stringtranslate.com

Окситрихлорид ванадия

Окситрихлорид ванадия — неорганическое соединение с формулой VOCl 3 . Эта желтая перегоняемая жидкость легко гидролизуется на воздухе. Является окислителем . Используется в качестве реагента в органическом синтезе . [1] Образцы часто кажутся красными или оранжевыми из-за примеси тетрахлорида ванадия . [2]

Характеристики

VOCl 3 представляет собой соединение ванадия с ванадием в степени окисления +5 и, как таковое, является диамагнитным . Он тетраэдрический с углами связи OV-Cl 111° и углами связи Cl-V-Cl 108°. Длины связей VO и V-Cl составляют 157 и 214 пм соответственно. VOCl 3 очень реактивен по отношению к воде и выделяет HCl при стоянии. Он растворим в неполярных растворителях, таких как бензол , CH 2 Cl 2 и гексан . В некоторых аспектах химические свойства VOCl 3 и POCl 3 схожи. Одно из различий заключается в том, что VOCl 3 является сильным окислителем, тогда как соединение фосфора — нет. [3] Чистый VOCl 3 является обычным стандартом химического сдвига для спектроскопии ЯМР 51 В. [4]

Подготовка

VOCl 3 возникает при хлорировании V 2 O 5 . Реакция протекает около 600 °C: [5 ]

3 Cl2 + V2O5 → 2VOCl3 + 1,5O2​​

Нагревание однородной (хорошо перемешанной с мелкими частицами) смеси V 2 O 5 , хлора и углерода при 200–400 °C также дает VOCl 3 . В этом случае углерод служит дезоксигенирующим агентом, аналогичным его использованию в хлоридном процессе для производства TiCl 4 из TiO 2 .

Оксид ванадия (III) также может быть использован в качестве прекурсора: [2]

3 Cl2 + V2O3 → 2VOCl3 + 0,5O2​​

Более типичный лабораторный синтез включает хлорирование V 2 O 5 с использованием SOCl 2 . [6]

V2O5 + 3SOCl2 → 2VOCl3 + 3SO2​​​

Реакции

Гидролиз и алкоголиз

VOCl 3 быстро гидролизуется, образуя пентаоксид ванадия и соляную кислоту . Промежуточным продуктом в этом процессе является VO 2 Cl:

2VOCl3 + 3H2O → V2O5 + 6HCl​​

VOCl 3 реагирует со спиртами, особенно в присутствии акцептора протона, образуя алкоксиды , как показано на примере этого синтеза изопропоксида ванадила :

VOCl 3 + 3 HOCH(CH 3 ) 2 → VO(OCH(CH 3 ) 2 ) 3 + 3 HCl

Взаимопревращения в другие соединения VO-Cl

VOCl 3 также используется в синтезе оксидихлорида ванадия .

V2O5 + 3VCl3 + VOCl3 → 6VOCl2​​​

VO2Cl можно получить с помощью необычной реакции с участием Cl2O . [ 7 ]

VOCl3 + Cl2O → VO2Cl + 2Cl2​

При температуре >180 °C VO2Cl разлагается на V2O5 и VOCl3 . Аналогично, VOCl2 также разлагается с образованием VOCl3 вместе с VOCl .

Образование аддукта

VOCl 3 является сильной кислотой Льюиса , что подтверждается его тенденцией к образованию аддуктов с различными основаниями, такими как ацетонитрил и амины . При образовании аддуктов ванадий переходит из четырехкоординированной тетраэдрической геометрии в шестикоординированную октаэдрическую геометрию:

VOCl3 + 2H2NEt → VOCl3 ( H2NEt ) 2​

Органическая химия

VOCl 3 является катализатором или прекатализатором в производстве этиленпропиленовых каучуков (EPDM). В органическом синтезе он использовался для окислительного связывания фенолов и анизола . [8]

Ссылки

  1. ^ О'Брайен, Майкл К.; Ванасс, Бенуа (2001). "Трихлорид ванадила". Энциклопедия реагентов для органического синтеза . doi :10.1002/047084289X.rv004. ISBN 0-471-93623-5.
  2. ^ ab FE Brown; FA Griffitts (1939). "Оксид гипованаду и окситрихлорид ванадия". Неорганические синтезы . Том I. С. 106–108. doi :10.1002/9780470132326.ch38. ISBN 978-0-470-13232-6. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  3. ^ А. Эрншоу, Н. Гринвуд (1997). Химия элементов - Второе издание . С. 513–514.
  4. ^ Редер, Д.; Поленова, Т.; Бюль, М. (2007). ЯМР ванадия-51 . Ежегодные отчеты по ЯМР-спектроскопии. Том 62. С. 49–114. doi :10.1016/S0066-4103(07)62002-X. ISBN 978-0-12-373919-3.
  5. ^ Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (2001). Неорганическая химия . Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
  6. ^ G. Brauer "Vanadium oxytrichloride" в Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Под редакцией G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1264.
  7. ^ Опперманн, Х. (1967). «Untersuchungen an VanadinOXloriden und Vanadinхлоридen. I. Gleichgewichte mit VOCl3, VO2Cl и VOCl2». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 351 (3–4): 113–126. дои : 10.1002/zaac.19673510302.
  8. ^ О'Брайен, Майкл К.; Ванасс, Бенуа (2001). "Трихлорид ванадила". Энциклопедия реагентов для органического синтеза . doi :10.1002/047084289X.rv004. ISBN 0-471-93623-5.