三塩化酸化バナジウム(V)

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三塩化酸化バナジウム(V)
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識別情報
CAS登録番号 7727-18-6 チェック
RTECS番号 YW2975000
特性
化学式 VOCl3
モル質量 173.30 g/mol
外観 黄褐色液体
密度 1.84 g/cm3, 液体
融点

-76.5 °C

沸点

126–27 °C (400 K)

への溶解度 水と反応
塩素溶媒への溶解度 可溶
構造
分子の形 四面体形
危険性
主な危険性 有毒 (T)
加水分解塩化水素を発生
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
3
関連する物質
関連するバナジウムの化合物 酸化バナジウム(V)
塩化バナジウム(IV)
三フッ化酸化バナジウム(V)
関連物質 塩化ホスホリル
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

三塩化酸化バナジウム(V)(さんえんかさんかバナジウム ご、: vanadium(V) trichloride oxide)は、化学式が VOCl3 と表されるバナジウム化合物である。常温で液体で、蒸留は可能だが空気中で直ちに加水分解される。強い酸化剤であり、主に有機合成の試薬として用いられる[1]。毒物及び劇物取締法により劇物に指定されている[2]

化学的性質[編集]

三塩化酸化バナジウム(V)はバナジウム(V)の化合物で、反磁性である。四面体形構造を持ち、O-V-Cl 角は111度、Cl-V-Cl 角は108度、V-O 結合長は 157 pm、V-Cl 結合長は 214 pm である。非常に水と反応性が高く、放置しておくと塩素が発生する。無極性溶媒(ベンゼンジクロロメタンヘキサンなど)に可溶である。塩化ホスホリルとは類似点もあるが、塩化二酸化バナジウム(V)には酸化性があるという点で異なっている。一般にリン化合物には酸化性はない[3]

合成[編集]

VOCl3 は、酸化バナジウム(V)塩素化によって合成できる。この反応は約600 °C程度で進行する[4]

V2O5炭素との混合物を用いれば、この反応は200-400 °Cで進行させることが可能である。この場合炭素は、TiO2 から TiCl4 を製造するクロール法と同じように脱酸素剤として作用する。

前駆体として酸化バナジウム(III)が使われることもある。

実験室レベルでは、塩化チオニルによって酸化バナジウム(V)を塩素化して合成する[5]

反応[編集]

加水分解とアルコール分解[編集]

VOCl3 は、速やかに V2O5 と HCl に加水分解される。ビーカーの中に入れておくと、壁面に V2O5 が生成しているのが見られる。反応中間体として塩化二酸化バナジウム(V)が発生する。

VOCl3 はトリエチルアミンなどの塩基の存在下、アルコールアルコキシドに変化させる。

(R = Me、Ph など)

他の塩化酸化物への変化[編集]

VOCl3 は VOCl2 の合成においても使われる。

塩化二酸化バナジウム(V)は、一酸化二塩素を用いる特殊な反応によって合成される[6]

VO2Cl は180 °Cより高い温度で V2O5 と VOCl3 に分解する。同様に、VOCl2 も VOCl3 と VOCl に分解する。

錯体の構造[編集]

VOCl3 は強力なルイス酸であり、アセトニトリルアミンなどと錯体を作る傾向がある。錯体を作る際、バナジウムは4配位四面体形構造から6配位八面体形構造に変化する。

アルケンの重合[編集]

VOCl3エチレンプロピレンゴム (EPDM) の合成の触媒、または前駆触媒として使われる。

脚注[編集]

  1. ^ M. O'Brien, B. Vanasse (2001). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 
  2. ^ 毒物及び劇物指定令 昭和四十年一月四日 政令第二号 第二条 十八の三
  3. ^ A. Earnshaw, N. Greenwood (1997). The Chemistry of the Elements - Second Edition. pp. 513–514. 
  4. ^ A. Holleman, E. Wiberg (2001). Inorganic Chemistry. 
  5. ^ S. Tyree (1967). Inorganic Syntheses Volume IX. p. 80. 
  6. ^ H. Oppermann, "Gleichgewichte mit VOCl3, VO2Cl, VOCl2" Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie, vol. 331. 113-126 (1967)