Катализатор Уилкинсона или RhCl(PPh3)2 представляет собой очень активный гомогенный катализатор, используемый в органическом синтезе, особенно в реакциях гидрирования. Он состоит из комплекса родия с фосфиновыми лигандами.
| Название ИЮПАК | Хлоридотрис(трифенилфосфин)родий(I) |
| Молекулярная формула | C54H45ClP3Rh |
| Количество CAS | 14694-95-2 |
| Синонимы | Комплекс трифенилфосфинхлорида родия, катализатор Уилкинсона, RhCl(PPh3)3, комплекс трифенилфосфинхлорида родия(I), трифенилфосфинхлорид родия, трифенилфосфинхлорид родия |
| ИнЧИ | 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 |
Молярная масса катализатора Уилкинсона
Молярная масса катализатора Уилкинсона, также известного как RhCl(PPh3)2, составляет 925,08 г/моль. Эта величина получается из суммы атомных масс составляющих элементов комплекса, включая родий, хлор, углерод, водород и фосфор. Молярная масса катализатора Уилкинсона является важным параметром при определении количества катализатора, необходимого для конкретной реакции.
Температура кипения катализатора Уилкинсона
Катализатор Уилкинсона обычно используется как гомогенный катализатор и поэтому не имеет четко определенной температуры кипения. Однако температура его разложения будет около 180°C. При более высоких температурах катализатор Уилкинсона может разложиться и потерять свою каталитическую активность.
Температура плавления катализатора Уилкинсона
Температура плавления катализатора Уилкинсона, также известного как RhCl(PPh3)3, составляет примерно 207-209°С. Это значение может незначительно меняться в зависимости от чистоты катализатора и метода измерения.
Плотность катализатора Уилкинсона г/мл
Плотность катализатора Уилкинсона будет составлять примерно 1,4 г/мл. Это значение также может варьироваться в зависимости от чистоты катализатора и метода измерения.
Молекулярная масса катализатора Уилкинсона
Молекулярная масса катализатора Уилкинсона, также известного как RhCl(PPh3)3, составляет 925,08 г/моль. Это значение рассчитывается путем сложения атомных весов атомов, составляющих комплекс. Молекулярная масса важна при определении стехиометрии реакций с участием катализатора.
Структура катализатора Уилкинсона
Структура катализатора Уилкинсона, или RhCl(PPh3)3, состоит из атома родия, координированного тремя трифенилфосфиновыми лигандами (PPh3) и хлорид-иона (Cl-). Комплекс имеет плоскую квадратную геометрию с атомом родия в центре и четырьмя лигандами, расположенными вокруг него в плоской плоскости. Лиганды PPh3 важны для стабилизации комплекса и облегчения его реакционной способности в органическом синтезе.
Формула катализатора Уилкинсона
Формула катализатора Уилкинсона: RhCl(PPh3)3. Эта формула представляет собой стехиометрию комплекса, указывая на то, что в комплексе имеется один атом родия, один хлорид-ион и три трифенилфосфиновых лиганда. Формула важна для определения количества катализатора, необходимого для конкретной реакции, а также для расчета теоретического выхода продукта.
| Появление | Темно-красное кристаллическое вещество |
| Удельный вес | 1,4 г/мл |
| Цвет | Темно-красный |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | 925,08 г/моль |
| Плотность | 1,4 г/мл |
| Точка плавления | 207-209°С |
| Точка кипения | Разлагается при ~180°C |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | нерастворимый |
| Растворимость | Растворим в органических растворителях, таких как бензол, толуол и хлороформ. |
| Давление газа | Непригодный |
| Плотность пара | Непригодный |
| пКа | Непригодный |
| рН | Непригодный |
Примечание. Значения, представленные в этой таблице, являются приблизительными и могут различаться в зависимости от источника информации.
Катализатор Уилкинсона Безопасность и опасности
При работе с катализатором Уилкинсона важно соблюдать надлежащие меры предосторожности, чтобы избежать потенциальных опасностей. Комплекс не считается высокотоксичным, но, тем не менее, с ним следует обращаться осторожно, чтобы избежать случайного проглатывания или вдыхания. Следует избегать попадания в глаза или на кожу и при работе с катализатором следует надевать соответствующие защитные средства, такие как перчатки и защитные очки. Кроме того, катализатор Уилкинсона следует хранить в прохладном, сухом, хорошо вентилируемом помещении вдали от источников тепла и пламени. Утилизация неиспользованного катализатора должна осуществляться в соответствии с местными правилами.
| Символы опасности | Ничего не назначено |
| Описание безопасности | S22: Не вдыхать пыль/дым/газ/туман/пары/аэрозоли. S24/25: Избегать контакта с кожей и глазами. S36/37/39: Носить соответствующую защитную одежду, перчатки и средства защиты глаз/лица. |
| Идентификационные номера ООН | Непригодный |
| код ТН ВЭД | 28500090 |
| Класс опасности | Непригодный |
| Группа упаковки | Непригодный |
| Токсичность | Низкая токсичность; не считается высокотоксичным, но, тем не менее, с ним следует обращаться осторожно, чтобы избежать случайного проглатывания или вдыхания. |
Методы синтеза катализаторов Уилкинсона
Обычно используемый метод синтеза катализатора Уилкинсона включает обработку гидрата хлорида родия (III) избытком трифенилфосфина в кипящем этаноле. Этот метод можно осуществить следующим образом:
Сначала растворите гидратированный хлорид родия (III) в этаноле до получения раствора. Затем добавьте к раствору избыток трифенилфосфина и кипятите смесь с обратным холодильником в течение нескольких часов. Следите за образованием раствора катализатора, что можно определить по изменению цвета с желтого на красный.
