La química del organohierro es la química de los compuestos de hierro que contienen un enlace químico carbono - hierro . [1] [2] Los compuestos orgánicos de hierro son relevantes en la síntesis orgánica como reactivos como el pentacarbonilo de hierro , el nonacarbonilo de dihierro y el tetracarbonilferrato de disodio . Mientras que el hierro adopta estados de oxidación desde el Fe(−II) hasta el Fe(VII), el Fe(IV) es el estado de oxidación más alto establecido para las especies de organohierro. Aunque el hierro es generalmente menos activo en muchas aplicaciones catalíticas, es menos costoso y " más ecológico " que otros metales.[3] Los compuestos orgánicos de hierro presentan una amplia variedad de ligandos que soportan el enlace Fe-C; Al igual que con otros organometales, estos ligandos de soporte incluyen de manera prominente fosfinas , monóxido de carbono y ciclopentadienilo , pero también se emplean ligandos duros como las aminas.
Los carbonilos de hierro importantes son los tres carbonilos binarios neutros, el pentacarbonilo de hierro , el nonacarbonilo de dihierro y el dodecacarbonilo de trihierro . Uno o más ligandos de carbonilo en estos compuestos pueden reemplazarse por una variedad de otros ligandos que incluyen alquenos y fosfinas. Un complejo de hierro(-II), tetracarbonilferrato de disodio (Na 2 [Fe(CO) 4 ]), también conocido como "reactivo de Collman", se prepara reduciendo el pentacarbonilo de hierro con sodio metálico. El reactivo aniónico altamente nucleófilo se puede alquilar y carbonilar para dar los derivados de acilo que se someten a protonólisis para producir aldehídos: [4]
En este caso, el carbanión ataca a un ligando CO. En una reacción complementaria, el reactivo de Collman se puede usar para convertir cloruros de acilo en aldehídos. Se pueden lograr reacciones similares con sales de [HFe(CO) 4 ] − . [5]
Los complejos de dieno de hierro generalmente se preparan a partir de Fe(CO) 5 o Fe 2 (CO) 9 . Se conocen derivados de dienos comunes como ciclohexadieno , [7] norbornadieno y ciclooctadieno , pero incluso el ciclobutadieno se puede estabilizar. En el complejo con butadieno , el dieno adopta una conformación cis . Los carbonilos de hierro son grupos protectores potenciales para los dienos, protegiéndolos de hidrogenaciones y reacciones de Diels-Alder . El ciclobutadieneiron tricarbonilo se prepara a partir de 3,4-diclorociclobuteno y Fe 2(CO) 9 .
Los ciclohexadienos, muchos derivados de la reducción de Birch de compuestos aromáticos, forman derivados (dieno)Fe(CO) 3 . La afinidad de la unidad Fe(CO) 3 por los dienos conjugados se manifiesta en la capacidad de los carbonilos de hierro de catalizar las isomerizaciones de 1,5-ciclooctadieno a 1,3-ciclooctadieno . Los complejos de ciclohexadieno se someten a abstracción de hidruro para dar cationes de ciclohexadienilo, que agregan nucleófilos. La extracción de hidruros de los complejos de ciclohexadieno hierro(0) da derivados ferrosos. [8] [9]
El tricarbonilo de hierro complejo de enona (bencilidenacetona) sirve como fuente de la subunidad Fe(CO) 3 y se emplea para preparar otros derivados. Se usa de manera similar al Fe 2 (CO) 9 .