Goldtrichlorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Gold(III)-chlorid
Andere Namen	Goldtrichlorid
Summenformel	AuCl3 (Au2Cl6)
CAS-Nummer	13453-07-1
Kurzbeschreibung	roter, kristalliner Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	303,3 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,9 g·cm−3 [1]
Schmelzpunkt	254 °C [1](Zersetzung)
Löslichkeit	gut löslich in Wasser: 680 g·l−1 (20 °C) und Ethanol [1]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] Ätzend (C) R- und S-Sätze R: 34 S: 26-36/37/39
MAK	noch nicht festgelegt[2]
WGK	1[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gold(III)-chlorid ist eine der wichtigsten Goldverbindungen mit der Verhältnisformel AuCl₃. In dieser Verbindung besitzt Gold mit der Oxidationsstufe +3 die stabilste Oxidationsstufe Gold in Verbindungen und Komplexen. Andere Goldchloride sind AuCl und AuCl₂. AuCl₂ ist allerdings keine Gold(II)-Verbindung, sondern eine gemischtvalente Au(I)-, Au(III)-Verbindung. Gold(III)-chlorid ist sehr hygroskopisch und gut in Wasser und Ethanol löslich. In Salzsäure löst sich AuCl₃ unter Bildung von Tetrachlorogoldsäure.

Gewinnung und Darstellung

Gold(III)-chlorid wird durch Überleiten von Chlorgas über feinverteiltes Gold bei 180 °C hergestellt.

$\mathrm{2 \ Au + 3 \ Cl_2 \longrightarrow 2 \ AuCl_3}$

Struktur

Goldchlorid-Dimer

AuCl₃ liegt sowohl im Festkörper als auch in der Dampfphase als Dimer Au₂Cl₆ vor. Gleiches gilt auch für das Goldbromid AuBr₃. Im Gegensatz zum ebenfalls dimeren Aluminiumchlorid sind die Gold(III)-chlorid-Dimere eben angeordnet, die AuCl₄-Einheit ist quadratisch-planar. Bei (AlCl3₃)₂ ist sie tetraedrisch aufgebaut und die Brückenatome liegen ober- und unterhalb der Ebene. Die Au-Cl-Bindung ist stark kovalent aufgebaut, dies ist durch die (vergleichsweise) hohe Elektronegativität des Goldes und die hohe Oxidationsstufe bedingt.

Chemische Eigenschaften

Bei Temperaturen über 250 °C zerfällt AuCl₃ in AuCl und Cl₂.

AuCl₃ ist eine Lewis-Säure und bildet viele Komplexe der Form M⁺AuCl₄⁻ (Tetrochloroaurate). M kann beispielsweise Kalium sein. Dieses AuCl₄⁻-Ion ist aber in wässriger Lösung nicht sehr stabil.

In wässriger Lösung reagiert AuCl₃ mit Alkalihydroxiden (beispielsweise Natriumhydroxid) zu Au(OH)₃. Dieses reagiert beim Erhitzen an der Luft zu Gold(III)-oxid Au₂O₃ und weiter zu metallischem Gold.

Verwendung

Gold(III)-chlorid wird häufig als Ausgangssubstanz zur Herstellung von anderen Goldverbindungen und Komplexen verwendet. Ein Beispiel ist die Herstellung des Cyanid-Komplexes KAu(CN)₄

$\mathrm{AuCl_3 + 4 \ KCN \longrightarrow KAu(CN)_4 + 3 \ KCl}$

Anwendungen in der organischen Chemie:

Gold(III)-Salze, vor allem NaAuCl₄ (aus AuCl₃ und Natriumchlorid)) können in der organischen Synthese als Katalysator in Reaktionen mit Alkinen eingesetzt werden. Sie dienen dort als ungiftiger Ersatz für Quecksilber(II)-Salze. Ein wichtiges Beispiel ist die Hydratation von terminalen Alkinen, um mit hoher Ausbeute Methylketone zu erhalten. Auch Amine kann man auf ähnliche Weise herstellen. ^[3]

Gold(III)-chlorid kann als milder Katalysator für die Alkylierung von aromatischen und heteroaromatischen Verbindungen genutzt werden. Ein Beispiel ist die Alkylierung von 2-Methylfuran mit Methylvinylketon. ^[4]

Aus Furanderivaten und Alkinen kann in einer Umlagerung unter Katalyse von Gold(III)-chlorid ein Phenol gebildet werden. ^[5]

Quellen

1. ↑ ^{a b c d} Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
2. ↑ ^{a b} Eintrag zu CAS-Nr. 13453-07-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 12.01.08 (JavaScript erforderlich)
3. ↑ Y. Fukuda, K. Utimoto, J. Org. Chem. 56, 3729-3731 (1991)
4. ↑ G. Dyker, An Eldorado for Homogeneous Catalysis?, in Organic Synthesis Highlights V, H.-G. Schmaltz, T. Wirth (eds.), pp 48–55, Wiley-VCH, Weinheim, 2003)
5. ↑ A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, J. Am. Chem. Soc. 122, 11553-11554 (2000)

Literatur

• Holleman-Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Verlag de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
• N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9.
• Handbook of Chemistry and Physics. 71st edition, CRC Press, Ann Arbor/Michigan 1990.
• The Merck Index. An Encyclopaedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. 14. Auflage, 2006, S. 780, ISBN 978-0-911910-00-1.
• H. Nechamkin: The Chemistry of the Elements. McGraw-Hill, New York 1968.
• A. F. Wells: 'Structural Inorganic Chemistry. 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984. (engl.)
• G. Dyker: An Eldorado for Homogeneous Catalysis?. In: H.-G. Schmaltz, T. Wirth (eds.): Organic Synthesis Highlights V. Wiley-VCH, Weinheim 2003, pp 48–55.