デカカルボニル二マンガン

デカカルボニル二マンガン：重要な有機金属試薬

デカカルボニル二マンガン (Mn₂(CO)₁₀) は、マンガンの有機金属化学において中心的な役割を果たす重要な化合物です。この金属カルボニル錯体は、特有の構造と反応性を持ち、様々な有機金属化合物の合成に利用されています。

合成法

初期の合成法は、[マンガン]]ヨウ化物をマグネシウムで還元する方法でしたが、収率は低く、効率的な手法とは言えませんでした。現在では、より高効率な方法が確立されています。例えば、無水塩化マンガン] (MnCl₂) を、高圧のー酸化炭素雰囲気下でナトリウム-ベンゾフェノンケチルを用いて[[還元する方法が挙げられます。また、トリカルボニルメチルシクロペンタジエニルマンガン (MMT) を用いることで、より低圧での合成が可能となり、コスト効率も向上しました。

分子構造

Mn₂(CO)₁₀ は、2つのマンガン原子間に直接結合した構造を持ちます。この結合は、一酸化炭素配位子によって囲まれており、架橋型の一酸化炭素配位子は存在しません。(CO)₅Mn-Mn(CO)₅ と表現することもできます。各マンガン原子には、5つのCO分子が配位しています。そのうち1つはMn-Mn結合軸上に、残りの4つはMn-Mn結合軸に垂直に配位しています。2つのMn(CO)₅ユニットはねじれ形配座をとっており、分子全体としては、D₄d点群に属する対称性を持つことが特徴です。

反応性

デカカルボニル二マンガンは、空気に対して比較的安定な結晶性固体です。しかし、溶液中では空気や湿気に敏感なため、シュレンク管などの無酸素操作が必要となります。

還元反応: デカカルボニル二マンガンは還元を受け、ペンタカルボニルマンガンアニオン [Mn(CO)₅]⁻ を生成します。このアニオンは強力な求核剤として機能し、様々な反応に利用できます。プロトン化により水素化物 [HMn(CO)₅]、メチル化によりメチル錯体 [(CH₃)Mn(CO)₅] が得られます。


Mn₂(CO)₁₀ + 2 Na → 2 Na[Mn(CO)₅]


ハロゲン化反応: ハロゲンとの反応では、Mn-Mn結合が切断され、モノハロゲン化ペンタカルボニルマンガン錯体が生成します。例えば、臭素との反応では以下のようになります。


Mn₂(CO)₁₀ + Br₂ → 2 [Mn(CO)₅Br]


これらの反応以外にも、光化学反応や置換反応など、様々な反応性を示します。

安全性

デカカルボニル二マンガンは、揮発性のある金属カルボニル化合物であるため、取り扱いには注意が必要です。一酸化炭素を発生する可能性があるため、十分な換気のもとで取り扱う必要があります。また、皮膚や目への接触を避け、吸入にも注意が必要です。

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