Dicobaltoctacarbonyl

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Strukturformel
Strukturformel von Dicobaltoctacarbonyl
Allgemeines
Name Dicobaltoctacarbonyl
Summenformel Co2(CO)8
CAS-Nummer 10210-68-1
PubChem 25049
Kurzbeschreibung

orangefarbene Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 341,95 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,73 g·cm−3 (18 °C)[1]

Schmelzpunkt

ab 52 °C Zersetzung[1]

Dampfdruck

13 Pa (20 °C)[1]

Löslichkeit

sehr schlecht in Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
08 – Gesundheitsgefährdend 02 – Leicht-/Hochentzündlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 250​‐​317​‐​351
P: 210​‐​260​‐​280​‐​281​‐​302+352 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3][1]
Leichtentzündlich Gesundheitsschädlich
Leicht-
entzündlich
Gesundheits-
schädlich
(F) (Xn)
R- und S-Sätze R: 11​‐​22​‐​40​‐​43​‐​48/20​‐​52/53Vorlage:R-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​62
S: 36/37​‐​61
Toxikologische Daten

754 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[2]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Dicobaltoctacarbonyl ist ein zweikerniger Komplex, bei dem zwei Cobaltkerne von acht Carbonylliganden umgeben sind.

Darstellung[Bearbeiten]

Der Komplex kann durch die Reaktion von Cobalt(II)-Salzen (z.B. Cobalt(II)-acetat oder Cobalt(II)-carbonat) unter hohem Kohlenstoffmonoxid-Drücken hergestellt werden.[4] Oftmals wird diese Reaktion in Anwesenheit von Cyanidsalzen durchgeführt.

\mathrm{2 \ Co(CH_3CO_2)_2 \cdot 4 H_2O + 8 \ (CH_3CO)_2O + 8 \ CO + 2 \ H_2 \longrightarrow }\mathrm{ Co_2(CO)_8 + 20 \ CH_3CO_2H}
\mathrm{2 \ CoCO_3 + 8 \ CO + 2 \ H_2 \longrightarrow Co_2(CO)_8 + 2 \ H_2O + 2 \ CO}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Dicobaltoctacarbonyl ist ein orangefarbener Feststoff (größere Kristalle sind rot), der sich bei 52 °C zu Tetracobaltdodecacarbonyl Co4(CO)12 zersetzt. Auch bei Raumtemperatur zersetzt sich der Komplex an Luft langsam unter Freisetzung von Kohlenstoffmonoxid.[1]

Der Komplex liegt im Gleichgewicht zwischen zwei Strukturen, von denen eine aus zwei trigonal-bipyramidal-koordinierten Cobaltkernen mit einer Bindung zwischen den Cobaltatomen, die andere aus einem durch zwei Carbonylliganden verbrückten Komplex besteht. Das Gleichgewicht liegt hierbei auf der Seite der verbrückten Komplexspezies. Die Bindungslänge zwischen den Cobaltkernen im verbrückten Komplex beträgt 252 pm, die Co–C-Bindung zu den terminalen Carbonylen ist 180 pm, zu den verbrückenden Carbonylen 190 pm lang.[5]

Gleichgewicht zwischen den beiden Strukturen des Dicobaltoctacarbonyls

Verwendung[Bearbeiten]

Dicobaltoctacarbonyl wird in der Pauson-Khand-Reaktion zur Synthese von Cyclopentenonen benötigt. Hierbei liefert es durch Abspaltung von zwei Carbonyliganden die Cobaltspezies, die zur Addition an das eingesetzte Alkin dient. Gleiches gilt für die Nicholas-Reaktion, zu der dieselbe Cobaltspezies benötigt wird.

Durch Hydrierung des Komplexes bildet sich der einkernige Komplex HCo(CO)4.

\mathrm{Co_2(CO)_8\ +\ H_2 \longrightarrow\ 2\ HCo(CO)_4}

Dieser Komplex wird als Katalysator für die Hydroformylierung eingesetzt. Dabei wird Dicobaltoctacarbonyl mit Wasserstoff umgesetzt, so dass Cobaltcarbonylhydrid als katalytisch wirkende Spezies entsteht.[6]

Die technische Synthese von Phenylbrenztraubensäure nutzt die Verbindung als Katalysator bei der doppelten Carbonylierung von Benzylchlorid mittels Kohlenmonoxid und Wasser.[7]

Durch Reduktion mit elementaren Alkalimetallen können Co(CO)4-Ionen gebildet werden.

\mathrm{Co_2(CO)_8\ +\ 2\ Na \longrightarrow\ 2\ NaCo(CO)_4}

Literatur[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g Eintrag zu CAS-Nr. 10210-68-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 18. Juli 2008 (JavaScript erforderlich).
  2. a b c Datenblatt di-Cobaltoctacarbonyl (PDF) bei Merck, abgerufen am 24. März 2011.
  3. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4.  Georg Brauer: Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band III, Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1833.
  5. G. G. Sumner, H. P. Klug, L. E. Alexander: The crystal structure of dicobalt octacarbonyl. In: Acta Cryst. 1964, 17, S. 732–742, doi:10.1107/S0365110X64001803.
  6. Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. 6. Auflage. Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8, S. 633–637.
  7. W. Bertleff, M. Roeper, X. Sava: Carbonylation. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2007. doi:10.1002/14356007.a05_217.pub2