1,10-fenantrolina

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1,10-fenantrolina
formula di struttura
formula di struttura
Nomi alternativi
o-fenantrolina monoidrata
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC12H8N2
Massa molecolare (u)180,1 g/mol
Aspettosolido bianco (monoidrata)
Numero CAS66-71-7
Numero EINECS200-629-2
PubChem1318
DrugBankDBDB02365
SMILES
C1=CC2=C(C3=C(C=CC=N3)C=C2)N=C1
Proprietà chimico-fisiche
Costante di dissociazione acida (pKa) a 298 K4,8
Solubilità in acqua~ 3,3 g/l (20 °C, monoidrata)
Temperatura di fusione117 °C (anidra)

93 °C (monoidrata)

Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta pericoloso per l'ambiente
pericolo
Frasi H301 - 410
Consigli P264 - 270 - 273 - 301+310 - 391 - 405 [1][2]
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La 1,10-fenantrolina (o o-fenantrolina, spesso anche solo fenantrolina) è un composto eterociclico aromatico che può pensarsi derivato dal fenantrene per sostituzione formale del C-4 e del C-5 con due atomi di azoto, ciascuno con una coppia solitaria. A temperatura ambiente si presenta come una polvere bianca solubile nei solventi organici, poco in acqua. È commercializzata di solito in forma monoidrata, anch'essa un solido bianco, inodore. È un composto tossico, pericoloso per l'ambiente.

La collocazione dei due N nella molecola ne fa un legante bidentato chelante notevole. Come tale viene abbreviato o-phen o semplicemente phen. Esso forma complessi con moltissimi ioni metallici e anche con metalli di transizione a basso stato di ossidazione[3][4], formando con essi anelli a 5 termini. I più semplici e tipici sono gli ioni complessi omolettici trischelati [M(o-phen)3]2+ e [M(o-phen)3]3+. Tra questi, uno dei più studiati è quello di ferro, il suo sale con il solfato come controione tipico, ossia [Fe(o-phen)3]SO4, viene chiamato ferroina e costituisce un indicatore redox molto usato in chimica analitica[5]: come tale (con Fe2+) è rosso intenso, la forma ossidata (con Fe3+) è azzurro intenso, e il cambio di colore è rapido e il sistema è reversibile. Il potenziale standard della coppia redox in H2SO4 1M è di 1,06 V, ben maggiore di quello della coppia Fe3+/Fe2+ di 0,77 V.

Per la presenza dei due atomi di azoto è ovviamente una base e il suo acido coniugato ha pKa di 4,86, risultando così una base un po' migliore della 2,2'-bipiridina (abbreviata bipy) (pKa = 4,30), molecola molto simile alla quale la 1,10-fenantrolina viene spesso paragonata come complessante.[6][7] La bipiridina risulta un donatore migliore[8], ma la 1,10-fenantrolina ha il vantaggio entropico di avere i due atomi N già posizionati favorevolmente per la chelazione e i suoi complessi hanno costanti di formazione maggiori. Dalla fenantrolina deriva la neocuproina, 2,9-dimetil-1,10-fenantrolina. Per l'ingombro sterico dovuto ai metili che si affollano verso il metallo centrale, raramente si ottengono analoghi complessi trischelati con il metallo centrale, sebbene i bischelati siano comunque facilmente accessibili. La 1,10-fenantrolina forma complessi intensamente colorati con i reattivi di alchillitio: questi possono poi essere titolati semplicemente con alcool etilico che li converte nei corrispondenti alcossidi incolori, in modo che al punto di equivalenza il colore sparisce.[9] Anche i reattivi di Grignard possono essere titolati allo stesso modo.[10]

Note

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  1. ^ scheda del composto su IFA-GESTIS.
  2. ^ Smaltire in accordo alle leggi vigenti.
  3. ^ C.R. Luman, F.N. Castellano "Phenanthroline Ligands" in Comprehensive Coordination Chemistry II, 2003, Elsevier. ISBN 978-0-08-043748-4.
  4. ^ Peter G. Sammes e Gokhan Yahioglu, 1,10-Phenanthroline: A versatile ligand, in Chemical Society Reviews, vol. 23, n. 5, 1994, p. 327, DOI:10.1039/cs9942300327.
  5. ^ D. C. Harris, Quantitative Chemical Analysis, 4th edition, W. H. Freeman, NY. ISBN 0-7167-2508-8.
  6. ^ (EN) Jérôme Durand, Ennio Zangrando e Mauro Stener, Long-Lived Palladium Catalysts for CO/Vinyl Arene Polyketones Synthesis: A Solution to Deactivation Problems, in Chemistry - A European Journal, vol. 12, n. 29, 5 ottobre 2006, pp. 7639–7651, DOI:10.1002/chem.200501047. URL consultato il 22 agosto 2021.
  7. ^ (EN) J.G. Leipoldt, G.J. Lamprecht e E.C. Steynberg, Kinetics of the substitution of acetylacetone in acetylactonato-1,5-cyclooctadienerhodium(I) by derivatives of 1,10-phenantrholine and 2,2′-dipyridyl, in Journal of Organometallic Chemistry, vol. 402, n. 2, 1991-01, pp. 259–263, DOI:10.1016/0022-328X(91)83069-G. URL consultato il 22 agosto 2021.
  8. ^ Qiaoqiao Teng e Han Vinh Huynh, A unified ligand electronic parameter based on C NMR spectroscopy of N-heterocyclic carbene complexes, in Dalton Transactions, vol. 46, n. 3, 2017, pp. 614–627, DOI:10.1039/C6DT04222H, PMID 27924321.
  9. ^ Paul J. Fagan e William A. Nugent, 1-Phenyl-2,3,4,5-Tetramethylphosphole, in Organic Syntheses, Collective Volume, 9, 1998, p. 653.
  10. ^ (EN) Ho-Shen Lin e Leo A. Paquette, A Convenient Method for Determining the Concentration of Grignard Reagents, in Synthetic Communications, vol. 24, n. 17, 1994-09, pp. 2503–2506, DOI:10.1080/00397919408010560. URL consultato il 22 agosto 2021.

Voci correlate

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