แลนทาโนซีนเป็นสารประกอบประเภทเมทัลโลซีนที่มีธาตุจากอนุกรมแลนทานิดเป็นองค์ประกอบ สารประกอบแลนทาโนซีนที่พบได้ทั่วไปมักประกอบด้วยแอนไอออนไซโคลเพนตาไดอีนิล สองตัว และลิแกนด์ชนิด X ซึ่ง โดยทั่วไปจะ เป็นลิแกนด์ ไฮไดรด์หรือแอลคิล

ในปี พ.ศ. 2497 Wilkinsonและ Birmingham ได้อธิบายถึงสารประกอบเชิงซ้อน tris(cyclopentadienyl)lanthanide, Ln(C H ) (Ln = La , Ce , Pr , Nd , Sm ) ^{[ 1 ] [ 2 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสารประกอบออร์กาโนแลนทาไนด์มีความไวต่อความชื้นและออกซิเจนสูง รวมทั้งความไม่สามารถแยกอนุพันธ์อัลคิลและอะริลแบบง่ายๆ ของประเภท LnR ได้ ทำให้สาขาเคมีออร์กาโนเมทัลลิกนี้ประสบกับช่วงเวลาที่ค่อนข้างซบเซาเป็นเวลาสองทศวรรษก่อนที่จะมีการเตรียมสารประกอบเชิงซ้อนแลนทาโนซีนสำหรับแลนทาไนด์บางชนิดในภายหลัง (Ln = Gd , Er , Yb , Lu ) ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

ส่วนการสังเคราะห์จะมุ่งเน้นไปที่สารประกอบเชิงซ้อนแลนทานิด(III) เมทัลโลซีนที่มีพันธะ Ln-C ซึ่งเตรียมกันอย่างแพร่หลายจากสารตั้งต้น Ln-Cl ที่สอดคล้องกันดังที่แสดงไว้^{[ 3 ]}

(C H ) LnCl(THF) + LiR → (C H ) LnR(THF) + LiCl

Ln = Y, Nd, Sm, Dy, Er, Tm, Yb, Lu

, Et , iPr ^tBu , CH2tBu, , CH2Ph , Ph , C6H4Me − p

เส้นทางการสังเคราะห์ที่นำไปสู่แลนทาโนซีนคลอไรด์มีสรุปดังนี้:

LnCl + 2 MC H → (C H ) LnCl + 2 MCl

M = Na, Ti

Ln(C H ) + NH Cl → (C H ) LnCl + C H + NH

Ln(C H ) + HCl → (C H ) LnCl + C H

ด้วยวงโคจร 4f ขนาดใหญ่ ธาตุแลนทานัมจึงแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากโลหะทรานซิชัน d-block ทั่วไป รัศมีไอออนขนาดใหญ่จำกัดขอบเขตที่วงโคจร 4f สามารถทับซ้อนกับลิแกนด์ได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้สารประกอบออร์กาโนแลนทานัมมีเลขโคออร์ดิเนชันที่สูงขึ้นได้^{[ 5 ]}ด้วยเหตุนี้แอนไอออนไซโคลเพนตาไดอีนิล (ย่อว่า Cp) จึงมักใช้เพื่อครอบครองตำแหน่งที่ไม่อิ่มตัวและทำให้สารประกอบโลหะมีเสถียรภาพ สารประกอบแลนทาโนซีนอัลคิลและไฮไดรด์บางชนิดแสดงกิจกรรมเฉพาะตัวต่อการกระตุ้นพันธะ CH [ ^{6 ] การ}ทำงานของอัลคีน^[ 7 ^{] และ}การกระตุ้นคาร์บอนิล^{[ 8 ]}

ในปี พ.ศ. 2526 วัตสันได้รายงานปฏิกิริยาการกระตุ้นพันธะ CH ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยแลนทาโนซีนเป็นครั้งแรก^{[ 6 ]}ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ออกฤทธิ์คือสารเชิงซ้อนลูเทเซียม-เมทิลหรือลูเทเซียม-ไฮไดรด์ ซึ่งทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องในตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนกับเบนซีน ไพริดีน และไยไลด์ CH PPh เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เสถียรและแยกได้

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าออร์กาโนแลนทาไนด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยอดเยี่ยมสำหรับปฏิกิริยาไฮโดรฟังก์ชันไนเซชัน รวมถึง การไฮโดรจีเนชันไฮโดรซิลิเลชัน ไฮโดรโบเรชัน ไฮโดรอะมิเนชันเป็นต้น ตัวอย่างของแต่ละประเภทแสดงไว้ด้านล่าง^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

กลไกการเกิดไฮโดรจีเนชันแสดงไว้ด้านล่าง โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ออกฤทธิ์จะถูกสร้างขึ้นโดยการแลกเปลี่ยนพันธะซิกมา ตามด้วยการแทรกโอเลฟินและการแลกเปลี่ยนพันธะซิกมาอีกครั้งเพื่อสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นใหม่ นี่คือกลไกเดียวกันกับปฏิกิริยาไฮโดรฟังก์ชันไนเซชันอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลิแกนด์ไซโคลเพนตาไดอีนิลขนาดใหญ่ขัดขวางศูนย์กลางโลหะ ปฏิกิริยากับอัลคีนที่ถูกแทนที่จึงถูกยับยั้ง มีสองวิธีทั่วไปที่ใช้เพื่อเอาชนะความยากลำบากนี้ วิธีหนึ่งคือการเพิ่มขนาดของโลหะโดยการรวมแลนทานอยด์ที่มีรัศมีไอออนิกที่ใหญ่กว่า เนื่องจาก การหดตัว ของแลนทานอยด์^{[ 13 ]}ซึ่งหมายถึงการแทนที่แลนทานอยด์ตอนปลายด้วยแลนทานอยด์ตอนต้น อีกวิธีหนึ่งคือการลดขนาดของลิแกนด์โดยการจัดการรูปทรงเรขาคณิตของลิแกนด์และการแทนที่บนลิแกนด์^{[ 7 ]}ตัวอย่างเช่น ลิแกนด์ไซโคลเพนตาไดอีนิลแบบบานพับหรือแบบสะพานแอนซาอาจใช้เพื่อดึงลิแกนด์ให้เข้าใกล้กันมากขึ้น จึงทำให้สามารถเข้าถึงศูนย์กลางโลหะได้มากขึ้นดังแสดงในภาพด้านขวา^{[ 14 ]}

• แอคติโนซีน