ウィルキンソン触媒または RhCl(PPh3)2 は、有機合成、特に水素化反応に使用される非常に活性な均一触媒です。これは、ホスフィン配位子を備えたロジウム錯体から構成されています。
| IUPAC名 | クロリドトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I) |
| 分子式 | C54H45ClP3Rh |
| CAS番号 | 14694-95-2 |
| 同義語 | ロジウムトリフェニルホスフィンクロリド錯体、ウィルキンソン触媒、RhCl(PPh3)3、ロジウム(I)トリフェニルホスフィンクロリド錯体、ロジウムトリフェニルホスフィンクロリド、ロジウムトリフェニルホスフィンクロリド |
| インチチ | InChI=1S/2C18H15P.2ClH.Rh/c21-4-10-16(11-5-1)19(17-12-6-2-7-13-17)18-14-8-3-9- 15-18;;;/h21-15H;2*1H;/q;;;;+3/p-3 |
ウィルキンソン触媒のモル質量
RhCl(PPh3)2 としても知られるウィルキンソン触媒のモル質量は 925.08 g/mol です。この値は、ロジウム、塩素、炭素、水素、リンなどの錯体の構成元素の原子量の合計から求められます。ウィルキンソン触媒のモル質量は、特定の反応に必要な触媒の量を決定する際の重要なパラメーターです。
ウィルキンソン触媒の沸点
ウィルキンソン触媒は一般に均一系触媒として使用されるため、明確に定義された沸点がありません。ただし、分解温度は約180℃になります。より高い温度では、ウィルキンソン触媒が分解し、触媒活性を失う可能性があります。
ウィルキンソン触媒の融点
RhCl(PPh3)3 としても知られるウィルキンソン触媒の融点は約 207 ～ 209°C です。この値は触媒の純度や測定方法により若干異なる場合があります。
ウィルキンソン触媒の密度 g/ml
ウィルキンソン触媒の密度は約 1.4 g/mL になります。この値は触媒の純度や測定方法によっても異なります。
ウィルキンソン触媒の分子量
RhCl(PPh3)3 としても知られるウィルキンソン触媒の分子量は 925.08 g/mol です。この値は、錯体を構成する原子の原子量を加算することによって計算されます。分子量は、触媒が関与する反応の化学量論を決定する際に重要です。
ウィルキンソン触媒の構造
ウィルキンソン触媒、つまり RhCl(PPh3)3 の構造は、3 つのトリフェニルホスフィン配位子 (PPh3) が配位したロジウム原子と塩化物イオン (Cl-) で構成されています。この錯体は正方形の平面形状をしており、中心にロジウム原子があり、その周囲に 4 つの配位子が平面上に配置されています。 PPh3 リガンドは、有機合成における錯体を安定化し、反応性を促進するために重要です。
ウィルキンソン触媒の式
ウィルキンソン触媒の式は RhCl(PPh3)3 です。この式は錯体の化学量論を表し、錯体中に 1 つのロジウム原子、1 つの塩化物イオン、および 3 つのトリフェニルホスフィン配位子が存在することを示しています。この式は、特定の反応に必要な触媒の量を決定したり、生成物の理論収量を計算したりするのに重要です。
| 外観 | 暗赤色の結晶性固体 |
| 比重 | 1.4g/ml |
| 色 | 暗赤色 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 925.08 g/モル |
| 密度 | 1.4g/ml |
| 融合点 | 207～209℃ |
| 沸点 | ～180℃で分解 |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 不溶性 |
| 溶解性 | ベンゼン、トルエン、クロロホルムなどの有機溶媒に可溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 適用できない |
| pH | 適用できない |
注: この表に示されている値は概算であり、情報源によって異なる場合があります。
ウィルキンソン触媒の安全性と危険性
ウィルキンソン触媒を使用する場合は、潜在的な危険を回避するために適切な安全対策を講じることが重要です。この複合体は非常に有毒であるとは考えられていませんが、それでも誤って摂取したり吸入したりしないように注意して取り扱う必要があります。触媒を取り扱うときは、目や皮膚への暴露を避け、手袋や安全メガネなどの適切な保護具を着用する必要があります。さらに、ウィルキンソン触媒は、熱源や火源から離れた、涼しく乾燥した換気の良い場所に保管する必要があります。未使用の触媒の廃棄は、地域の規制に従って行う必要があります。
| ハザードシンボル | 何も割り当てられていません |
| セキュリティの説明 | S22: 粉塵/煙霧/ガス/ミスト/蒸気/エアロゾルを吸い込まないでください。 S24/25: 皮膚や目との接触を避けてください。 S36/37/39: 適切な保護服、手袋、目/顔の保護具を着用してください。 |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 28500090 |
| 危険等級 | 適用できない |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 毒性が低い。毒性はそれほど高くないと考えられていますが、誤飲や吸入を避けるために注意して取り扱う必要があります。 |
ウィルキンソン触媒合成法
