塩化金(III)
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塩化金(III)
AuCl 3の結晶構造
名前
IUPAC名
三塩化金(III)
その他の名前
塩化金（II）三塩化金
識別子
3Dモデル（JSmol）
チェビ
ケムスパイダー
ECHA 情報カード100.033.280
RTECS番号
  • MD5420000
ユニイ
  • InChI=1S/Au.3ClH/h;3*1H/q+3;;;/p-3 チェックはい
    キー: RJHLTVSLYWWTEF-UHFFFAOYSA-K チェックはい
  • InChI=1/Au.3ClH/h;3*1H/q+3;;;/p-3
    キー: RJHLTVSLYWWTEF-DFZHHIFOAC
  • Cl[Au-]1(Cl)[Cl+][Au-]([Cl+]1)(Cl)Cl
プロパティ
AuCl 3 （ Au 2 Cl 6として存在）
モル質量606.6511 g/モル
外観 赤色結晶（無水物）；金色、黄色の結晶（一水和物）[ 1 ]
密度4.7 g/cm 3
融点160℃（320°F; 433 K）（分解）
68 g/100 ml (20 °C)
溶解度エーテルおよびエタノールに溶け、液体アンモニアにわずかに溶け、ベンゼンに不溶
磁化率（χ）
−112·10 −6 cm 3 /モル
構造
単斜晶系
P2 1 /C
a  = 6.57 Å、b  = 11.04 Å、c  = 6.44 Å
α = 90°、β = 113.3°、γ = 90° [ 2 ]
正方形平面
熱化学
標準生成エンタルピー（Δ f H ⦵ 298）
−117.6 kJ/モル[ 3 ]
危険性[ 4 ]
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険
刺激物
GHSラベル：
GHS07: 感嘆符
警告
H315、H319、H335
P261、P264、P271、P280、P302+P352、P305+P351+P338
関連化合物
その他の陰イオン
フッ化金(III)臭化金(III)
その他の陽イオン
塩化金(I)、塩化銀(I)、塩化白金(II)、塩化水銀(II)
補足データページ
塩化金(III)（データページ）
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
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塩化金(III)（通称塩化金）は、金と塩素からなる無機化合物で、分子式はAu 2 Cl 6 です。名称の「III」は、金の酸化数が+3であることを示しており、これは多くの金化合物に共通する値です。一水和物（AuCl 3 ·H 2 O）と無水物の2つの形態があり、どちらも吸湿性と光感受性を持つ固体です。この化合物はAuCl 3の二量体です。この化合物は、酸化剤や様々な有機反応の触媒など、いくつかの用途があります。

構造

AuCl 3は、少なくとも低温では、固体および蒸気として塩化物架橋二量体として存在する。 [ 2 ]臭化金(III)も同様の挙動を示す。[ 1 ]構造は塩化ヨウ素(III)と類似している。

塩化金(III)中の各金中心は平面四角形であり、これはd8電子数を持つ金属錯体の典型的な構造である。AuCl 3における結合は、ある程度共有結合的であると考えられる。[ 1 ]

プロパティ

塩化金(III)は、反磁性の光感応性赤色結晶固体で、オレンジ色の一水和物AuCl 3 · H 2 Oを形成します。無水物と一水和物はどちらも吸湿性があります。無水物は空気中の水分を吸収して一水和物を形成しますが、塩化チオニルを加えることで解離することができます。[ 5 ]

準備

塩化金(III)は、1666年にロバート・ボイルによって金属金と塩素ガスを180℃で反応させることによって初めて合成されました。 [ 1 ] [ 6 ] [ 7 ]

2 Au + 3 Cl 2 → Au 2 Cl 6

この方法は塩化金(III)を調製する最も一般的な方法である。また、金粉末と一塩化ヨウ素を反応させることによっても調製できる。[ 5 ]

2 Au + 6 ICl → 2 AuCl 3 + 3 I 2

塩素化反応はテトラブチルアンモニウムクロリドの存在下で行われ、生成物は親油性の塩であるテトラブチルアンモニウムテトラクロロ金酸塩である。[ 8 ]

別の製造方法としては塩化金酸を用いる方法があり、これはまず金粉を王水に溶かして塩化金酸を得ることによって得られる。[ 9 ]

Au + HNO 3 + 4 HCl → H[AuCl 4 ] + 2 H 2 O + NO

得られた塩化金酸は、その後、不活性雰囲気中で約100℃で加熱され、Au 2 Cl 6が得られる。[ 10 ] [ 11 ]

2 H[AuCl 4 ] → Au 2 Cl 6 + 2 HCl

反応

塩化金(III)の濃厚水溶液

分解

無水AuCl3は160℃（320℉）付近でAuCl （塩化金(I)）に分解し始めるが、これはさらに高温で不均化反応を起こし、金とAuCl3を生成する。[ 5 ] [ 10 ]

AuCl 3 → AuCl + Cl 2 (160 °C)
3 AuCl → AuCl 3 + 2 Au (>210 °C)

AuClの不均化により、210℃以上では金の大部分は元素金の形になります。[ 12 ] [ 11 ]

塩化金(III)は塩素雰囲気下でより安定しており、約200℃で分解することなく昇華します。塩素雰囲気下では、塩化金(AuCl 3)は254℃で分解して塩化金(AuCl)を生成し、さらに282℃で金元素に分解します。[ 2 ] [ 13 ]金塩化物は400℃を超える温度では存在できないという事実は、ミラー法で利用されています。[ 14 ]

