Octacarbonyle de dicobalt
# Octacarbonyle de dicobalt

L'octacarbonyle de dicobalt, ou plus simplement carbonyle de cobalt, est un composé chimique de formule $Co_2(CO)_8.$ Ce carbonyle métallique est un réactif et un catalyseur utilisé en synthèse organique et en chimie des composés organométalliques. Il a été notamment utilisé pour catalyser l'hydroformylation, conversion des alcènes en aldéhydes.

## Synthèse et structure

On l'obtient par carbonylation à haute pression de sels de cobalt, souvent en présence de cyanure $CN^−.$ C'est un solide pyrophorique de couleur orange thermiquement instable. En solution, il se présente sous forme de deux isomères qui se convertissent rapidement l'un en l'autre.

L'isomère principal contient de ligands CO reliant deux atomes de cobalt à géométrie octaédrique ; il est décrit comme $(CO)_3Co(μ-CO)_2Co(CO)_3$ — groupe de symétrie $C_{2v}.$ La longueur de la liaison Co–Co est de 252 pm tandis que les liaisons Co–CO avec les carbonyles terminaux et médians ont respectivement une longueur de 180 pm et 190 pm. Les études suggèrent en fait l'absence de liaison directe Co–Co.

L'isomère secondaire n'a pas de pont carbonyle ; il est décrit comme $(CO)_4Co–Co(CO)_4$ — groupe de symétrie $D_{3d}.$ La liaison Co–Co, qui n'a pas de pont carbonyle, a une longueur de 270 pm. Cet isomère a été cristallisé avec le buckminsterfullerène $C_{60}.$

## Applications et réactions principales

La réaction la plus caractéristique de l'octacarbonyle de dicobalt est son hydrogénation en hydrocarbonyle de cobalt $HCo(CO)_4$ :

    $Co_2(CO)_8$ + $H_2$ → 2 $HCo(CO)_4.$

Cet hydrure est l'agent actif pour les réactions d'hydroformylation. Il s'additionne aux alcènes pour donner un $alkyl-Co(CO)_4$ qui insère ensuite un carbonyle CO et subit une hydrogénolyse pour libérer un aldéhyde. La réduction du $Co_2(CO)_8$ donne la base conjuguée de $HCo(CO)_4$ :

    $Co_2(CO)_8$ + 2 Na → 2 $NaCo(CO)_4.$

Les ligands carbonyle CO peuvent être remplacés par des groupes phosphine $PH_3$ tertiaires pour donner du $Co2(CO)_{8-x}(PR3)_x.$ Ces dérivés plus gros sont également plus sélectifs en tant que catalyseurs d'hydroformylation. Les bases de Lewis « dures » telles que la pyridine $C_5H_5N$ peuvent provoquer une dismutation :

    6 $C_6H_5N$ + $^3/_2$ $Co_2(CO)_8$ → $[Co(C_6H_5N)_6][Co(CO)_4]_2$ + 4 CO.

La réaction de Pauson-Khand, au cours de laquelle un alcyne, un alcène et le monoxyde de carbone sont cyclisés en cyclopenténone $C_5H_6O,$ peut être catalysée par l'octacarbonyle de dicobalt :

Le $Co_2(CO)_8$ réagit avec les alcyne pour former des complexes covalents stables, ce qui est utile pour former un groupe protecteur pour l'alcyne ; ce complexe peut lui-même être utilisé dans une réaction de Pauson-Khand.

Par chauffage, le $Co_2(CO)_8$ se décarbonyle et donne l'agrégat tétraédrique $Co_4(CO)_{12}$ :

    2 $Co_2(CO)_8$ → $Co_4(CO)_{12}$ + 4 CO.
