Senyawa Organologam FerosenFajar Prihatno
Departemen Kimia, Fakultas MIPA, Universitas IndonesiaKampus UI Depok, 16424, Depok
E-mail : [email protected]
1. Pendahuluan
Di awal tahun 1950-an, rekasi antara siklopentadienilmagnesium bromida dan FeCl3 anhidrat dilakukan dengan harapan akan dihasilkan turuanan fulvalena. Namun, senyawa dengan struktur (C6H5)2Fe disebut ferosen yang didapat. Struktur senyawa ini didapatkan menggunakan sinar-X. Ferosen adalah senyawa terdiri atas dua cincin sikopentadienil (Cp) yang melapisi kedua sisi atom Fe dan senyawa ini merupakan contoh pertama kelompok senyawa yang disebut dengan senyawa sandwich. Senyawa sandwich dalam kimia organologam adalah senyawa yang menggambarkan ikatan antara logam dengan 2 ligan arena. Arena memiliki rumuh CnHn, derivatif substitusi (misalnya Cn(CH3)n) dan derivatif heterosiklik (misalnya BCnHn+1). Pada kondisi kamar, ferosen berwujud padatan serbuk berwarna orange.
Gambar 1. Sebuk ferosen
2. Sintesis Ferosen
Awalnya Ferosen dibuat menggunakan reaksi grignard antara siklopentadienilmagnesium bromida dan FeCl3 anhidrat. Reaksi ini cenderung sulit dilakuk karena reagen grignard sangat reaktif terhadap uap air. Metode lain dilakukan untuk mendapat ferosen lebih mudah dan yield besar.
Metode tersebut yaitu dengan mereaksikan siklopentadiena dengan basa KOH dengan pelarut DME (1,2 dimetoksi etana) dan menghasilkn Cp- dan kation K+. Kemudian direaksikan dengan besi (II) klorida tetrahidrat pada pelarut DMSO (Dimetil suloksida). Sehingga dihasilkanlah ferosen.
Gambar 2. Sintesis ferosen
3. Struktur dan Karakterisasi Ferosen
Ferosen memiliki struktur seperti gambar di samping. Ferosen dua cincin Cp yang melapisi kedua sisi atom Fe. Secara ionik Fe memiliki muatan 2+ dan Cp- memiliki muatan 1-. Anion siklopentadiena bersifat aromatis. Hal ini disebabkan oleh adanya muatan 1- pada karbon ikatan tunggal sehingga resonansi berlangsung dan jumlah elektron π sesuai aturan huckel.
Gambar 3. Struktur ferosen
Ferosen lebih mudah diamati menggunakan H-NMR daripada X-ray dan FT-IR. Pada gambar ditunjukkan hasil H-NMR larutan dari awal pembuatan hingga ferrocene terbenuk. Pada larutan Cp dalam DME. Cp akan memberikan 2 puncak karena ada 2 jenis hidrogen dengan kondisi berbeda yaitu H pada karbon sp2 dan H pada karbon sp3 dengan perbanding luas puncak 2:1. DME akan memberikan 2 puncak yaitu H pada metil dan H etana dengan perbandingan luas puncak 1:1. Setelah penambahan basa, maka Cp akan menjadi anion dan besifat aromaik. Terdapat 5 hidrogen yang berada pada lingkungan yang sama pada 1 siklopentadiena yang membentuk 1 puncak dan 2 puncak untuk pelarut DME. Kemudian ditambahkan lagi FeCl2.4H2O, maka Cp- akan terikat pada Fe2+ sehingga efek shielding akan meningkat dan puncak hidrogen untuk ferosen akan berada mendekati TMS daripada Cp-.
Gambar 4. Spektroskopi H-NMR Ferosen
4. Reaksi Ferosen
Ferosen adalah senyawa terdiri atas dua cincin sikopentadienil yang melapisi kedua sisi atom Fe. Gugus siklopentadienil bersifat aromatis, maka seperti gugus benzena, gugus ini akan mudah mengalami substitusi elektrofilik. Di bawah ini merupakan gambar reaksi kimia untuk substitusi elektrofilik.
Gambar 5. Reaksi Substitusi Elektrofilik Ferosen
Selain reaksi substiusi elektrofilik, ferosen dapat membentuk klaster organologam dengan reagen n-butil litium. Reaksi ini akan membentuk 1,1’ dilitioferosen yang reaktif untuk membentuk senyawaan lain. Senyawaan yang dapat terbentuk dapat dilihat pada gambar.
Gambar 6. Reaksi litioferosen
Ferosen dapat mengalami reaksi ligand exchange. Di bawah ini menunjukkan reaksi ligand exchange, dimana siklopentadiena ditukar dengan gugus benzena.
Gambar 7. Reaksi ligan exchange Ferosen
5. Penggunaan Ferosen
Turunan ferosen dapat digunakan untuk reagen pemisahan senyawa rasemat. Hu et al. mempublikasikan pembuatan katalis nukleofilik baru yang terinspirasi oleh karya Fu and Birman, yang menjelaskan faktor selektivitas untuk memisahkan rasemat alkohol sekunder yang bulky secara stereokimia.
Gambar 8. Reaksi katalisis oleh turunan Ferosen
Daftar Pustaka
S. Fossey, John. 2011. Annual Reports B Review Organometallic Chemistry. Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. B, 2011, 107, 91–101Prodjosantoso, A.K. Kimia Organologam. Jogjayakarta: UNY Press.www.magritek.com/Spinsolve_LabManual_Ferrocene ashadisasongko.staff.ipb.ac.id/files/2012/02/Pengantar-Kimia
Recommended
