Cobaltcarbonylhydrid

Cobaltcarbonylhydrid ist eine chemische Verbindung des Cobalts und zählt zu den Carbonylkomplexen. Neben Carbonylliganden ist zusätzlich ein Wasserstoffatom an das Cobaltatom gebunden. Es handelt sich um eine gelbliche, luftempfindliche, sich leicht zersetzende Flüssigkeit.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Cobaltcarbonylhydrid
Andere Namen	Tetracarbonylhydridocobalt Cobaltcarbonylwasserstoff Cobalttetracarbonylhydrid Cobalthydrocarbonyl
Summenformel	[CoH(CO)4]
Kurzbeschreibung	gelbliche Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 16842-03-8 ECHA-InfoCard 100.290.757 PubChem 61848 Wikidata Q410517
Eigenschaften
Molare Masse	171,98 g·mol^−1
Aggregatzustand	flüssig
Schmelzpunkt	−26,2 °C
Siedepunkt	Zersetzung ab −18 °C
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung

Cobaltcarbonylhydrid lässt sich aus Dicobaltoctacarbonyl darstellen. Dazu wird Dicobaltoctacarbonyl mit Natrium umgesetzt, wodurch die Cobalt-Cobalt-Bindung gebrochen wird und sich Natriumtetracarbonylcobaltat bildet. Durch Umsetzen mit einer Säure entsteht Cobaltcarbonylhydrid.

Technisch wird Cobaltcarbonylhydrid durch reduktive Carbonylierung von Cobaltoxiden mit Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff hergestellt. Dabei bildet sich zunächst Dicobaltoctacarbonyl, das durch den Wasserstoff gespalten wird.

Eigenschaften

Der Cobaltcarbonylhydrid-Komplex ist trigonal-bipyramidal aufgebaut. Dabei ist das Wasserstoffatom und ein Carbonylligand axial, die drei weiteren Carbonylliganden äquatorial angeordnet. Der Cobalt-Wasserstoff-Abstand beträgt 114 pm, der Cobalt-Kohlenstoff-Abstand 176 pm für den axialen CO-Liganden bzw. 182 pm für die äquatorialen CO-Liganden.

Der Wasserstoff-Ligand ist sauer und kann leicht abgespalten werden. Der pKs-Wert des Komplexes liegt bei 8,3, gemessen in Acetonitril. In Wasser ist die Verbindung mit einem pKs-Wert von 1 eine starke Säure.

Verwendung

Cobaltcarbonylhydrid wird industriell in der Hydroformylierung verwendet. Dabei dient der Komplex als Katalysator zur Gewinnung von Aldehyden aus Alkenen. Er ermöglicht die Insertion von Kohlenstoffmonoxid in eine C–H-Bindung des Alkens.

Katalysezyklus der Hydroformylierung

Die Synthese mittels Cobalt-Katalysatoren ist jedoch häufig durch Rhodium-Katalysatoren ersetzt worden, da diese mildere Reaktionsbedingungen und eine selektivere Reaktion ermöglichen.

Einzelnachweise

1. Eintrag zu Hydrido…. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 13. Dezember 2015.
2. Eintrag zu Cobaltcarbonylwasserstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
3. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. 6. Auflage, Teubner Wiesbaden, 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8, S. 349.
5. Christoph Elschenbroich: Organometallchemie. 6. Auflage, Teubner Wiesbaden, 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8, S. 633–637.
6. E. A. McNeill, F. R. Scholer: Molecular structure of the gaseous metal carbonyl hydrides of manganese, iron, and cobalt. In: Journal of the American Chemical Society. 99, 1977, S. 6243–6249, doi:10.1021/ja00461a011.
7. Eric J. Moore, Jeffrey M. Sullivan, Jack R. Norton: Kinetic and thermodynamic acidity of hydrido transition-metal complexes. 3. Thermodynamic acidity of common mononuclear carbonyl hydrides. In: Journal of the American Chemical Society. 108, 1986, S. 2257–2263, doi:10.1021/ja00269a022.
8. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.