Synthese von Chlorotris(triphenylphosphin)cobalt(I)

Bei dieser luftstabilen Cobalt(I)-Verbindung handelt sich um einen der häufiger in der organischen Synthese anzutreffenden Stoff. Es ist das typische Edukt für den analogen Cyclopentadienylcobalt(I)-Komplex, der Anwendung in der Katalyse findet. Dabei wird der [(Cp)Co(PPh₃)₂] mit zwei (substituierten) Acetylenmolekülen zum reaktiven Intermediat, welches durch verschiedene Reaktanden in (heterocyclische) Fünf- und Sechsringsysteme überführt werden kann.




Geräte:

Erlenmeyerkolben, Magnetheizrührer, Thermometer, Möglichkeit zur Vakuumfiltration


Chemikalien:

Cobal(II)-Chlorid Hexahydrat (N, T)


Triphenylphosphan (Xn)


Natriumborhydrid (F, T)


Ethanol (F)


Petrolether (F, N, Xn)


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Chlorotris(triphenylphosphin)cobalt(I) (Xn)




Hinweis: Der Hautkontakt mit Cobaltverbindungen sollte vermieden werden. Up-Scales bis zur 20fachen Menge sind problemlos möglich, wenn beachtet wird, dass sich quantitativ toxisches Boran (Diboran) bildet.


Durchführung:

In einem Erlenmeyerkolben (oder Becherglas) werden 0,48 g Cobalt(II)-chlorid Hexahydrat und 1,6 g Triphenylphosphin in 30 ml Ethanol (~95%) vorgelegt und auf 65 °C erwärmt. Dabei kann es passieren dass bei höhere Temperatur Teile des Triphenylphosphins sublimieren, worauf hin die Temperatur zurückgenommen werden sollte. Nach einer halben Stunde bei 65 °C wird die Lösung auf ~30 °C abgekühlt, wobei darauf zu achten ist, dass kein Triphenylphosphin ausfällt, andernfalls wieder bis zu dessen vollständiger Lösung heizen. Anschließend werden 50 mg gepulvertes Natriumborhydrid in 10 kleinen Portionen innerhalb von 3 Minuten dazugegeben, wobei sie die Lösung dunkelgrün färbt und sich ein brauner Feststoff auf der Oberfläche bildet der nach einigen Sekunden absinkt. Falls die Waage ungenau sein sollte und eine exakte Einwaage nicht möglich ist wird einfach solange Borhydrid hinzugegeben bis die Lösung nur noch schäumt und sich keine braunen Kristalle auf der Oberfläche bilden. Es wird für ca. 20 Minuten weitergerüht und anschließend im Kühlschrank abgekühlt wobei sich ein brauner Bodensatz bildet der anschließend abgesaugt und mit Ethanol, Wasser, Ethanol und Petrolether gewaschen und im Vakuum getrocknet wird.

Ausbeute: 1,2 g (67% d.Th.)

Entsorgung:

Ist das Filtrat weitestgehend farblos und kann verdünnt ins Abwasser gegeben werden. Die Waschfiltrate werden dem halogenfreien Lösungsmittelabfall zugeführt oder (bei größeren Ansätzen) aufgearbeitet.

Erklärung:

Die Lösung von Cobalt(II)-Ionen und dem Triphenylphosphin wird bei vollständiger Lösung und Bildung eines (weniger stabilen) Cobalt(II)-Komplexes mit Natriumborhydrid reduziert woraufhin sich der unlösliche Cobalt(I)-Komplex abscheidet.

CoCl₂*6 H₂O + 3PPh₃ + NaBH₄ --> CoCl(PPh₃)₃ + NaCl + BH₃ + 6 H₂O

Bilder:


Gelöstes CoCl₂


Komplexbildung nach Zugabe des PPh₃


Nach Beendigung der Reaktion


Nach Abkühlen im Kühlschrank


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