Vanadyl trichloride

Vanadyl trichloride
Vanadyl trichloride
	Cấu trúc của vanadyl trichloride
	Mẫu vanadyl trichloride không tinh khiết
Danh pháp IUPAC	Vanadium trichloride oxide
Tên khác	Vanadi(V) oxytrichloride; Vanadi oxytrichloride
Nhận dạng
Số CAS	7727-18-6
Số EINECS	231-780-2
MeSH	trichlorooxo+vanadium
Số RTECS	YW2975000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ Cl[V](Cl)(Cl)=O ;
InChI	đầy đủ 1S/3ClH.O.V/h3*1H;;/q;;;;+3/p-3;
ChemSpider	10613097
UNII	839N4FR2H0
Thuộc tính
Công thức phân tử	VOCl3
Khối lượng mol	173,2985 g/mol
Bề ngoài	chất lỏng màu cam bốc khói
Khối lượng riêng	1,829 g/cm³
Điểm nóng chảy	−76,5 °C (196,7 K; −105,7 °F)
Điểm sôi	126,7 °C (399,8 K; 260,1 °F)
Độ hòa tan trong nước	phân hủy
Độ hòa tan	tan trong metanol, etanol, aceton
Áp suất hơi	1,84 kPa (20 ℃)
Cấu trúc
Hình dạng phân tử	Tứ diện
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	độ độc cao, nguồn oxy hóa
NFPA 704	1 3 3
LD50	140 mg/kg (oral, rat)
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	Nguy hiểm
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H301, H314
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P280, P301+P310, P305+P351+P338, P310
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Vanadyl triflorua; Vanadyl tribromua; Vanadyl triiodide
Cation khác	Vanadyl monochloride; Vanadyl đichloride
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Vanadyl trichloride là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học VOCl₃. Chất lỏng màu vàng này dễ dàng bị thủy phân trong không khí. Nó là một chất oxy hóa. Nó được sử dụng làm thuốc thử trong tổng hợp hữu cơ.^[2] Các mẫu thường có màu đỏ hoặc cam do có lẫn tạp chất vanadi(IV) chloride.^[3]

Tính chất

VOCl₃ là một hợp chất vanadi với vanadi ở trạng thái oxy hóa +5 và nghịch từ. Nó có dạng tứ diện với góc liên kết O–V–Cl là 111° và góc liên kết Cl–V–Cl là 108°. Độ dài liên kết VO và V–Cl tương ứng là 157 và 214 pm. VOCl₃ phản ứng mạnh với nước và tạo ra HCl. Nó có thể hòa tan trong các dung môi không phân cực như benzen, CH₂Cl₂ và hexan. Trong một số khía cạnh, các tính chất hóa học của VOCl₃ và POCl₃ cũng tương tự. Một điểm khác biệt là VOCl₃ là một chất oxy hóa mạnh, trong khi hợp chất phosphor thì không.^[4] VOCl₃ là tiêu chuẩn chuyển dịch hóa học thông thường cho quang phổ NMR ⁵¹V.^[5]

Điều chế

VOCl₃ được tạo ra do quá trình clo hóa V₂O₅. Phản ứng tiến hành gần 600 ℃:^[6]

6Cl₂ + 2V₂O₅ → 4VOCl₃ + 3O₂↑

Làm nóng hỗn hợp (được pha trộn tốt với các hạt nhỏ) của V₂O₅, clo và cacbon ở 200–400 ℃ cũng cho VOCl₃. Trong trường hợp này, cacbon đóng vai trò như một chất khử oxy tương tự như việc sử dụng nó trong quá trình chloride để sản xuất TiCl₄ từ TiO₂.

Vanadi(III) oxit cũng có thể được sử dụng làm tiền chất:^[3]

3Cl₂ + V₂O₃ → 2VOCl₃ + ½O₂↑

Quá trình tổng hợp trong phòng thí nghiệm gồm quá trình clo hóa V₂O₅ bằng SOCl₂.^[7]

V₂O₅ + 3SOCl₂ → 2VOCl₃ + 3SO₂↑

Phản ứng

Thủy phân và rượu phân

VOCl₃ bị thủy phân nhanh chóng tạo ra vanadi(V) oxit và axit clohydric. Trong ảnh mẫu của hợp chất, có thể thấy V₂O₅ màu cam hình thành trên thành cốc. Chất trung gian trong quá trình này là VO₂Cl:

2VOCl₃ + 3H₂O → V₂O₅ + 6HCl

VOCl₃ phản ứng với rượu đặc biệt khi có mặt chất nhận proton để tạo ra các alkoxit, như được minh họa bằng sự tổng hợp vanadyl(V) isopropoxit:

VOCl₃ + 3HOCH(CH₃)₂ → VO(OCH(CH₃)₂)₃ + 3HCl

Chuyển đổi sang các hợp chất V–O–Cl khác

VOCl₃ cũng được sử dụng trong quá trình tổng hợp vanadyl đichloride:

V₂O₅ + 3VCl₃ + VOCl₃ → 6VOCl₂

VO₂Cl có thể được điều chế bằng một phản ứng liên quan đến Cl₂O.^[8]

VOCl₃ + Cl₂O → VO₂Cl + 2Cl₂↑

Tại > 180 ℃, VO₂Cl bị phân hủy thành V₂O₅ và VOCl₃. Tương tự, VOCl₂ cũng bị phân hủy để tạo ra VOCl₃, cùng với VOCl.

Sự hình thành phức

VOCl₃ có tính axit Lewis mạnh, được chứng minh bằng xu hướng tạo thành các phức với các base khác nhau như axetonitril và các amin. Khi hình thành các phức, vanadi thay đổi từ hình học tứ diện bốn tọa độ sang hình học bát diện sáu tọa độ:

VOCl₃ + 2H₂NEt → VOCl₃(H₂NEt)₂

VOCl₃ trong phản ứng trùng hợp anken

VOCl₃ được sử dụng làm chất xúc tác hoặc chất tiền xúc tác trong sản xuất cao su ethylene-propylene (EPDM).

Tham khảo

^ ^a ^b ^c ^d CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition (William M. Haynes; CRC Press, 22 thg 6, 2016 - 2652 trang), trang 4-94. Truy cập 10 tháng 4 năm 2021.
^ O'Brien, Michael K.; Vanasse, Benoit (2001). “Vanadyl Trichloride”. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. doi:10.1002/047084289X.rv004. ISBN 0471936235.
^ ^a ^b F. E. Brown, F. A. Griffitts (1939). “Hypovanadous Oxide and Vanadium Oxytrichloride”. Inorganic Syntheses. Inorg. Synth. Inorganic Syntheses. I. tr. 106–108. doi:10.1002/9780470132326.ch38. ISBN 9780470132326.Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)
^ A. Earnshaw, N. Greenwood (1997). The Chemistry of the Elements - Second Edition. tr. 513–514.
^ Rehder, D.; Polenova, T.; Bühl, M. (2007). Vanadium-51 NMR. Annual Reports on NMR Spectroscopy. 62. tr. 49–114. doi:10.1016/S0066-4103(07)62002-X. ISBN 9780123739193.
^ Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 9780123526519.
^ G. Brauer "Vanadium oxytrichloride" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1264.
^ Oppermann, H. (1967). “Untersuchungen an Vanadinoxidchloriden und Vanadinchloriden. I. Gleichgewichte mit VOCl₃, VO₂Cl und VOCl₂”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 351 (3–4): 113–126. doi:10.1002/zaac.19673510302.