O catalisador Wilkinson ou RhCl(PPh3)2 é um catalisador homogêneo muito ativo usado em síntese orgânica, particularmente para reações de hidrogenação. Consiste em um complexo de ródio com ligantes de fosfina.
| Nome IUPAC | Cloridotris(trifenilfosfina)ródio(I) |
| Fórmula molecular | C54H45ClP3Rh |
| Número CAS | 14694-95-2 |
| Sinônimos | Complexo de cloreto de trifenilfosfina de ródio, catalisador de Wilkinson, RhCl (PPh3) 3, complexo de cloreto de trifenilfosfina de ródio (I), cloreto de trifenilfosfina de ródio, cloreto de trifenilfosfina de ródio |
| InChI | 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 |
Massa molar do catalisador Wilkinson
A massa molar do catalisador Wilkinson, também conhecido como RhCl(PPh3)2, é 925,08 g/mol. Este valor é derivado da soma das massas atômicas dos elementos constituintes do complexo, incluindo ródio, cloro, carbono, hidrogênio e fósforo. A massa molar do catalisador Wilkinson é um parâmetro importante na determinação da quantidade de catalisador necessária para uma reação específica.
Ponto de ebulição do catalisador Wilkinson
O catalisador Wilkinson é geralmente usado como um catalisador homogêneo e, portanto, não possui ponto de ebulição bem definido. Porém, sua temperatura de decomposição ficaria em torno de 180°C. A temperaturas mais elevadas, o catalisador Wilkinson pode decompor-se e perder a sua actividade catalítica.
Ponto de fusão do catalisador Wilkinson
O ponto de fusão do catalisador Wilkinson, também conhecido como RhCl(PPh3)3, é de aproximadamente 207-209°C. Este valor pode variar ligeiramente dependendo da pureza do catalisador e do método de medição.
Densidade do catalisador Wilkinson g/ml
A densidade do catalisador Wilkinson seria de aproximadamente 1,4 g/mL. Este valor também pode variar dependendo da pureza do catalisador e do método de medição.
Peso molecular do catalisador Wilkinson
O peso molecular do catalisador Wilkinson, também conhecido como RhCl(PPh3)3, é 925,08 g/mol. Este valor é calculado somando os pesos atômicos dos átomos que constituem o complexo. O peso molecular é importante na determinação da estequiometria das reações envolvendo o catalisador.
Estrutura do catalisador Wilkinson
A estrutura do catalisador Wilkinson, ou RhCl(PPh3)3, consiste em um átomo de ródio coordenado com três ligantes trifenilfosfina (PPh3) e um íon cloreto (Cl-). O complexo tem geometria quadrada plana, com o átomo de ródio no centro e os quatro ligantes dispostos ao seu redor em um plano plano. Os ligantes PPh3 são importantes para estabilizar o complexo e facilitar sua reatividade na síntese orgânica.
Fórmula catalisadora de Wilkinson
A fórmula do catalisador de Wilkinson é RhCl(PPh3)3. Esta fórmula representa a estequiometria do complexo, indicando que existe um átomo de ródio, um íon cloreto e três ligantes de trifenilfosfina no complexo. A fórmula é importante para determinar a quantidade de catalisador necessária para uma determinada reação, bem como para calcular o rendimento teórico do produto.
| Aparência | Sólido cristalino vermelho escuro |
| Gravidade Específica | 1,4 g/ml |
| Cor | Vermelho escuro |
| Cheiro | Inodoro |
| Massa molar | 925,08 g/mol |
| Densidade | 1,4 g/ml |
| Ponto de fusão | 207-209°C |
| Ponto de ebulição | Decompõe-se a ~180°C |
| Ponto flash | Não aplicável |
| Solubilidade em Água | Insolúvel |
| Solubilidade | Solúvel em solventes orgânicos como benzeno, tolueno e clorofórmio |
| Pressão de vapor | Não aplicável |
| Densidade do vapor | Não aplicável |
| pKa | Não aplicável |
| pH | Não aplicável |
Nota: Os valores apresentados nesta tabela são aproximados e podem variar dependendo da fonte de informação.
Segurança e perigos do catalisador Wilkinson
Ao trabalhar com o catalisador Wilkinson, é importante tomar as devidas precauções de segurança para evitar perigos potenciais. O complexo não é considerado altamente tóxico, mas deve ser manuseado com cuidado para evitar ingestão ou inalação acidental. A exposição dos olhos ou da pele deve ser evitada e equipamento de proteção adequado, como luvas e óculos de segurança, deve ser usado ao manusear o catalisador. Além disso, o catalisador de Wilkinson deve ser armazenado em local fresco, seco e bem ventilado, longe de fontes de calor ou chamas. A eliminação do catalisador não utilizado deve ser realizada de acordo com os regulamentos locais.
| Símbolos de perigo | Nenhum atribuído |
| Descrição de segurança | S22: Não respirar poeiras/fumos/gases/névoas/vapores/aerossóis. S24/25: Evitar contato com a pele e os olhos. S36/37/39: Use roupas de proteção, luvas e proteção para os olhos/face adequados. |
| Números de identificação da ONU | Não aplicável |
| Código SH | 28500090 |
| Classe de perigo | Não aplicável |
| Grupo de embalagem | Não aplicável |
| Toxicidade | Baixa toxicidade; não é considerado altamente tóxico, mas deve, no entanto, ser manuseado com cuidado para evitar ingestão ou inalação acidental |
Métodos de síntese de catalisador Wilkinson
O método comumente usado para sintetizar o catalisador de Wilkinson envolve o tratamento do hidrato de cloreto de ródio (III) com excesso de trifenilfosfina em etanol em refluxo. Este método pode ser realizado da seguinte forma:
Primeiro, dissolva o cloreto de ródio (III) hidratado em etanol para formar uma solução. Em seguida, adicione trifenilfosfina em excesso à solução e leve a mistura ao refluxo durante várias horas. Monitore a solução quanto à formação do catalisador, que pode ser identificado pela mudança de cor de amarelo para vermelho.
