三氯氧釩
化合物
三氯氧釩，化學式為VOCl3的無機物。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]
| 三氯氧釩 | |
|---|---|
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| 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（水） | 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
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| 致死量或濃度： | |
LD50（中位劑量）
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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，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
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，如苯，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和碳混合，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
- 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和鹽酸。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：
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
- 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
- ^ M. O'Brien, B. Vanasse. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2001.
- ^ A. Earnshaw, N. Greenwood. The Chemistry of the Elements - Second Edition. 1997: 513–514.
- ^ A. Holleman, E. Wiberg. Inorganic Chemistry. 2001.
- ^ S. Tyree. Inorganic Syntheses Volume IX. 1967: 80.
- ^ H. Oppermann, "Gleichgewichte mit VOCl3, VO2Cl, VOCl2" Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie, vol. 331. 113-126 (1967)