Тетракарбонилгидрид кобальта является металлоорганическим соединением с формулой HCo ( CO) 4 . Это летучая желтая жидкость, которая образует бесцветный пар и имеет невыносимый запах. [4] Соединение легко разлагается при плавлении и при отсутствии высоких парциальных давлений CO образует Co2 (CO) 8 . Несмотря на эксплуатационные проблемы , связанные с его обработкой, соединение привлекло значительное внимание из-за его способности функционировать в качестве катализатора в гидроформилировании . В этом отношении HCo(CO) 4 и родственные производные получили значительный академический интерес из-за их способности опосредовать различные реакции карбонилирования (введение CO в неорганические соединения ).
HCo(CO) 4 принимает тригонально-бипирамидальную структуру, в которой гидридный лиганд занимает одно из аксиальных положений, что дает общую симметрию C 3 v . Три экваториальных лиганда CO слегка изогнуты из экваториальной плоскости. [5] Расстояния связей Co–CO и Co–H были определены с помощью газовой электронной дифракции и составили 1,764 и 1,556 Å соответственно. [6] Предполагая наличие формального гидридного иона, степень окисления кобальта в этом соединении равна +1.
Но в отличие от некоторых других комплексов гидридов переходных металлов, HCo(CO) 4 является сильнокислым, с p K a 8,5. [7] Он легко подвергается замещению третичными фосфинами и другими основаниями Льюиса. Например, трифенилфосфин дает HCo(CO) 3 PPh 3 и HCo(CO) 2 (PPh 3 ) 2 . Эти производные более стабильны, чем HCo(CO) 4 и используются в промышленности для улучшения селективности катализатора в гидроформилировании. [8] Эти производные, как правило, менее кислотны, чем HCo(CO) 4 . [7]
Тетракарбонилгидрокобальт был впервые описан Хибером в начале 1930-х годов. [9] Это был второй открытый гидрид переходного металла после H 2 Fe(CO) 4 . Его получают путем восстановления Co 2 (CO) 8 амальгамой натрия или аналогичным восстановителем с последующим подкислением. [5]
Поскольку HCo(CO) 4 разлагается очень легко, его обычно получают in situ путем гидрирования Co2 ( CO ) 8 . [8] [10]
Термодинамические параметры равновесной реакции были определены с помощью инфракрасной спектроскопии и составили ΔH = 4,054 ккал моль −1 , ΔS = −3,067 кал моль −1 K −1 . [8]
Тетракарбонилгидридокобальт был первым гидридом переходного металла, который использовался в промышленности. [11] В 1953 году были получены доказательства того, что он является активным катализатором для превращения алкенов, CO и H 2 в альдегиды , процесса, известного как гидроформилирование (оксосреакция). [12] Хотя использование гидроформилирования на основе кобальта с тех пор было в значительной степени вытеснено катализаторами на основе родия , мировой объем производства альдегидов C 3 –C 18 , полученных с помощью катализа тетракарбонилгидрокобальтом, составляет около 100 000 тонн в год, что составляет примерно 2% от общего объема. [11]