Trifenylbismutaan

Trifenylbismutaan
Structuurformule en molecuulmodel
	Structuurformule van trifenylbismutaan
Algemeen
Molecuulformule	;
IUPAC-naam	Trifenylbismutine
Molmassa	440,31 g/mol
CAS-nummer	603-33-8
PubChem	11774
Wikidata	Q4463253
Beschrijving	Witte vaste stof
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
EG-Index-nummer	210-033-4
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	Vast
Kleur	Wit
Dichtheid	1,585 g/cm³
Smeltpunt	77,6 °C
Kookpunt	242 °C (14 Torr)
Oplosbaarheid in water	Practisch onoplosbaar
Goed oplosbaar in	Dichloormethaan, Chloroform, Benzeen, Tolueen, Di-ethylether, THF, Ethylacetaat
Slecht oplosbaar in	Alkoholen
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHog	600,6 kJ/mol
ΔfHos	489,7 kJ/mol
Cop,m	330,2 J/mol·K
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal	Scheikunde

Trifenylbismutaan, ook wel trifenylbismutine, is een organometaalverbinding van bismut met de brutoformule ${\ce {C18H15Bi}}$ , of met wat meer nadruk op de structuur van de verbinding: ${\ce {(C6H5)3Bi}}$ . De stof wordt in de organische synthese toegepast. Op basis van zijn molaire massa is de verbinding het zwaartse lid van de trifenylderivaten van de stikstofgroep waarvan de andere leden trifenylamine, trifenylfosfaan, trifenylarsaan en trifenylstibaan zijn. Naast de trifenylverbindingen zijn voor de zwaardere leden van deze groep ook pentafenylvarianten bekend: pentafenylarsoraan, -stiboraan en -bismoraan.^[4]

Synthese

De synthese van trifenylbismutaan verloopt via de reactie van bismut(III)chloride met fenylmagnesiumbromide in een etherische oplossing.^[3]^[5]

Op analoge wijze kan ook de reactie met fenyllithium gerealiseerd worden.^[6]

Eigenschappen

Fysische eigenschappen

${\ce {(C6H5)3Bi}}$ is een witte, kristallijne vaste stof^[7], die bij 77,6 °C smelt.^[3] De molaire Verbrandingsenthalpie voor de vaste stof bedraagt −10003,5 kJ·mol⁻¹ voor de reactie:^[2] ${\ce {C18H15Bi(s) + 22,5 O2(g) -> 0,5 Bi2O3(s) + 18 CO2(g) + 7,5 H2O(l)}}$

Chemische eigenschappen

Trifenylbismutaan is in vergelijking met het pyrofore trimethylbismutaan lucht- en hydrolyse stabiel. Oxidatie naar de overeenkomstige bismutoxy-verbinding ${\ce {(C6H5)3BiO}}$ lukt alleen met sterke oxidatoren als kaliumpermanganaat of waterstofperoxide.^[4]

Met chlorides reageert de stof onder vorming van difenylbismutchloride en fenyl(M)chlorides:^[8]

{\ce {(C6H5)3Bi + MCl3 -> (C6H5)2BiCl + C6H5MCl2}}

{\ce {M=Bi,Sb,As,P,Tl}}

{\ce {(C6H5)3Bi + HgCl2 -> (C6H5)2BiCl + C6H5HgCl}}

{\ce {(C6H5)3Bi + HCl -> (C6H5)2BiCl + C6H6}}

{\ce {(C6H5)3Bi + Cl3CCOOH -> (C6H5)2BiOOCCCl3 + C6H6}}

Met interhalogenen of halogeen-pseudohalogeenverbindingen ontstaan difenylbismuthalogenides en fenyl(pseudo)halogenides. Het elektronegatievere deel van het inter(pseudo)halogeen koppelt aan bismut.^[8]

{\ce {(C6H5)3Bi + ICl -> (C6H5)2BiCl + C6H5I}}

{\ce {(C6H5)3Bi + CNI -> (C6H5)2BiCN + C6H5I}}

{\ce {(C6H5)3Bi + CNBr -> (C6H5)2BiBr + C6H5CN}}

{\ce {(C6H5)3Bi + IBr -> (C6H5)2BiBr + C6H5I}}

Oxidatieve chlorering met sulfurylchloride ${\ce {(\ SO2Cl2\ )}}$ levert trifenylbismutdichloride op. Reactie daarvan met een Grignard-reagens als fenylmagnesiumbromide leidt tot pentafenylbismoraan^[4] dat als een violette vaste stof geïsoleerd kan worden.^[9]

