Decacarbonilo de dimanganeso

La estructura cristalina de Mn₂(CO)₁₀ es relativamente conocida. El compuesto consta de un par de unidades de pirámides de base cuadrada Mn(CO)₅, presente en el estado de oxidación 0, unidas por un enlace metal-metal (Mn-Mn), por lo tanto, debe considerarse como clúster metálico según la definición de Cotton. Hay dos tipos de ligandos de CO; un CO en cada átomo de Mn es coaxial con el enlace Mn-Mn (293 pm), y cuatro en cada manganeso que son perpendiculares a él (ecuatoriales). En el rotador estable, las dos subunidades Mn (CO) 5 están alternadas. Por lo tanto, la molécula general pertenece al grupo puntual D_4d, que es una simetría poco común compartida con el S₂F₁₀. A diferencia de su homólogo el decacarbonilo de dirrenio, la conformación eclipsada no se produce, ya que el radio atómico es muy inferior.[3]

El Mn₂(CO)₁₀ cumple la regla de los 18 electrones: Mn(0) tiene 7 electrones externos (2x7=14), cada ligando carbonílico aporta 2 electrones (2x10=20), el enlace metal-metal tiene 2 electrones → 14 + 20 + 2 = 36 (como hay dos núcleos metálicos: 36/2=18).

El decacarbonilo de dimanganeso se puede obtener por carbonilación a presión de sales de manganeso (II), tales como el cloruro de manganeso (II) o el acetato de manganeso (II):[4]

${\displaystyle \mathrm {2\ Mn(CH_{3}CO_{2})_{2}+10\ CO\ {\xrightarrow[{300\ bar\ CO}]{Al(C_{2}H_{5})_{3}}}Mn_{2}(CO)_{10}} }$

El compuesto se preparó por primera vez con bajo rendimiento mediante la reducción de yoduro de manganeso con magnesio en atmósfera de CO.[5] Una preparación más eficiente implica la reducción de MnCl₂ anhidro con cetil benzofenona de sodio bajo 200 atmósferas de CO.[6] La disponibilidad de metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo ("MMT") ha llevado a una ruta de baja presión hacia Mn₂(CO)₁₀.[7]

El Mn₂(CO)₁₀ es estable al aire como un sólido cristalino, pero las disoluciones requieren técnicas de Schlenk. Debido a esto, se encuentra su uso limitado en síntesis orgánica.[8] Sus reacciones características son:

• La reducción de Mn₂(CO)₁₀ da el anión manganeso pentacarbonilo, el cual puede ser aislado como una sal:

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}(CO)_{10}\ +\ 2\ Na\ {\xrightarrow {\ }}2\ Na[Mn(CO)_{5}]} }$

El anión es un nucleófilo muy versátil. La protonación da el hidruro [HMn(CO)₅], y la metilación el [(CH₃)Mn(CO)₅].

• La bromación del Mn₂(CO)₁₀ se produce con escisión del enlace Mn-Mn para dar el bromuro de pentacarbonilo de manganeso.

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}(CO)_{10}\ +\ Br_{2}\ {\xrightarrow {\ }}2\ [Mn(CO)_{5}Br]} }$

El decacarbonilo de dimanganeso es una fuente volátil de un metal y una fuente de CO. Es un reactivo de partida para compuestos de carbonilo de manganeso y también se usa como catalizador y agente antidetonante.