Methyltrioxorhenium

Strukturformel
Allgemeines
Name	Methyltrioxorhenium
Andere Namen	MTO Methylrheniumtrioxid
Summenformel	CH3ReO3
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 70197-13-6 EG-Nummer (Listennummer) 677-701-9 ECHA-InfoCard 100.202.821 PubChem 2734010 ChemSpider 10621726 Wikidata Q408705
Eigenschaften
Molare Masse	249,24 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	111 °C
Löslichkeit	löslich in Wasser (50 g/l) und organischen Lösungsmitteln
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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. MTO ist der Grundkörper der Organorhenium(VII)-oxide, die im Laboratorium von Wolfgang A. Herrmann (Technische Universität München) ab 1982 als damals neuartige, heute zum gängigen Lehrbuchwissen gehörende Stoffklasse systematisch erschlossen und als Katalysatoren (z. B. Olefin-Epoxidation) angewendet wurden.

Gewinnung und Darstellung

Die Herstellung von Methyltrioxorhenium (MTO) und seiner Formelanaloga geht meist von Rhenium(VII)-oxid aus. Dieses wird mit organischen Zinnverbindungen wie Tetramethylzinn zu Methyltrioxorhenium umgesetzt.

$\mathrm {Re_{2}O_{7}+SnMe_{4}\ {\xrightarrow {THF}}\ MeReO_{3}+(ReO_{4})SnMe_{3}}$

THF = Tetrahydrofuran, Lösungsmittel, Me=Methyl

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.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Methyltrioxorhenium 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

Methyltrioxorhenium 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

Methyltrioxorhenium dient als Katalysator in mehreren Reaktionen der organischen Chemie. So katalysiert es hocheffizient die Oxidation von Olefinen mit Hilfe von Wasserstoffperoxid zu Epoxiden. 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.

Eine weitere Reaktion, die durch Methyltrioxorhenium katalysiert wird, ist die Umsetzung von Aldehyden mit Triphenylphosphin und Diazoverbindungen zu Olefinen. Es ist ebenfalls möglich, Metathesereaktionen mit Hilfe von Methyltrioxorhenium, das auf Aluminiumoxid aufgetragen wurde, als Katalysator durchzuführen. Auch die katalytische Herstellung von Vitamin K3 mithilfe von MTO als Katalysator ist beschrieben.

Methyltrioxorhenium ist heute ein handelsübliches Produkt (z. B. Sigma-Aldrich, Fischer Scientific, Strem Chemicals).

Literatur

• 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.