В процессе синтеза трифенилфосфин действует как лиганд и восстановитель. Три эквивалента трифенилфосфина координируются с атомом родия, образуя стабильный комплекс, а четвертый эквивалент восстанавливает родий (III) до родия (I). В результате конечным продуктом реакции является RhCl(PPh3)3 с тремя трифенилфосфиновыми лигандами, присоединенными к родиевому центру.
После завершения синтеза катализатора Уилкинсона его можно выделить, отфильтровав реакционную смесь и промыв ее этанолом и диэтиловым эфиром. Полученное твердое вещество затем сушат в вакууме. Крайне важно обращаться с катализатором осторожно, чтобы избежать воздействия воздуха и влажности, которые могут поставить под угрозу его чистоту и активность.
В целом, этот метод обеспечивает относительно простой и эффективный способ синтеза катализатора Уилкинсона в больших масштабах.
Использование катализатора Уилкинсона
Катализатор Уилкинсона имеет универсальное применение в органическом синтезе.
- Он широко используется для ускорения гидрирования ненасыщенных органических соединений, таких как алкены и алкины.
- Катализатор имеет решающее значение в гидроформилировании — процессе превращения алкенов в линейные спирты.
- Катализатор Уилкинсона широко используется в синтезе фармацевтических препаратов, агрохимикатов и полимерных материалов.
- Он может способствовать различным реакциям, в том числе образованию связей CC и CO, приводящих к синтезу сложных органических молекул.
- Катализатор часто используется в сочетании с другими катализаторами для достижения конкретных результатов реакции.
Использование катализатора Уилкинсона приводит к более эффективным и устойчивым химическим процессам. Это может сократить образование отходов и потребление энергии, способствуя устойчивым химическим практикам.
Вопросы:
Гибридизация катализатора Уилкинсона
Гибридизация катализатора Уилкинсона (RhCl(PPh3)3) включает в себя гибридизацию центрального атома родия с образованием химических связей с окружающими его атомами.
Атом родия в катализаторе Уилкинсона имеет электронную конфигурацию d8, что означает, что он имеет 8 валентных электронов, доступных для химической связи. В присутствии трех трифенилфосфиновых (PPh3) лигандов и одного хлоридного (Cl) лиганда атом родия образует комплекс с искаженной плоскоквадратной геометрией.
Гибридизация атома родия в катализаторе Уилкинсона представляет собой sp3d2-гибридизацию. Это означает, что атом родия использует пять атомных орбиталей, в том числе одну 4s-орбиталь, три 4p-орбитали и одну 4d-орбиталь, чтобы сформировать пять гибридных орбиталей sp3d2.
В катализаторе Уилкинсона центральные атомы родия подвергаются sp3d2-гибридизации, в результате чего образуются пять гибридных орбиталей. Одна из этих гибридных орбиталей образует сигма-связь с хлоридным лигандом, а остальные четыре гибридные орбитали образуют сигма-связи с тремя трифенилфосфиновыми лигандами. Две из 4d-орбиталей атома родия образуют пи-связи с лигандами, замыкая, таким образом, координационную сферу.
В целом, sp3d2-гибридизация атома родия в катализаторе Уилкинсона обеспечивает прочную химическую связь с окружающими его лигандами, что имеет решающее значение для его эффективности в качестве гомогенного катализатора в различных органических реакциях.
Селективность катализатора Уилкинсона
Катализатор Уилкинсона — высокоселективный катализатор, который часто используется в органическом синтезе для достижения конкретных результатов реакции. Катализатор проявляет высокую селективность благодаря своим уникальным электронным и стерическим свойствам, которые позволяют ему различать различные типы реагентов и промежуточных продуктов.
Например, было показано, что в реакциях гидрирования катализатор Уилкинсона проявляет высокую селективность в восстановлении связей C=C в присутствии других функциональных групп, таких как связи C=O и C≡C. . Такая селективность обусловлена электронными свойствами иона иридия, которые позволяют ему преимущественно взаимодействовать со связью C=C и способствуют ее восстановлению.
Аналогичным образом, в реакциях гидроформилирования катализатор Уилкинсона проявляет селективность в отношении образования линейных альдегидов, а не разветвленных или циклических альдегидов. Эта селективность возникает из-за стерических свойств лигандов, которые помогают контролировать ориентацию реагентов и промежуточных продуктов во время реакции.
Формула катализатора Уилкинсона
Формула катализатора Уилкинсона: RhCl(PPh3)3, которая представляет собой комплекс, образованный атомом родия (Rh), хлорид-ионом (Cl) и тремя трифенилфосфиновыми лигандами (PPh3).
В катализаторе Уилкинсона атом родия активно проявляет степень окисления +1 и образует координационные связи с хлорид-ионом и тремя трифенилфосфиновыми лигандами. Хлорид-ион и трифенилфосфиновые лиганды действуют как доноры электронов и активно стабилизируют комплекс, взаимодействуя с атомом родия.
Трифенилфосфиновые лиганды состоят из трех фенильных колец, присоединенных к центральному атому фосфора, связанному с атомом родия. Эти лиганды играют решающую роль в стабилизации комплекса и влиянии на его реакционную способность в различных органических реакциях.
Общая формула катализатора Уилкинсона RhCl(PPh3)3 указывает на стехиометрию комплекса и природу входящих в него лигандов и центрального атома металла.