesso abbreviata come RuCp₂. Appartiene alla categoria dei composti a sandwich e più in particolare è un metallocene. In condizioni normali è un solido inodore di colore giallo chiaro. In questo composto il rutenio ha formalmente stato di ossidazione +2.

Struttura

La struttura del rutenocene è quella di un composto a sandwich, con l'atomo di rutenio racchiuso tra due anelli ciclopentadienilici. È una struttura analoga a quella del ferrocene, con la differenza che i due anelli aromatici nel rutenocene hanno configurazione eclissata (simmetria D_5h), mentre nel ferrocene hanno configurazione sfalsata (simmetria D_5d). La differenza di struttura è imputata alle maggiori dimensioni dell'atomo di rutenio che obbligano i due anelli aromatici a stare più lontani, diminuendo le reciproche interazioni steriche (la distanza metallo-carbonio è 218,6 pm nel rutenocene e 204 pm nel ferrocene).

Sintesi

Il rutenocene fu sintetizzato per la prima volta nel 1952 da Geoffrey Wilkinson, che già aveva contribuito a chiarire la struttura del ferrocene. Wilkinson fece reagire acetilacetonato di rutenio(III) con un eccesso di bromuro di ciclopentadienilmagnesio:

${\displaystyle {\ce {2 Ru(acac)3 + 3 C5H5MgBr -> Ru(C5H5)2 + 3 'acacMgBr' + '(C5H5)'}}}$

Il rutenocene si prepara anche per reazione tra ciclopentadienuro di sodio e rutenio(II) ottenuto in situ da cloruro di rutenio(III) e rutenio metallico:

${\displaystyle {\ce {RuCl2 + 2 NaC5H5 -> Ru(C5H5)2 + 2 NaCl}}}$

Reattività

Il rutenocene è molto più stabile alla temperatura rispetto al ferrocene; inizia a decomporsi a circa 600 ºC ed è quindi un composto organometallico particolarmente stabile.

Il rutenocene ha una ricca chimica redox. In riduzione si comporta come il ferrocene, formando specie stabili. Il comportamento dei due composti è invece differente in ossidazione. Il ferrocene è caratterizzato da un processo reversibile monoelettronico, mentre il rutenocene dà luogo a ossidazioni bielettroniche irreversibili. Con il rutenocene la reazione può poi procedere con l'addizione di nucleofili al centro metallico. Ad esempio con alogenuri si formano cationi isolabili tipo [RuCp₂X]⁺ dove il rutenio è nello stato di ossidazione +4.

Per quanto riguarda le reazioni di sostituzione, nel rutenocene si osserva un comportamento molto simile a quello del ferrocene: si possono avere facilmente reazioni di sostituzione elettrofila sugli anelli aromatici, come ad esempio acilazioni, arilazioni, solfonazioni, formilazioni, ecc.

Note

Bibliografia

• (EN) D. E. Bublitz, W. E. McEwen e J. Kleinberg, Ruthenocene, in Org. Synth., vol. 41, 1961, p. 96, DOI:10.15227/orgsyn.041.0096.
• (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
• (EN) G. L. Hardgrove e D. H. Templeton, The crystal structure of ruthenocene, in Acta Cryst., vol. 12, 1959, pp. 28-32, DOI:10.1107/S0365110X59000081.
• (EN) E. R. Lippincott and e R. D. Nelson, The Vibrational Spectra and Structure of Ferrocene and Ruthenocene, in J. Chem. Phys., vol. 21, n. 7, 1953, pp. 1307-1308, DOI:10.1063/1.1699202.
• STREM Chemicals, Safety Data Sheet (PDF), su strem.com, 2016. URL consultato il 16 gennaio 2020.
• (EN) R. E. White e T. P. Hanusa, Ruthenium: Organometallic Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia209, ISBN 9780470862100.
• (EN) G. Wilkinson, The Preparation and Some Properties of Ruthenocene and Ruthenicinium Salts, in J. Am. Chem. Soc., vol. 74, n. 23, 1952, pp. 6146-6147, DOI:10.1021/ja01143a538.

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