Wilkinson-katalysator

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Wilkinson-katalysator
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van de Wilkinson-katalysator
Structuurformule van de Wilkinson-katalysator
Molecuulmodel van de Wilkinson-katalysator
Molecuulmodel van de Wilkinson-katalysator
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C54H45ClP3Rh
IUPAC-naam (SP-4)chloridotris(trifenylfosfaan)rhodium
Andere namen chloortris(trifenylfosfine)rhodium, tris(trifenylfosfine)rhodium
Molmassa 925,22 g/mol
SMILES
C1=CC=C(C=C1)P(C2=CC=CC=C2)C3=CC=CC=C3.C1=CC=C(C=C1)P(C2=CC=CC=C2)C3=CC= CC=C3.C1=CC=C(C=C1)P(C2=CC=CC=C2)C3=CC=CC=C3.[Cl-].[Rh]
InChI
1S/3C18H15P.ClH.Rh/c3*1-4-10-16(11-5-1)19(17-12-6-2-7-13-17)18-14- 8-3-9-15-18;;/h3*1-15H;1H;/p-1c
CAS-nummer 14694-95-2
EG-nummer 238-744-5
PubChem 84599
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
P-zinnen S22 - S24/25
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Kleur roodbruin
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

De Wilkinson-katalysator is een rhodium-complex, chloortris(trifenylfosfine)rhodium(I), vernoemd naar de scheikundige Sir Geoffrey Wilkinson, winnaar van de Nobelprijs voor de Scheikunde in 1973.

Structuur en eigenschappen[bewerken]

De Wilkinson-katalysator, met de structuurformule RhCl(PPh3)3 (Ph = fenyl), is een tetragonaal planair complex met 16 valentie-elektronen. Dit wil zeggen dat het rhodium zich in één vlak bevindt met de coördinerende fosforatomen van de drie trifenylfosfines en het chloride.

Het complex wordt bereid door rhodium(III)chloride met een overmaat aan trifenylfosfine te laten reageren in ethanol. Hierbij dient het trifenylfosfine tevens als reductor en ontstaat als bijproduct trifenylfosfineoxide.[1] De reactievergelijking ziet er als volgt uit:

RhCl3(H2O)3 + 4 PPh3 → RhCl(PPh3)3 + O=PPh3 + 2 HCl + 2 H2O

Katalytische eigenschappen[bewerken]

De Wilkinson-katalysator is een homogene katalysator die de hydrogenering van alkenen katalyseert.[2][3] In de eerste stap dissocieert één van de trifenylfosfine-liganden en ontstaat een drie-gecoördineerd intermediair met 14-valentie-elektronen. Dit complex addeert oxidatief een waterstofmolecule. Na de pi-complexatie van een alkeen en een intramoleculaire transfer van een hydride naar het alkeen, vindt een reductieve eliminatie plaats van het product, een alkaan.

Katalytische cyclus van een hydrogenering met de Wilkinson-katalysator.

Andere toepassingen van de Wilkinson-katalysator zijn de katalytische hydroboratie met catecholboraan en pinacolboraan en de selectieve 1,4-reductie van α,β-onverzadigde carbonylverbindingen met tri-ethylsilaan. Wanneer de trifenylfosfine-liganden worden vervangen door chirale liganden (DIPAMP, DIOP) wordt het mogelijk om ook enantioselectieve hydrogeneringen door te voeren.

Overige reacties[bewerken]

RhCl(PPh3)3 reageert met CO tot RhCl(CO)(PPh3)2, wat qua structuur overeenkomt met het Vaska-complex, maar minder reactief is. Hetzelfde complex ontstaat door de decarbonylatie van aldehyden:

RhCl(PPh3)3 + R-CHO → RhCl(CO)(PPh3)2 + RH + PPh3

Door RhCl(PPh3)3 te roeren in benzeen ontstaat het slecht oplosbare en roodgekleurde complex Rh2Cl2(PPh3)4, wat de instabiliteit van de trifenylfosfine-liganden danig verhoogt.

Referenties[bewerken]

  1. Osborn, J. A.; Jardine, F. H.; Young, J. F.; Wilkinson, G. (1966). The Preparation and Properties of Tris(triphenylphosphine)halogenorhodium(I) and Some Reactions Thereof Including Catalytic Homogeneous Hydrogenation of Olefins and Acetylenes and Their Derivatives. Journal of the Chemical Society A: 1711–1732 . DOI:10.1039/J19660001711.
  2. A. J. Birch, D. H. Williamson (1976). {{{title}}}. Organic Reactions 24: 1ff .
  3. B.R. James, Homogeneous Hydrogenation. John Wiley & Sons, New York, 1973.