Ammoniumcer(IV)-nitrat

Strukturformel
	2 · Ammoniumion Strukturformel des Hexanitratocerat-Anions
Kristallsystem	monoklin<ref name="Beineke">Thomas A. Beineke, J. Delgaudio: Crystal structure of ceric ammonium nitrate. In: Inorganic Chemistry. Band 7, Nr. 4, 1968, S. 715–721, doi:10.1021/ic50062a020.</ref>
Raumgruppe	P21/n (Nr. 14, Stellung 2)<ref name="Beineke" />
Gitterparameter	a = 1306,1±0,7 pm,; b = 684,2±0,4 pm,; c = 818,3±0,4 pm,; β = 91,34±0,02°,; Z = 2<ref name="Beineke" />
Allgemeines
Name	Ammoniumcer(IV)-nitrat
Andere Namen	Cer(IV)-ammoniumnitrat; CAN; Cerium(IV)-ammoniumnitrat; Ammoniumhexanitratocerat(IV); Diammoniumhexanitratocerat(IV);
Summenformel	(NH4)2[Ce(NO3)6]
Kurzbeschreibung	oranger Feststoff<ref name="singh">Preetam Singh, M. S. Hegde: Controlled synthesis of nanocrystalline CeO2 and Ce1−xMxO2−δ (M=Zr, Y, Ti, Pr and Fe) solid solutions by the hydrothermal method: Structure and oxygen storage capacity. In: Journal of Solid State Chemistry. Band 181, Nr. 12, 2008, S. 3248–3256, doi:10.1016/j.jssc.2008.08.018.</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	240-827-6
ECHA-InfoCard	100.037.100
PubChem	16211559
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
Wikidata	[[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)\|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse	548,26 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="Merck" />
Dichte	2,490 g·cm−3<ref name="Beineke" />
Schmelzpunkt	108 °C<ref name="Merck">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei MerckVorlage:Abrufdatum</ref>
Löslichkeit	leicht in Wasser (1410 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="Merck" />; nahezu unlöslich in Chloroform<ref>Veli T. Kasumov, Ali İ. Öztürk, Fevzi Köksal: Synthesis, characterization and redox behavior of bis(N-1-adamantanyl- and N-2-adamantanyl-3,5-tBu2-salicylaldiminato)copper(II) complexes. In: Polyhedron. Band 26, Nr. 13, 2007, S. 3129–3135, doi:10.1016/j.poly.2007.02.012.</ref>;
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 272‐290‐302‐314‐317‐410
	P: 210‐260‐273‐280‐303+361+353‐305+351+338<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	300–2000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="Merck" />
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Ammoniumcer(IV)-nitrat (auch Cer(IV)-ammoniumnitrat, abgekürzt CAN) ist eine anorganische Verbindung mit der Formel (NH₄)₂[Ce(NO₃)₆]. Es ist ein orange-roter kristalliner Feststoff und ist gut in Wasser löslich. Die Verbindung wird als Oxidationsmittel in der organischen Synthese und in der quantitativen Analyse (Oxidimetrie) eingesetzt.

Darstellung

Datei:Ceric ammonium nitrate.jpg

Pulverförmige Probe

Der anionische Komplex [Ce(NO₃)₆]²⁻ wird durch die Umsetzung von Ce³⁺-Ionen z. B. durch Oxidation mit siedender Salpetersäure erhalten. In Anwesenheit von Ammoniumnitrat bildet sich Ammoniumcer(IV)-nitrat.<ref>G. Brauer: Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, Vol. 2, Academic, New York 1965.</ref>

Eigenschaften

Ce⁴⁺ ist ein starkes oxidierendes Reagenz (E° ~ 1,61 V gegen die Normalwasserstoffelektrode) und ist noch stärker als elementares Chlor (E° ~ 1,36 V).<ref name="Peter William Atkins, Julio de Paula">Peter William Atkins, Julio de Paula: Atkins' Physical Chemistry. OUP Oxford, 2014, ISBN 978-0-19-969740-3, S. 981 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref> Während der Redoxreaktion wird Ce(IV) zum Ce(III) durch eine Einelektronenübertragung reduziert und die Farbe der wässrigen Lösung wechselt von orange zu einer blassgelben Farbe (natürlich unter der Voraussetzung, dass die Reaktionspartner keine Eigenfärbung besitzen).<ref></ref><ref>Koen Binnemans: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Band 36. Elsevier, 2006, Chapter 229 Applications of tetravalent cerium compounds, S. 281–392, doi:10.1016/s0168-1273(06)36003-5. </ref> Das Ammonium-Kation ist nicht an den Oxidationsprozessen von Ammoniumcer(IV)-nitrat beteiligt.

Verwendung

Oxidationsmittel

Ammoniumcer(IV)-nitrat ist ein häufig gebrauchtes Oxidationsmittel zur Oxidation von vielerlei funktioneller Gruppen. Dazu gehören Alkohole, Phenole und Ether. Auch C–H-Bindungen können z. B. in Benzylstellungen oxidiert werden. Die Oxidation von Catecholen und Hydrochinonen ergeben die entsprechenden Chinone.<ref>Vijay Nair, Lakshmi Balagopal, Roshini Rajan, Jessy Mathew: Recent Advances in Synthetic Transformations Mediated by Cerium(IV) Ammonium Nitrate. In: Acc. Chem. Res., 37, 2004, S. 21–30 (doi:10.1021/ar030002z).</ref><ref>Vijay Nair, Sreeletha B. Panicker, Latha G. Nair, Tesmol G. George, Anu Augustine: Carbon-Heteroatom Bond-Forming Reactions Mediated by Cerium(IV) Ammonium Nitrate: An Overview. In: Synlett, 2003, S. 156–165 (doi:10.1055/s-2003-36775).</ref>

Schutzgruppen-Chemie

In der Schutzgruppen-Chemie findet Ammoniumcer(IV)-nitrat eine Anwendung beim Spalten von p-Methoxy- und 3,4-Dimethoxybenzyl-Ethern. Dabei wird der Aromat über eine Chinomethin-Zwischenstufe vom geschützten Alkohol abgespalten.

Entschützen von p-Methoxybenzylether und 3,4-Dimethoxybenzylether

Der Reaktionsmechanismus ist vermutlich der gleiche wie bei der Entschützung mit DDQ als Oxidationsmittel. Das Oxidationsmittel (CAN oder DDQ) wird durch die Aufnahme von insgesamt zwei Elektronen (beim CAN sind zwei Moleküle CAN beteiligt) reduziert und der Benzylether reagiert dabei unter Oxidation und Wasseranlagerung zum entsprechenden Aldehyd.<ref>Phillip J. Kocieński: Protecting Groups, 1. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1994, ISBN 3-13-135601-4.</ref>

Entschützen von p-Methoxybenzylether (Mechanismus)

Ätzen von Chrom

Bei der Strukturierung von dünnen Filmen wird Ammoniumcer(IV)-nitrat zum selektiven Ätzen von Chrom verwendet<ref>Microchemicals: Ätzen von Chrom (PDF).</ref>. Dabei wird das Chrom durch das Cer oxidiert und dadurch in Lösung gebracht. Eine Lösung von etwa 10 Prozent Ammoniumcer(IV)-nitrat in einer Säure (Salpeter-, Perchlor- oder Essigsäure) hat eine Ätzrate von etwa 50 bis 150 Nanometern pro Minute.

Weblinks

Organic Chemistry Portal: Ceriumammoniumnitrate

Einzelnachweise