✨Vanadyl trichloride

Vanadyl trichloride là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học VOCl₃. Chất lỏng màu vàng này dễ dàng bị thủy phân trong không khí. Nó là một chất oxy hóa. Nó được sử dụng làm thuốc thử trong tổng hợp hữu cơ. Các mẫu thường có màu đỏ hoặc cam do có lẫn tạp chất vanadi(IV) chloride.

Tính chất

VOCl₃ là một hợp chất vanadi với vanadi ở trạng thái oxy hóa +5 và nghịch từ. Nó có dạng tứ diện với góc liên kết O–V–Cl là 111° và góc liên kết Cl–V–Cl là 108°. Độ dài liên kết VO và V–Cl tương ứng là 157 và 214 pm. VOCl₃ phản ứng mạnh với nước và tạo ra HCl. Nó có thể hòa tan trong các dung môi không phân cực như benzen, CH₂Cl₂ và hexan. Trong một số khía cạnh, các tính chất hóa học của VOCl₃ và POCl₃ cũng tương tự. Một điểm khác biệt là VOCl₃ là một chất oxy hóa mạnh, trong khi hợp chất phosphor thì không. VOCl₃ là tiêu chuẩn chuyển dịch hóa học thông thường cho quang phổ NMR ⁵¹V.

Điều chế

VOCl₃ được tạo ra do quá trình clo hóa V₂O₅. Phản ứng tiến hành gần 600 ℃: :6Cl₂ + 2V₂O₅ → 4VOCl₃ + 3O₂↑ Làm nóng hỗn hợp (được pha trộn tốt với các hạt nhỏ) của V₂O₅, clo và cacbon ở 200–400 ℃ cũng cho VOCl₃. Trong trường hợp này, cacbon đóng vai trò như một chất khử oxy tương tự như việc sử dụng nó trong quá trình chloride để sản xuất TiCl₄ từ TiO₂.

Vanadi(III) oxit cũng có thể được sử dụng làm tiền chất: :V₂O₅ + 3SOCl₂ → 2VOCl₃ + 3SO₂↑

Phản ứng

Thủy phân và rượu phân

VOCl₃ bị thủy phân nhanh chóng tạo ra vanadi(V) oxit và axit clohydric. Trong ảnh mẫu của hợp chất, có thể thấy V₂O₅ màu cam hình thành trên thành cốc. Chất trung gian trong quá trình này là VO₂Cl: :2VOCl₃ + 3H₂O → V₂O₅ + 6HCl VOCl₃ phản ứng với rượu đặc biệt khi có mặt chất nhận proton để tạo ra các alkoxit, như được minh họa bằng sự tổng hợp vanadyl(V) isopropoxit: :VOCl₃ + 3HOCH(CH₃)₂ → VO(OCH(CH₃)₂)₃ + 3HCl

Chuyển đổi sang các hợp chất V–O–Cl khác

VOCl₃ cũng được sử dụng trong quá trình tổng hợp vanadyl đichloride: :V₂O₅ + 3VCl₃ + VOCl₃ → 6VOCl₂ VO₂Cl có thể được điều chế bằng một phản ứng liên quan đến Cl₂O. :VOCl₃ + Cl₂O → VO₂Cl + 2Cl₂↑ Tại > 180 ℃, VO₂Cl bị phân hủy thành V₂O₅ và VOCl₃. Tương tự, VOCl₂ cũng bị phân hủy để tạo ra VOCl₃, cùng với VOCl.

Sự hình thành phức

VOCl₃ có tính axit Lewis mạnh, được chứng minh bằng xu hướng tạo thành các phức với các base khác nhau như axetonitril và các amin. Khi hình thành các phức, vanadi thay đổi từ hình học tứ diện bốn tọa độ sang hình học bát diện sáu tọa độ: :VOCl₃ + 2H₂NEt → VOCl₃(H₂NEt)₂

VOCl₃ trong phản ứng trùng hợp anken

VOCl₃ được sử dụng làm chất xúc tác hoặc chất tiền xúc tác trong sản xuất cao su ethylene-propylene (EPDM).