Methyltrioxorhenium
Methyltrioxorhenium (MTO) ist eine chemische Verbindung des Rheniums. Sie zählt zu den metallorganischen Verbindungen. Methyltrioxorhenium kann als Katalysator in einer Vielzahl von Reaktionen der organischen Chemie verwendet werden.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Methyltrioxorhenium | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | CH3ReO3 | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 249,24 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||||||||
| Löslichkeit |
löslich in Wasser (50 g/l) und organischen Lösungsmitteln[2] | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
Gewinnung und Darstellung
BearbeitenDie Herstellung von Methyltrioxorhenium (MTO) und seiner Formelanaloga geht meist von Rhenium(VII)-oxid aus. Dieses wird mit organischen Zinnverbindungen wie Tetramethylzinn zu Methyltrioxorhenium umgesetzt.[3]
Da bei dieser Synthese das Rhenium(VII)-oxid nicht vollständig zu MTO umgesetzt wird und man außerdem auf das giftige Tetramethylzinn angewiesen ist, wurden alternativen Zugänge entwickelt, so zum Beispiel – am einfachsten und effizientesten – aus Rhenium(VII)-oxid (Dirheniumheptoxid) mit dem leicht zugänglichen Methylzinkacetat.[4]
Eigenschaften
BearbeitenPhysikalische Eigenschaften
BearbeitenMethyltrioxorhenium ist im Vergleich zu anderen metallorganischen Verbindungen thermisch außergewöhnlich stabil. Es lässt sich ohne Zersetzung sublimieren und zersetzt sich erst bei Temperaturen >300 °C. Sublimiertes Methyltrioxorhenium kristallisiert in charakteristischen farblosen Nadeln.
Chemische Eigenschaften
BearbeitenMethyltrioxorhenium reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Wasser, Sauerstoff oder organischen Lösungsmitteln. In warmem Wasser bildet sich ein goldfarbener, polymerer, elektrisch leitfähiger Feststoff mit oktaedrisch koordinierten Metallzentren.
Verwendung
BearbeitenMethyltrioxorhenium dient als Katalysator in mehreren Reaktionen der organischen Chemie. So katalysiert es hocheffizient die Oxidation von Olefinen mit Hilfe von Wasserstoffperoxid zu Epoxiden.[5] Dabei bildet MTO mit Wasserstoffperoxid zunächst einen Peroxo-Komplex. Von diesem wird dann ein Sauerstoffatom auf das Olefin übertragen und es bildet sich das Epoxid.[6]
Eine weitere Reaktion, die durch Methyltrioxorhenium katalysiert wird, ist die Umsetzung von Aldehyden mit Triphenylphosphin und Diazoverbindungen zu Olefinen.[7] Es ist ebenfalls möglich, Metathesereaktionen mit Hilfe von Methyltrioxorhenium, das auf Aluminiumoxid aufgetragen wurde, als Katalysator durchzuführen.[8] Auch die katalytische Herstellung von Vitamin K3 mithilfe von MTO als Katalysator ist beschrieben.[9]
Literatur
Bearbeiten- F. E. Kühn, R. Fischer, W. A. Herrmann: Methyltrioxorhenium. In: Chemie in unserer Zeit. 1999, 33, S. 192–198, doi:10.1002/ciuz.19990330403.
- F. Kühn, A. Scherbaum, W. A. Herrmann: Methyltrioxorhenium and its applications in olefin oxidation, metathesis and aldehyde olefination. In: Journal of Organometallic Chemistry. 2004, 689, S. 4149–4164, doi:10.1016/j.jorganchem.2004.08.018.
- A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1634.
- W. A. Herrmann, J. J. Haider, R. W. Fischer: Rhenium-catalyzed oxidation of arenes – an improved synthesis of vitamin K-3. In: Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 1999, vol. 138, issue 2-3, S. 115–121.
- W. A. Herrmann: High Oxidation State Organometallic Chemistry. In: Angewandte Chemie International Edition in English, vol. 27 (1988), S. 1297–1313, doi:10.1002/anie.198812971.
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b Datenblatt Methyltrioxorhenium(VII) bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 16. Oktober 2016 (PDF).
- ↑ F. E. Kühn, R. Fischer, W. Herrmann: Methyltrioxorhenium. In: Chemie in unserer Zeit. 1999, 33, S. 192–198, doi:10.1002/ciuz.19990330403.
- ↑ Wolfgang A. Herrmann: High Oxidation State Organometallic Chemistry, A Challenge—the Example of Rhenium. In: Angewandte Chemie International Edition in English. Band 27, Nr. 10, Oktober 1988, S. 1297–1313, doi:10.1002/anie.198812971.
- ↑ W. A. Herrmann, A. M. J. Rost, J. K. M. Mitterpleininger, N. Szesni, S. Sturm, R. W. Fischer, F. E. Kühn: Kostengünstige, effiziente und umweltfreundliche Synthese des vielseitigen Katalysators Methyltrioxorhenium (MTO), in: Angew. Chem. 2007, 119, S. 7440–7442, doi:10.1002/ange.200703017.
- ↑ Saumya Verma, Asha Joshi, Saroj Ranjan De, Jawahar L. Jat: Methyltrioxorhenium (MTO) catalysis in the epoxidation of alkenes: a synthetic overview. In: New Journal of Chemistry. Band 46, Nr. 5, 2022, S. 2005–2027, doi:10.1039/D1NJ04950J.
- ↑ Cristiana Di Valentin, Remo Gandolfi, Philip Gisdakis, Notker Rösch: Allylic Alcohol Epoxidation by Methyltrioxorhenium: A Density Functional Study on the Mechanism and the Role of Hydrogen Bonding. In: Journal of the American Chemical Society. Band 123, Nr. 10, 1. März 2001, S. 2365–2376, doi:10.1021/ja003868y.
- ↑ Wolfgang A. Herrmann, Mei Wang: Methyltrioxorhenium as Catalyst of a Novel Aldehyde Olefination. In: Angewandte Chemie International Edition in English. Band 30, Nr. 12, Dezember 1991, S. 1641–1643, doi:10.1002/anie.199116411.
- ↑ Fritz E. Kühn, Richard W. Fischer, Wolfgang A. Herrmann: Methyltrioxorhenium. In: Chemie in unserer Zeit. Band 33, Nr. 4, August 1999, S. 192–198, doi:10.1002/ciuz.19990330403.
- ↑ Wolfgang A. Herrmann, Joachim J. Haider, Richard W. Fischer: Rhenium-catalyzed oxidation of arenes—an improved synthesis of vitamin K31Communication 173 of the series Multiple Bonds between Main-Group Elements and Transition Metals. Preceding paper, Ref. [14].1. In: Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. Band 138, Nr. 2-3, Februar 1999, S. 115–121, doi:10.1016/S1381-1169(98)00133-2.