Chromocen
Chromocen, mit der Formel [Cr(C5H5)2], ist eine metallorganische Verbindung aus der Familie der Metallocene. Die Summenformel wird oft mit [Cr(Cp)2] abgekürzt. Es bildet einen dem Ferrocen analogen Sandwichkomplex, folgt aber nicht der 18-Elektronen-Regel, da es nur 16 Valenzelektronen besitzt. Chromocen wurde erstmals 1953 beschrieben.<ref name="ZNaturf1953_444" />
Herstellung
Chromocen wird durch Reaktion von Chrom(II)-chlorid mit Cyclopentadienylnatrium, üblicherweise in Tetrahydrofuran (THF) als Lösungsmittel, hergestellt. Im ersten Schritt wird zunächst das wasserfreie Chrom(II)-chlorid synthetisiert:<ref name="Mottiger" />
- <math>\mathrm{ Cr\ +\ 2\ HCl\ \xrightarrow[THF]{} \ CrCl_2\ +\ H_2 }</math>
- <math>\mathrm{ CrCl_2\ +\ 2\ Na(C_5H_5)\ \xrightarrow[THF]{} \ Cr(C_5H_5)_2\ +\ 2\ NaCl }</math>
Auch die direkte Herstellung aus Chrom(II)-chlorid, Cyclopentadien und Natrium ist möglich:<ref name="EP0652224" />
- <math>\mathrm{ CrCl_2\ +\ 2\ Na\ + 2\ C_5H_6\ \xrightarrow[THF]{} \ Cr(C_5H_5)_2\ +\ 2\ NaCl +\ H_2}</math>
Das analoge Decamethylchromocen, Cr[C5(CH3)5]2, wird analog der ersten Reaktion unter Verwendung von Pentamethylcyclopentadienyllithium, LiC5(CH3)5 hergestellt.
Eigenschaften
Chromocen ist ein roter kristalliner Feststoff. In der Kristallstruktur von Chromocen wurde mittels Röntgenstrukturanalyse die mittlere Cr–C-Bindungslänge mit 215,1(13) pm ermittelt.<ref name="JOMC1966_507" /><ref name="Holleman-Wiberg" /> Wie im Ferrocen sind auch im Chromocen die Cyclopentadienyl-Ringe auf Deckung (ekliptisch) und nicht gestaffelt angeordnet.<ref name="Holleman-Wiberg" /> Die Dissoziationsenergie für die Cp–Cr-Bindung wird, je nach Literatur, mit 179 kJ·mol−1 bzw. 279 kJ·mol−1 angegeben.<ref name="Holleman-Wiberg" /><ref name="Huheey" /> Der mittlere Abstand zwischen den Ringen liegt bei 370 pm.<ref name="ZfNB1959_737" /> Chromocen ist an der Luft und gegenüber Wasser sehr reaktiv<ref name="Elschenbroich" /><ref name="Holleman-Wiberg" /> und kann sich unter Umständen bei Luftkontakt spontan entzünden.
Verwendung
Auf silikatische Trägersubstanzen aufgebrachtes Chromocen fungiert als Katalysator bei der Polymerisation von Ethylen und anderen 1-Alkenen.<ref name="DE4306105" /><ref name="Lechner" /> In den 1960ern wurde dieser Prozess von Union Carbide zur Polymerisation von Ethylen entwickelt.<ref name="Alsfasser" /><ref name="Steinborn" /> Dabei zersetzt sich das Chromocen an der silikatischen Oberfläche unter Bildung von hochreaktiven organometallischen Zentren, welche die katalytische Wirksamkeit ergeben. Die Struktur und Wirkungsweise des Union Carbide Katalysators wurde von Janet Blümel eingehend untersucht.<ref name="forkat" /> Chromocen basierte Katalysatoren haben, gegenüber Ziegler-Katalysatoren, welche aluminiumorganische Verbindungen enthalten, den Vorteil, dass das hergestellte Polyethylen nur eine geringe Geruchsbelästigung zeigt.<ref name="EP1109859" /> Alternativ kann als Substrat (Trägersubstanz) auch Porenbeton eingesetzt werden.<ref name="DE10314369" />
Weblinks
Einzelnachweise
<references> <ref name="Aldrich">Vorlage:Sigma-Aldrich</ref> <ref name="Elschenbroich">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="Alsfasser">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="DE4306105">Vorlage:Patent</ref> <ref name="DE10314369">Vorlage:Patent</ref> <ref name="EP0652224">Vorlage:Patent</ref> <ref name="EP1109859">Vorlage:Patent</ref> <ref name="forkat">Vorlage:Webarchiv</ref> <ref name="Holleman-Wiberg">Vorlage:Holleman-Wiberg</ref> <ref name="Huheey">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="JOMC1966_507">Kevin R. Flower, Peter B. Hitchcock: Crystal and molecular structure of chromocene (η5-C5H5)2Cr. In: Journal of Organometallic Chemistry. 1996, 507. S. 275–277. Vorlage:DOI.</ref> <ref name="Lechner">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="Mottiger">Vorlage:Webarchiv</ref> <ref name="Steinborn">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="Strem">Vorlage:Strem</ref> <ref name="ZAAC1956_69">Vorlage:Literatur</ref> <ref name="ZNaturf1953_444">Vorlage:ZNaturforsch</ref> <ref name="ZfNB1959_737"> Vorlage:ZNaturforsch</ref> </references>