Việc phát hiện ra ferrocene đã cách mạng hóa lĩnh vực hóa học cơ kim. Vì thế trong bài viết lần này, chúng ta sẽ xem xét nguồn gốc của phân tử, các hợp chất sandwich1 khác theo sau và ứng dụng của chúng. Bạn hãy giành ít thời gian để tham khảo nhé!
Lịch sử của ferrocene
Những năm 1940: Tổng hợp đầu tiên được biết đến
Các nhà nghiên cứu tại một công ty hóa chất Hoa Kỳ cho hơi cyclopentadiene đi qua ống sắt, dẫn đến cặn màu vàng hình thành trên ống. Phân tích nhiều năm sau đó cho thấy cặn này là ferrocene.
1951: Khám phá
Hai nhóm nhà khoa học tình cờ phát hiện ra ferrocene một cách độc lập trong khi cố gắng tổng hợp các hợp chất khác. Một nhóm đã đề xuất một cấu trúc thẳng hàng (linear) như bên dưới.
1952: Xác định cấu trúc
Một số nhà khoa học đề xuất một cấu trúc mới cho ferrocene trong đó ion sắt được kẹp giữa hai anion cyclopentadienyl. Dữ liệu tinh thể học tia X đã xác nhận cấu trúc này.
1973: Giải Nobel hóa học
Giải Nobel hóa học năm 1973 được trao cho Geoffrey Wilkinson và Ernst Otto Fischer vì sự quyết định của họ về cấu trúc ferrocene và nghiên cứu tiếp theo về các hợp chất sandwich.
Các hợp chất sandwich khác
Những hợp chất sandwich metallocene và arene
Ferrocene là một metallocene, đây là một ion kim loại được kẹp giữa hai anion cyclopentadienyl. Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp metallocene với các kim loại khác nhau. Họ cũng đã tạo ra các hợp chất sandwich với các arene khác nhau.
Các kim loại chuyển tiếp hàng đầu tiên mà các hợp chất metallocene được biết đến như: V, Cr, Mn, Fe, Cu, Ni.
Các phân tử sandwich khác
Các loại hợp chất sandwich khác bao gồm các hợp chất nửa sandwich chẳng hạn như methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl (MMT), và các hợp chất sandwich nhiều lợp.
Ứng dụng
Cảm biến đường huyết
Các thiết bị điện tử đo lường đường trong máu sử dụng glucose oxidase để oxy hóa các phân tử glucose. Các điện tử từ glucose oxidase sau đó khử các cation ferrocenium thành ferrocene. Các điện cực tái tạo các cation ferrocenium và thiết bị đo dòng điện để xác định chỉ số đường huyết.
Chất chống kích nổ trong xăng
Canada và Úc sử dụng chất chống kích nổ MMT trong xăng. Chất này giúp ngăn ngừa quá trình cháy không đều bằng cách tăng nhiệt độ tại đó nhiên liệu bóc cháy.
Ứng dụng khác
Một số dẫn xuất của ferrocene xúc tác cho các phản ứng hydrogen hóa. Trong y học, dẫn xuất ferrocene ferroquine đã trải qua các thử nghiệm như một loại thuốc chống sốt sét.
Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!
Tham khảo ACS.
1: Trong hóa học cơ kim, hợp chất sandwich là một hợp chất hóa học có kim loại được liên kết bởi liên kết cộng hóa trị với hai phối tử arene (vòng). Aren có công thức CnHn, dẫn xuất thế (ví dụ Cn(CH3)n) và dẫn xuất dị vòng (ví dụ BCnHn+1).
