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三氯氧釩

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三氯氧釩
IUPAC名
三氯氧釩
別名 釩酰氯
識別
CAS號 7727-18-6  ✓
PubChem 24410
RTECS YW2975000
性質
化學式 VOCl3
摩爾質量 173.30 g·mol⁻¹
外觀 棕黃色液體
密度 1.826 g/cm3,液態
熔點 -76.5 °C(197 K)
沸點 126.7 °C(400 K)
溶解性 分解
溶解性(其他溶劑) 含氯溶劑
蒸氣壓 8.1 Pa(20 °C)
結構
分子構型 四面體
危險性
歐盟編號 沒列出
主要危害 有毒,水解生成HCl
NFPA 704
1
3
3
 
致死量或濃度:
LD50中位劑量
140 mg/kg(老鼠,口服)
相關物質
相關釩化合物 五氧化二釩
四氯化釩
三氟氧釩
相關化學品 三氯氧磷
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

三氯氧釩化學式為VOCl3無機物。這種物質可通過蒸餾的方法得到,在空氣中十分容易水解,是一種強氧化劑。在有機合成中充當反應試劑[1]

性質

三氯氧釩的釩呈正五價,並有反磁性。其分子構形為正四面體,其中O-V-Cl鍵鍵角為111°,Cl-V-Cl鍵鍵角為108°,V-O鍵和V-Cl鍵健長分別為157和214pm。三氯氧釩在水中反應劇烈,靜置時會產生氯氣。其可溶於非極性溶劑,如二氯甲烷己烷。在某種程度上,三氯氧釩和三氯氧磷化學性質相似。一個不同點是,三氯氧釩是強氧化劑,而磷化物不是。[2]

製備

VOCl3可由V2O5與氯氣反應製得,反應過程中,環境溫度約保持在600°C:[3]

3 Cl2 + V2O5 → 2 VOCl3 + 1.5 O2

當V2O5混合,環境溫度在200-400 °C時,碳會充當脫氧劑,就像碳在克羅爾法中將TiO2轉化為TiCl4的作用一樣。

三氧化二釩也可用作反應前體物:

3 Cl2 + V2O3 → 2 VOCl3 + 0.5 O2

更典型的實驗室製法是用SOCl2氯化V2O5[4]

V2O5 + 3 SOCl2 → 2 VOCl3 + 3 SO2

相關反應

水解和醇解

三氯氧釩在水中會迅速水解為五氧化二釩鹽酸。在化學框模板的最上面一幅圖中,可見到在燒杯壁有橙色的V2O5生成。該過程中間會有VO2Cl生成:

2 VOCl3 + 3 H2O → V2O5 + 6 HCl

VOCl3可與醇類反應,生成醇鹽,特別是在質子接受體(如Et3N)前面:

VOCl3 + 3 ROH → VO(OR)3 + 3 HCl (R = MePh等)

互換成其他V-O-Cl化合物

VOCl3也可用於合成VOCl2

V2O5 + 3 VCl3 + VOCl3 → 6 VOCl2

一氯二氧釩可由含有Cl2O的罕見反應製備:[5]

VOCl3 + Cl2O → VO2Cl + 2 Cl2

大於180°C時,VO2Cl分解為V2O5和VOCl3。同樣,VOCl2也可分解為VOCl3和VOCl。

加合物

VOCl3是一種強路易斯酸,其趨向於與乙腈、胺等各種鹼基形成加合物。在形成的加合物中,釩會由原先的V4幾何四面體變為V6八面體:

VOCl3 + 2 H2NEt → VOCl3(H2NEt)2

VOCl3用於烯烴聚合

VOCl3在製備乙丙橡膠(實三元乙丙橡膠,EPDM)的反應中可用作催化劑或預催化劑。

參考來源

  1. ^ M. O'Brien, B. Vanasse. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2001. 
  2. ^ A. Earnshaw, N. Greenwood. The Chemistry of the Elements - Second Edition. 1997: 513–514. 
  3. ^ A. Holleman, E. Wiberg. Inorganic Chemistry. 2001. 
  4. ^ S. Tyree. Inorganic Syntheses Volume IX. 1967: 80. 
  5. ^ H. Oppermann, "Gleichgewichte mit VOCl3, VO2Cl, VOCl2" Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie, vol. 331. 113-126 (1967)
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三氯氧釩
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