{\ce {(C6H5)3Bi + SO2Cl2 -> (C6H5)3BiCl2 + SO2}}

{\ce {(C6H5)3BiCl2 + 2(C6H5)MgX -> (C6H5)5Bi + 2MgXCl}}

Trifenylbismutaan en pentafenylbismoraan geven onder uitwisseling van een fenyl-kation aanleiding tot een tetrafenylbismutoniumzout:^[9]^[10]

{\ce {(C6H5)3Bi + (C6H5)5Bi -> [(C6H5)4Bi]+[(C6H5)4Bi]-}}

Toepassingen

In de organische chemie wordt ${\ce {Bi(C6H5)3}}$ gebruikt in de glycolsplitsing en als reagens om een fenylgroep aan alcoholen en amines te koppelen. Fotochemisch kunnen reacties waarbij fenyl radicalen betrokken zijn geïnitieerd worden.^[3]

Bronnen, noten en/of referenties

Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Triphenylbismutan op de Duitstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.

↑ ^a ^b Sicherheitsdatenblatt American Element[1], Stand 15. Mai 2015.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e Steele, W.V.: The standard enthalpies of formation of the triphenyl compounds of the group V elements. 2. Triphenylbismuth and the Ph-Bi mean bond-dissociation energy in J. Chem. Thermodyn. 11 (1979) S. 187–192, {{doi:10.1016/0021-9614(79)90170-8}}.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999–2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für Triphenylbismuthine, abgerufen am 17. Mai 2019.
↑ ^a ^b ^c Elschenbroich, Ch.; Salzer, A.: Organometallchemie, Teubner Taschenbücher Chemie, 3. Auflage, B. G. Teubner Stuttgart 1993, ISBN 978-3-519-33501-6, doi:10.1007/978-3-322-96804-3, S. 183–196.
↑ Blicke, F.F.; Oakdale, U.O.; Smith, F.D.: Distibyls. I. Tetraphenyldistibyl. Attempts to Obtain Tetraphenyldibismuthyl in J. Am. Chem. Soc. 53 (1931) S. 1025–1029, doi:10.1021/ja01354a027.
↑ Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3. umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87823-0, S. 601.
↑ Hitomi Suzuki, Naoki Komatsu, Takuji Ogawa, Toshihiro Murafuji, Tohru Ikegami, Yoshihiro Matano: Organobismuth Chemistry, Elsevier, 1st edition 2001, ISBN 978-0-444-20528-5, S. 13, 20.
↑ ^a ^b Henry. Gilman, Harry L. Yale (1942-04). Organobismuth Compounds.. Chemical Reviews 30: 281–320.
↑ ^a ^b Eintrag zu Bismut-organische Verbindungen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. April 2022.
↑ Wittig, G.; Clauß, K.: Pentaphenyl-wismut in Justus Liebigs Annalen der Chemie 578 (1952) 136–146, DOI:10.1002/jlac.19525780116.

[MSDS_American_Elements-1] Sicherheitsdatenblatt American Element[1], Stand 15. Mai 2015.

[Steele-2] Steele, W.V.: The standard enthalpies of formation of the triphenyl compounds of the group V elements. 2. Triphenylbismuth and the Ph-Bi mean bond-dissociation energy in J. Chem. Thermodyn. 11 (1979) S. 187–192, {{doi:10.1016/0021-9614(79)90170-8}}.

[eEROS-3] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999–2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für Triphenylbismuthine, abgerufen am 17. Mai 2019.

[Elschenbroich_Salzer-4] Elschenbroich, Ch.; Salzer, A.: Organometallchemie, Teubner Taschenbücher Chemie, 3. Auflage, B. G. Teubner Stuttgart 1993, ISBN 978-3-519-33501-6, doi:10.1007/978-3-322-96804-3, S. 183–196.

[Blicke-5] Blicke, F.F.; Oakdale, U.O.; Smith, F.D.: Distibyls. I. Tetraphenyldistibyl. Attempts to Obtain Tetraphenyldibismuthyl in J. Am. Chem. Soc. 53 (1931) S. 1025–1029, doi:10.1021/ja01354a027.

[Brauer-6] Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3. umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87823-0, S. 601.

[Suzuki-7] Hitomi Suzuki, Naoki Komatsu, Takuji Ogawa, Toshihiro Murafuji, Tohru Ikegami, Yoshihiro Matano: Organobismuth Chemistry, Elsevier, 1st edition 2001, ISBN 978-0-444-20528-5, S. 13, 20.

[:0-8] Henry. Gilman, Harry L. Yale (1942-04). Organobismuth Compounds.. Chemical Reviews 30: 281–320.

[Roempp-9] Eintrag zu Bismut-organische Verbindungen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. April 2022.

[Wittig-10] Wittig, G.; Clauß, K.: Pentaphenyl-wismut in Justus Liebigs Annalen der Chemie 578 (1952) 136–146, DOI:10.1002/jlac.19525780116.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]