Wilkinson-katalysator

chemische verbinding

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

Wilkinson-katalysator
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van de wilkinson-katalysator
Molecuulmodel van de wilkinson-katalysator
Algemeen
Molecuulformule C54H45ClP3Rh
IUPAC-naam (SP-4)chloridotris(trifenylfosfaan)rodium
Andere namen chloortris(trifenylfosfine)rodium, tris(trifenylfosfine)rodium
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
Wikidata Q414182
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Kleur roodbruin
Smeltpunt 157 °C
Slecht oplosbaar in water
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

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 rodium zich in één vlak bevindt met de coördinerende fosforatomen van de drie trifenylfosfines en het chloride.

Het complex wordt bereid door rodium(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:

 

Katalytische eigenschappen bewerken

De wilkinson-katalysator is een homogene katalysator die de hydrogenering van alkenen katalyseert.[2][3] In de eerste stap dissocieert een 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:

 

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.