Durante o processo de síntese, a trifenilfosfina atua tanto como ligante quanto como agente redutor. Três equivalentes de trifenilfosfina coordenam-se com o átomo de ródio para formar um complexo estável, enquanto o quarto equivalente reduz o ródio (III) a ródio (I). Como resultado, o produto final da reação é RhCl(PPh3)3, com três ligantes trifenilfosfina ligados ao centro do ródio.
Após completar a síntese do catalisador Wilkinson, pode-se isolar o catalisador filtrando a mistura reacional e lavando-a com etanol e éter dietílico. O sólido obtido é então seco sob vácuo. É fundamental manusear o catalisador com cuidado para evitar exposição ao ar e à umidade, que podem comprometer sua pureza e atividade.
No geral, este método fornece uma maneira relativamente simples e eficiente de sintetizar o catalisador Wilkinson em larga escala.
Usos do catalisador Wilkinson
O catalisador Wilkinson tem aplicações versáteis em síntese orgânica.
- É amplamente utilizado para promover a hidrogenação de compostos orgânicos insaturados, como alcenos e alcinos.
- O catalisador é crucial na hidroformilação, o processo de conversão de alcenos em álcoois lineares.
- O catalisador Wilkinson é amplamente utilizado na síntese de produtos farmacêuticos, agroquímicos e materiais poliméricos.
- Pode promover diversas reações, incluindo a formação de ligações CC e CO, levando à síntese de moléculas orgânicas complexas.
- O catalisador é frequentemente usado em combinação com outros catalisadores para obter resultados de reação específicos.
O uso do catalisador de Wilkinson leva a processos químicos mais eficientes e sustentáveis. Isto pode reduzir a geração de resíduos e o consumo de energia, promovendo práticas químicas sustentáveis.
Questões:
Hibridização de catalisador Wilkinson
A hibridização do catalisador Wilkinson (RhCl(PPh3)3) envolve o átomo central de ródio sofrendo hibridização para formar ligações químicas com os átomos circundantes.
O átomo de ródio no catalisador Wilkinson tem uma configuração eletrônica d8, o que significa que possui 8 elétrons de valência disponíveis para ligação química. Na presença de três ligantes de trifenilfosfina (PPh3) e um ligante de cloreto (Cl), o átomo de ródio forma um complexo com uma geometria plana-quadrada distorcida.
A hibridização do átomo de ródio no catalisador Wilkinson é uma hibridização sp3d2. Isso significa que o átomo de ródio usa cinco orbitais atômicos, incluindo um orbital 4s, três orbitais 4p e um orbital 4d, para formar cinco orbitais híbridos sp3d2.
No catalisador Wilkinson, os átomos centrais de ródio sofrem hibridização sp3d2, resultando em cinco orbitais híbridos. Um desses orbitais híbridos forma uma ligação sigma com o ligante cloreto, enquanto os quatro orbitais híbridos restantes formam ligações sigma com os três ligantes de trifenilfosfina. Dois dos orbitais 4d do átomo de ródio formam ligações pi com os ligantes, completando assim a esfera de coordenação.
No geral, a hibridização sp3d2 do átomo de ródio no catalisador Wilkinson permite uma forte ligação química com os ligantes circundantes, o que é crucial para a sua eficácia como catalisador homogêneo em várias reações orgânicas.
Seletividade do catalisador Wilkinson
O catalisador de Wilkinson é um catalisador altamente seletivo frequentemente usado em síntese orgânica para obter resultados de reação específicos. O catalisador apresenta alta seletividade devido às suas propriedades eletrônicas e estéricas únicas, que permitem distinguir entre diferentes tipos de reagentes e intermediários.
Em reações de hidrogenação, por exemplo, o catalisador de Wilkinson demonstrou exibir alta seletividade para a redução de ligações C=C na presença de outros grupos funcionais, como ligações C=O e C≡C. . Esta seletividade resulta das propriedades eletrônicas do íon irídio, que lhe permitem interagir preferencialmente com a ligação C=C e promover a sua redução.
Da mesma forma, nas reações de hidroformilação, o catalisador Wilkinson exibe seletividade para a formação de aldeídos lineares, em vez de aldeídos ramificados ou cíclicos. Esta seletividade surge das propriedades estéricas dos ligantes, que ajudam a controlar a orientação dos reagentes e intermediários durante a reação.
Fórmula catalisadora de Wilkinson
A fórmula do catalisador de Wilkinson é RhCl(PPh3)3, que representa o complexo formado entre o átomo de ródio (Rh), um íon cloreto (Cl) e três ligantes de trifenilfosfina (PPh3).
No catalisador Wilkinson, o átomo de ródio exibe ativamente um estado de oxidação +1 e forma ligações de coordenação com o íon cloreto e três ligantes de trifenilfosfina. Os ligantes de íon cloreto e trifenilfosfina funcionam como doadores de elétrons e estabilizam ativamente o complexo interagindo com o átomo de ródio.
Os ligantes de trifenilfosfina consistem em três anéis fenil ligados a um átomo central de fósforo, que está ligado ao átomo de ródio. Esses ligantes desempenham um papel crucial na estabilização do complexo e na influência de sua reatividade em diversas reações orgânicas.
A fórmula geral do catalisador Wilkinson, RhCl(PPh3)3, indica a estequiometria do complexo e a natureza dos ligantes e do átomo metálico central envolvido.