ウィルキンソン触媒を合成するために一般的に使用される方法には、還流エタノール中で塩化ロジウム(III)水和物を過剰のトリフェニルホスフィンで処理することが含まれます。この方法は次のように実行できます。
まず、塩化ロジウム(III)水和物をエタノールに溶解して溶液を形成します。次いで、過剰のトリフェニルホスフィンを溶液に加え、混合物を数時間還流する。溶液中の触媒の形成を監視します。触媒の形成は、黄色から赤色への色の変化によって識別できます。
合成プロセス中、トリフェニルホスフィンは配位子と還元剤の両方として機能します。 3当量のトリフェニルホスフィンがロジウム原子と配位して安定な錯体を形成し、4番目の当量はロジウム(III)をロジウム(I)に還元します。その結果、反応の最終生成物は、ロジウム中心に 3 つのトリフェニルホスフィン配位子が結合した RhCl(PPh3)3 になります。
ウィルキンソン触媒の合成が完了した後、反応混合物を濾過し、エタノールとジエチルエーテルで洗浄することによって触媒を単離することができる。次いで、得られた固体を真空下で乾燥させる。触媒の純度や活性が損なわれる可能性があるため、空気や湿気への曝露を避けるために触媒を慎重に取り扱うことが不可欠です。
全体として、この方法は、ウィルキンソン触媒を大規模に合成するための比較的簡単で効率的な方法を提供します。
ウィルキンソン触媒の用途
ウィルキンソン触媒は、有機合成において多用途に応用できます。
- アルケンやアルキンなどの不飽和有機化合物の水素化を促進するために広く使用されています。
- 触媒は、アルケンを直鎖アルコールに変換するプロセスであるヒドロホルミル化において重要です。
- ウィルキンソン触媒は、医薬品、農薬、高分子材料の合成に広く使用されています。
- CC 結合や CO 結合の形成などのさまざまな反応を促進し、複雑な有機分子の合成につながります。
- 触媒は、特定の反応結果を達成するために他の触媒と組み合わせて使用されることがよくあります。
ウィルキンソン触媒の使用は、より効率的で持続可能な化学プロセスにつながります。これにより、廃棄物の発生とエネルギー消費が削減され、持続可能な化学慣行が促進されます。
質問:
ウィルキンソン触媒ハイブリッド化
ウィルキンソン触媒 (RhCl(PPh3)3) のハイブリッド化では、中心のロジウム原子がハイブリッド化して周囲の原子と化学結合を形成します。
ウィルキンソン触媒のロジウム原子は d8 電子配置を持ち、これは化学結合に利用できる 8 つの価電子を持っていることを意味します。 3 つのトリフェニルホスフィン (PPh3) 配位子と 1 つの塩化物 (Cl) 配位子が存在すると、ロジウム原子は歪んだ平面正方形の幾何学的形状を持つ錯体を形成します。
ウィルキンソン触媒におけるロジウム原子のハイブリダイゼーションは、sp3d2 ハイブリダイゼーションです。これは、ロジウム原子が 5 つの原子軌道 (1 つの 4s 軌道、3 つの 4p 軌道、1 つの 4d 軌道を含む) を使用して、5 つの sp3d2 混成軌道を形成することを意味します。
ウィルキンソン触媒では、中心のロジウム原子が sp3d2 混成を起こし、5 つの混成軌道が形成されます。これらの混成軌道の 1 つは塩化物配位子とシグマ結合を形成し、残りの 4 つの混成軌道は 3 つのトリフェニルホスフィン配位子とシグマ結合を形成します。ロジウム原子の 4d 軌道のうち 2 つは配位子とパイ結合を形成し、配位球を完成させます。
全体として、ウィルキンソン触媒のロジウム原子の sp3d2 ハイブリッド形成により、周囲のリガンドとの強力な化学結合が可能になります。これは、さまざまな有機反応における均一触媒としての有効性にとって重要です。
ウィルキンソン触媒の選択性
ウィルキンソン触媒は、特定の反応結果を達成するために有機合成でよく使用される選択性の高い触媒です。この触媒は、その独特の電子的および立体的特性により高い選択性を示し、それにより異なる種類の反応物および中間体を区別することが可能になります。
たとえば、水素化反応では、ウィルキンソン触媒は、C=O 結合や C≡C 結合などの他の官能基の存在下で C=C 結合の還元に対して高い選択性を示すことが示されています。 。この選択性は、イリジウム イオンの電子的特性に起因し、C=C 結合と優先的に相互作用し、その還元を促進します。
同様に、ヒドロホルミル化反応において、ウィルキンソン触媒は、分岐または環状アルデヒドではなく、直鎖状アルデヒドの形成に対して選択性を示します。この選択性は配位子の立体特性から生じ、反応中の反応物と中間体の配向の制御に役立ちます。
ウィルキンソン触媒の式
ウィルキンソン触媒の式は RhCl(PPh3)3 で、ロジウム原子 (Rh)、塩化物イオン (Cl)、および 3 つのトリフェニルホスフィン配位子 (PPh3) の間で形成される錯体を表します。
ウィルキンソン触媒では、ロジウム原子は積極的に +1 酸化状態を示し、塩化物イオンおよび 3 つのトリフェニルホスフィン配位子と配位結合を形成します。塩化物イオンとトリフェニルホスフィン配位子は電子供与体として機能し、ロジウム原子と相互作用することで錯体を積極的に安定化します。
トリフェニルホスフィン配位子は、ロジウム原子に結合した中心のリン原子に結合した 3 つのフェニル環から構成されます。これらの配位子は、錯体を安定化し、さまざまな有機反応における反応性に影響を与える上で重要な役割を果たします。
ウィルキンソン触媒の全体式 RhCl(PPh3)3 は、錯体の化学量論と、関与する配位子および中心金属原子の性質を示します。