ドデカカルボニル三ルテニウム

ドデカカルボニル三ルテニウム (テンプレート:Lang-en-short) は化学式 Ru₃(CO)₁₂ で表される錯体である。オレンジ色で金属カルボニルクラスターを形成しており、他の有機ルテニウム化合物の前駆体となる。

構造と合成

3つのルテニウム原子が集合し D_3h 対称のクラスターを形成した構造の錯体である。3つのルテニウム原子を正三角形の頂点としたとき、各ルテニウム原子につき正三角形の同一平面上に2つ、垂直方向に2つの CO が配位した構造を取っている。Os₃(CO)₁₂も同様の構造を有している。一方 Fe₃(CO)₁₂ は、これら2つのカルボニル錯体とは異なる構造を取る。

Ru₃(CO)₁₂ は、塩化ルテニウム(III)と一酸化炭素とを溶液中高圧で反応させることで得られる。正確な化学反応式は明らかとなっていないが、以下のようなものと推定されている。

$6\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+33\mathrm{C}\mathrm{O}+18\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}⟶2\mathrm{R}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{12}+9\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2+18\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

反応

Ru₃(CO)₁₂ の化学的性質は広く研究されており、多くの化合物の前駆体となっている。高圧の一酸化炭素と反応させることで、ルテニウム間の結合を切り Ru(CO)₅ を合成することができる。

$\mathrm{R}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{12}+3\mathrm{C}\mathrm{O}\rightleftarrows 3\mathrm{R}\mathrm{u}(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_5$$K_{\mathrm{e}\mathrm{q}}=3.3\times 10^{-7}{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{d}\mathrm{m}}^{-3}$（室温下）

Ru(CO)₅ は不安定であり、同族の鉄錯体である Fe(CO)₅ とは対照的である。Ru(CO)₅ が Ru₃(CO)₁₂ へと戻る際には、CO の脱離により生成する不安定な Ru(CO)₄ の生成が律速となっている。この Ru(CO)₄ は Ru(CO)₅ と反応し、最終的に Ru₃(CO)₁₂ へと戻る。

水素存在下で加熱すると、四面体構造の Ru₄H₄(CO)₁₂ が生成する。

またルイス塩基の存在下で、以下の反応が進行する。

$\mathrm{R}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{12}+\mathrm{n}\mathrm{L}⟶\mathrm{R}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{12-n}\mathrm{L}{\phantom{A}}_n+\mathrm{n}\mathrm{C}\mathrm{O}$ (n = 1〜3)

（Lは第3級ホスフィン、もしくはイソシアニド）

炭化物クラスター

高温では Ru₆C(CO)₁₇ や Ru₅C(CO)₁₅ といった、炭素と一酸化炭素を配位子とするクラスターへと変化する。また [Ru₅C(CO)₁₄]^2- や [Ru₁₀C₂(CO)₂₄]^2- といったアニオン性のものも知られている。

関連項目

• 金属カルボニル
• 金属カルボニルクラスター
• ドデカカルボニルオスミウム