Quelltext der Seite Wilkinson-Katalysator

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel  = [[Datei:Wilkinson-Katalysator.png|150px|Strukturformel des Wilkinson-Katalysators]]
| Strukturhinweis = Ph = [[Phenylrest|Phenyl]]
| Name            = Wilkinson-Katalysator
| Andere Namen    = Chloridotris(triphenylphosphin)rhodium(I) ([[IUPAC-Nomenklatur|IUPAC]])
| Summenformel    = C<sub>54</sub>H<sub>45</sub>ClP<sub>3</sub>Rh
| CAS             = {{CASRN|14694-95-2}}
| EG-Nummer       = 238-744-5
| ECHA-ID         = 100.035.207
| PubChem         = 84599
| ChemSpider      = 21170151
| Beschreibung    = dunkelroter, geruchloser Feststoff<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Tris(triphenylphosphin)rhodiumchlorid|ZVG=5770|CAS=14694-95-2|Abruf=2026-01-02}}</ref>
| Molare Masse    = 925,24 g·mol<sup>−1</sup>
| Aggregat        = fest
| Dichte          = 
| Schmelzpunkt    = 157 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt      = 
| Dampfdruck      = 
| Löslichkeit     = schlecht in Wasser<ref name="GESTIS" />
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|09}}
| GHS-Signalwort  = 
| H               = {{H-Sätze|411}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|391|273|501}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
}}

Der '''Wilkinson-Katalysator''' ist ein in der [[Organische Chemie|organischen Chemie]] verwendeter Homogen[[katalysator]] mit der [[Summenformel]] C<sub>54</sub>H<sub>45</sub>ClP<sub>3</sub>Rh. Es handelt sich hierbei um einen [[Rhodium]][[Komplex (Chemie)|komplex]], der zur [[Hydrierung]], [[Hydroformylierung]], [[Hydrosilylierung]] und zur [[Isomerisierung]] von [[Allylgruppe]]n zu [[Propenylgruppe]]n Anwendung findet. Der Wilkinson-Katalysator ist nach seinem Entwickler, dem [[Nobelpreis]]träger [[Geoffrey Wilkinson]], benannt.

== Struktur und Synthese ==
Beim Wilkinson-Katalysator handelt es sich um einen [[Koordinationschemie|quadratisch-planaren]] Rhodium(I)-komplex, der einen [[Chlor|Chlorid]]o- und drei [[Triphenylphosphan]]-[[Liganden]] (PPh<sub>3</sub>) trägt. Es handelt sich um einen 16-[[Valenzelektronen]]komplex. Er lässt sich durch [[Substitutionsreaktion|Substitution]] von Triphenylphosphan an [[Rhodium(III)-chlorid]] in siedendem [[Ethanol]] [[Synthese (Chemie)|synthetisieren]]. Da die Reaktion auch in Mischungen aus Aceton und Wasser statt Ethanol, aber nur in Anwesenheit eines Überschusses von Triphenylphosphan abläuft, ist davon auszugehen, dass letzteres nicht nur als Substituent, sondern auch als [[Reduktionsmittel]] fungiert [Reduktion von Rh(III) zu Rh(I)].<ref>J. A. Osborn, F. H. Jardine, J. F. Young, G. Wilkinson: ''The preparation and properties of tris(triphenylphosphine)halogenorhodium(I) and some reactions thereof including catalytic homogeneous hydrogenation of olefins and acetylenes and their derivatives.'' In: ''Journal of the Chemical Society A: Inorganic, Physical, Theoretical.'' 1966, S.&nbsp;1711–1732, {{DOI|10.1039/J19660001711}}.</ref>

<math>\mathrm{[RhCl_3(H_2O)_3] + 4 \ PPh_3 \longrightarrow \ [RhCl{(PPh_3)}_{3}] + OPPh_3 + 2 \ HCl + 2 \ H_2O}</math>

== Katalysezyklus ==
Die Wilkinson-Hydrierung wird zur Hydrierung von [[Alkene]]n mit molekularem [[Wasserstoff]] genutzt. Entscheidend ist hierbei die Labilität der gebundenen Phosphanliganden, durch deren Abspaltung freie Koordinationsstellen geschaffen werden. Im ersten Schritt spaltet sich ein Phosphanligand vom Katalysator ab. Dann [[Additionsreaktion|addiert]] Wasserstoff [[Oxidation|oxidativ]] an die zuvor gebildete [[Koordinationschemie|trigonal-planare]] 14-Valenzelektronenspezies. Hierbei bildet sich ein [[Koordinationschemie|trigonal-bipyramidaler]] Komplex. Die [[Oxidationsstufe]] ändert sich von +I auf +III. Das eingesetzte Alken koordiniert dann zunächst ''side-on'' am Metall. Anschließend findet die Insertion des Alkens unter Hydrierung statt. Es bildet sich wieder ein trigonal-bipyramidaler Komplex, der nun einen ''end-on''-gebundenen [[Alkyl]]rest trägt. Die Hydrierung durch den zweiten gebundenen Wasserstoff führt letztlich zur Abspaltung (''reduktive Eliminierung'') des [[Alkane|Alkans]] unter Rückbildung der Katalysatorspezies.<ref>Beyer/Walter: ''Lehrbuch der Organischen Chemie''. Hirzel Verlag, 23. Auflage. 1998, S. 406f.</ref>
[[Datei:Katalysezyklus-Wilkinson.png|rahmenlos|hochkant=2.0|zentriert|Katalysezyklus der Wilkinson-Hydrierung]]

Durch den Wilkinson-Katalysator können selektiv endständige [[Doppelbindung]]en hydriert werden. Die Reaktion läuft an diesen so viel schneller ab, dass eine weitere im [[Molekül]] vorhandene nicht-endständige Doppelbindung nicht angegriffen wird. Bei [[Sterische Hinderung|sterisch]] anspruchsvollen [[Substituenten]] an der Doppelbindung sowie bei vierfach substituierten Doppelbindungen findet meist überhaupt keine Hydrierung statt. 

[[Datei:Wilkinson-sterik.png|rahmenlos|hochkant=1.0|zentriert|Sterische Hinderung bei der Hydrierung mit einem Wilkinson-Katalysator]]

=== Asymmetrische Hydrierungen ===
Der Wilkinson-Katalysator kann auch zur asymmetrischen Synthese [[Chiralität (Chemie)|chiraler]] Produkte eingesetzt werden. Hierzu werden anstelle der achiralen Triphenylphosphanliganden chirale Phosphane wie beispielsweise [[DIPAMP]] oder [[O-Isopropyliden-2,3-dihydroxy-1,4-bis(diphenylphosphino)butan|DIOP]] verwendet. So kann beispielsweise das Chiralitätszentrum der medizinisch wichtigen [[Aminosäure]] [[Levodopa|<small>L</small>-DOPA]] über eine asymmetrische Wilkinson-Hydrierung mit DIPAMP als chiralem Ligand aufgebaut werden.<ref>Christen und [[Fritz Vögtle]]: ''Organische Chemie Bd. 2'', Otto Salle Verlag, 2. Auflage, 1996, S. 411.</ref>

[[Datei:Wilkinson-asym.png|rahmenlos|hochkant=2.2|zentriert|Asymmetrische Hydrierung mit dem Wilkinson-Katalysator]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Wilkinson's catalyst|Wilkinson-Katalysator}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Rhodiumverbindung]]
[[Kategorie:Phenylphosphorverbindung]]
[[Kategorie:Chloridokomplex]]
[[Kategorie:Katalysator]]
[[Kategorie:Komplex]]