Kinetic Studies on the Reaction of the Homobimetallic Anion, M+(η5-MeCp)Mn(CO)2Mn(CO)5-(M+=Na+, PPN+) with Allyl Chloride

The homobimetallic anion, $M^+({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2Mn(CO)_5^-(M^+=Na^+,\;PPN^+)$was disrupted by CH2CHCH2Cl in THF at various temperatures ($20^{\circ}C~50^{\circ}C$) under the pseudo 1st order reaction conditions where excess of allyl chloride was employed under a nitrogen atmosphere. This homobimetallic anion seems to be involved in a concerted reaction mechanism in which a four-centered transition state is proposed. After undergoing the transition state, this reaction eventually leads to (MeCp)Mn$(CO)_3$ on addition of CO and $({\eta}^1-allyl)Mn(CO)_5$, respectively. However, in case of $Na^+$ analog, $Na^+$ may play a novel counter ion effect on the disruption reaction either by transferring one terminal CO from the $Mn(CO)_5$ moiety on to the $({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2$of the corresponding homobimetallic complex, eventually resulting in $({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_3$ or through the interaction between $Na^+$ and the leaving group (Cl) of allyl chloride. This reaction is of overall second order with respect to homobimetallic complex with the activation parameters (${\Delta}H^{\neq}=17.15{\pm}0.17kcal/mol,\;{\Delta}S^{\neq}=-9.63{\pm}0.10$ e.u. for $Na^+$ analog; ${\Delta}H^{\neq}=22.13{\pm}0.21 kcal/mol,\;{\Delta}S^{\neq}=9.74{\pm}0.19$ e.u. for $PPN^+$ analog reaction).

동종이핵착물인 M+(η5-MeCp)Mn(CO)2Mn(CO)5-(M+=Na+, PPN+)와 염화알릴간의 반응에 대한 반응속도론적 연구

동종이핵착물인 $M^+({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2Mn(CO)_5^-(M^+=Na^+,\;PPN^+)$과 염화알릴과의 반응을 고순도 질소속에서 염화알릴을 다량 넣어서 유사1차 반응조건에서 다양한 온도($20^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$)에서 반응시켰다. 이 동종이핵착물을 네 개의 원자를 있는 전이 상태를 거치는 단일 단계 반응과 관련되는 것으로 보인다. 이러한 전이 상태 후 CO와 만나서 $({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_3와\;({\eta}^1-allyl)Mn(CO)_5$로 이어지는 것 같다. 그러나 양이온이 $Na^+$인 경우, 이 양이온은 이 반응에서 동종이핵착물의 $Mn(CO)_5$ 부분에서 CO하나를 $({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_2$쪽으로 이동시켜 결국 $({\eta}^5-MeCp)Mn(CO)_3$로 만들거나 혹은 양이온($Na^+$)과 이탈기인 Cl을 끌어당겨서 반응을 가속화 시키는 역할을 하는 것으로 생각되었다. 이 반응은 각각의 반응물질에 관해서 1차, 따라서 전체적으로 2차 반응이며 이 반응에 관련된 활성화 에너지 관련 매개변수들은 다음과 같다(양이온이 $Na^+$인 경우 ${\Delta}H^{\neq}=17.15{\pm} 0.17 kcal/mol,\;{\Delta}S^{\neq}=-9.63{\pm}0.10$ e.u.; 양이온이 인 경우 ${\Delta}H^{\neq}=22.13{\pm}0.21 kcal/mol,\;;{\Delta}S^{\neq}=9.74{\pm}0.19$ e.u.).