铑角色-你所不知道的

admin 铑铱钌铟 发布日期:2021-10-14 17:31:52
 
 一旦使新珠宝变得更加明亮和有光泽的电镀铑薄涂层消失了,我们大多数人可能会遇到铑,这主要是汽车催化转化器中的重要组成部分。在这些装置中,元素45的金属颗粒嵌入催化剂的多孔陶瓷结构中,其特定作用是帮助将氮氧化物分解为无害的O 2和N 2。
 
 1988年,也就是催化转化器成为瑞典新车必修的一年之前,我遇到了这种银白色贵金属,其形式非常不同:50克紫色粉末,相当于一名研究生的半年薪水。该价格既反映了元素45通常是铂族金属(PGM)中最昂贵的事实,又反映了将其氧化为分子化合物的难度。铑的价格会根据外部因素波动,例如,如果汽车销量上升或环保法规变得更加严格,铑的价格就会上涨。此外,由于其生产受少数几个国家控制,尤其是南非,因此,采矿罢工或地方政治也可能对世界市场产生重大影响。
 
 紫色粉末是氯化铑(III),该化合物也因得名于Rhodon(希腊玫瑰)而得名。在接下来的五年中,我用它来制备各种配位化合物,包括催化剂,这是这种金属在实验室中的主要用途-每年都报告有铑配合物催化的新有机反应。
 
 此类铑催化剂还用于工业,特别是用于制造薄荷醇(存在于许多消费产品中,如润唇膏,止咳药,牙膏和须后水),以及用于治疗帕金森氏病的L -DOPA(L -3,4-二羟基苯丙氨酸)。疾病。这些催化剂的一个值得注意的方面是对映选择性,这对应用至关重要,也是William S. Knowles和Ryoji Noyori拥有2001年诺贝尔化学奖一半的原因。
 
 含铑的氧化态+3的配位化合物的显着特征是其缓慢释放和捕获配体。例如,对于溶解在水中的氯化铑(III),可能会形成十种不同的物种,并且在铑中心附近的八面体配位环境中交换-例如在顺式-[RhCl 2(H 2 O)4 ] +和反式-[ RhCl 2(H 2 O)4 ] + -非常慢。实际上如此之慢,以至于这种解决方案可能要花费一年或更长时间才能达到化学平衡。这与例如Fe(III)类似物顺式-[FeCl 2(H 2 O)4 ] +,其相应的顺式-反式异构化需要毫秒。
 
 有一种特殊的观察方法:铑NMR光谱法1。铑是自然界中只有一种同位素103 Rh的少数元素之一。该同位素具有与质子相同的核自旋(1/2),因此对于NMR研究非常有用。其灵敏度差意味着获取信号通常需要不切实际的样本量和时间,这阻碍了广泛使用,但并非没有支持者,因为Rh与其他原子核的耦合可以通过2D NMR光谱技术提取有价值的信息。
 
 还已知几种人造放射性同位素,包括亚稳定的核异构体。其中一种,由103 Ru衰变产生的103m Rh-被研究为癌症治疗剂2。然而,鉴于其半衰期短(59分钟)和Rh(III)配合物的配体交换速率较慢,因此合成和使用103m Rh化合物需要仔细计划。
 
 基于Rh 2 4+核心的各种复合物也已显示出作为抗癌化合物的希望。最近,在一个令人振奋的发展中,已证明具有被赋予有机荧光团的配体的dirhodium(II)化合物被癌细胞吸收的方式与游离配体3的方式不同(dirhodium化合物在化合物中分散分布)。细胞质,如图)。这为这类M–M键合化合物指明了新的可能性,并可能鼓励大型制药公司走出他们的有机舒适区,就像他们40年前基于铑的对角邻域在顺铂中开发顺铂型药物一样。元素周期表,铂金。
 
 尽管它可能在其更知名的PGM表亲钯和铂的阴影下,但在化学应用的道路上,铑正在逐渐普及,并且没有放缓的迹象。