その他の反応

AuCl 3はルイス酸であり、容易に錯体を形成する。例えば、塩酸と反応して塩化金酸（ H[AuCl 4 ]）を形成する。 [ 15 ]

HCl + AuCl 3 → H + + [AuCl 4 ] −

塩化金酸は、金が王水に溶解したときに生成される生成物である。[ 15 ]

水と接触すると、AuCl 3は酸性水和物と共役塩基[ AuCl 3 (OH)] −を形成する。Fe 2+イオンはこれを還元し、溶液から金元素を沈殿させる可能性がある。 [ 1 ] [ 16 ]

KClなどの他の塩化物源もAuCl 3を[AuCl 4 ] −に変換します。AuCl 3の水溶液は水酸化ナトリウムなどの塩基水溶液と反応してAu (OH) 3の沈殿物を形成し、これは過剰量のNaOHに溶解して金酸ナトリウム（NaAuO 2 ）を形成します。Au (OH) 3は弱加熱すると酸化金(III)、Au 2 O 3に分解し、その後金となります。[ 15 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

塩化金(III)は、他の多くの金化合物の化学合成の出発点となる。例えば、シアン化カリウムとの反応では水溶性錯体K[Au(CN) 4 ]が得られる。[ 20 ]

AuCl 3 + 4 KCN → K[Au(CN) 4 ] + 3 KCl

フッ化金(III)は塩化金(III)と三フッ化臭素を反応させることによっても製造できる。[ 15 ]

塩化金(III)はベンゼンと温和な条件下（室温で数分の反応時間）で反応し、二量体フェニル金(III)二塩化物を生成する。他の様々なアレーンも同様の反応を起こす：[ 21 ]

2 PhH + Au 2 Cl 6 → [PhAuCl 2 ] 2 + 2 HCl

塩化金(III)は一酸化炭素と様々な反応を起こす。例えば、無水塩化金(AuCl 3)と一酸化炭素をSOCl 2雰囲気下で反応させると、塩化金(I,III)が生成し、中間体として塩化金(Au(CO)Clが生成される。 [ 22 ] [ 23 ]

2 AuCl 3 + 2 CO → Au 4 Cl 8 + 2 COCl 2

一酸化炭素が過剰になると、代わりにAu(CO)Clが生成される。[ 24 ] [ 25 ]

しかし、テトラクロロエチレン雰囲気下、120℃では、塩化金(III)はまず塩化金(I)に還元され、さらに反応してAu(CO)Clが生成する。AuCl 3はホスゲンの生成を触媒することも知られている。[ 25 ] [ 26 ]

アプリケーション

塩化金(III)は実験室で多くの用途があり、主にこの環境で繁栄しています。[ 5 ]

有機合成

2003年以来、AuCl 3は様々な反応における温和な酸触媒として有機化学者の注目を集めてきましたが[ 27 ] 、商業化された変換反応はまだありません。金(III)塩、特にNa[AuCl 4 ]は、アルキンを含む反応における水銀(II)塩の代替触媒として用いられます。代表的な反応としては、末端アルキンの水和によるアセチル化合物の生成が挙げられます[ 28 ] 。

金は特定の芳香族環のアルキル化やフランからフェノールへの変換を触媒する。一部のアルキンは金(III)触媒の存在下でアミノ化を受ける。例えば、アセトニトリルと塩化金(III)の混合物は、2-メチルフランの5位におけるメチルビニルケトンによるアルキル化を触媒する： [ 29 ]

この有機金反応の効率は注目に値する。なぜなら、フランとケトンは酸性条件下では重合などの副反応を起こしやすいからである。アルキンが存在する場合、フェノールが生成することもある（Tsはトシル基の略語である）。[ 29 ]

この反応は転位反応を伴い、新たな芳香族環を与える。[ 30 ]

AuCl 3触媒反応のもう一つの例はヒドロアリール化であり、これは基本的に金属アルキン錯体を用いたフリーデル・クラフツ反応である。例として、メシチレンとフェニルアセチレンの反応が挙げられる：[ 31 ]

塩化金(III)は、シクロヘキシルアミンからシクロヘキサノンへの酸化など、第一級アミンからケトンへの直接酸化に使用することができる。[ 5 ]

この反応はpHに敏感で、反応を進行させるには弱酸性のpHが必要ですが、追加のステップは必要ありません。[ 5 ]

有機金(III)化合物の製造において、塩化金( III)は金源として用いられる。その主な例としては、モノアリール金(III)錯体の製造が挙げられる。これは、塩化金(III)によるアレーンの直接求電子還元反応によって生成される。 [ 32 ]

金ナノ粒子

塩化金(III)は金ナノ粒子の合成に用いられ、その独特なサイズ依存特性と、エレクトロニクス、光学、生物医学などの分野への応用について広く研究されている。金ナノ粒子は、塩化金(III)をテトラフルオロホウ酸ナトリウムなどの還元剤で還元し、その後キャッピング剤で安定化させることで調製できる。[ 33 ]

写真

塩化金(III)は、写真フィルムや印画紙の製造における感光剤として、歴史的に写真業界で使用されてきました。しかし、デジタル写真の登場により、この分野での使用は減少しました。[ 34 ]

自然発生

この化合物は天然には存在しませんが、化学式AuO(OH,Cl)· nH2Oで表される類似の化合物が天然の金の酸化生成物として知られています。[ 35 ] [ 36 ]

参考文献

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