El hidruro de tetracarbonilo de cobalto es un compuesto organometálico de fórmula H Co (CO) 4 . Es un líquido amarillo volátil que forma un vapor incoloro y tiene un olor intolerable. [4] El compuesto se descompone fácilmente al fundirse y, en ausencia de altas presiones parciales de CO, forma Co 2 (CO) 8 . A pesar de los desafíos operativos asociados con su manipulación, el compuesto ha recibido considerable atención por su capacidad para funcionar como catalizador en la hidroformilación . A este respecto, el HCo(CO) 4 y sus derivados relacionados han recibido un importante interés académico por su capacidad para mediar una variedad de reacciones de carbonilación (introducción de CO en compuestos inorgánicos ).
HCo(CO) 4 adopta una estructura bipiramidal trigonal, con el ligando hidruro ocupando una de las posiciones axiales, dando una simetría general de C3v . Los tres ligandos de CO ecuatoriales están ligeramente curvados fuera del plano ecuatorial. [5] Las distancias de los enlaces Co-CO y Co-H se determinaron mediante difracción de electrones en fase gaseosa en 1,764 y 1,556 Å, respectivamente. [6] Suponiendo la presencia de un ion hidruro formal , el estado de oxidación del cobalto en este compuesto es +1.
Pero a diferencia de otros complejos de hidruros de metales de transición, el HCo(CO) 4 es muy ácido, con un p K a de 8,5. [7] Sufre fácilmente sustitución por fosfinas terciarias y otras bases de Lewis. Por ejemplo, la trifenilfosfina da HCo(CO) 3PPh3 y HCo(CO ) 2 ( PPh3 ) 2 . Estos derivados son más estables que el HCo(CO) 4 y se utilizan industrialmente para mejorar la selectividad del catalizador en la hidroformilación. [8] Estos derivados son generalmente menos ácidos que el HCo(CO) 4 . [7]
El tetracarbonilhidrocobalto fue descrito por primera vez por Hieber a principios de los años 1930. [9] Fue el segundo hidruro de metal de transición descubierto, después del H 2 Fe (CO) 4 . Se prepara reduciendo Co 2 (CO) 8 con amalgama de sodio o un agente reductor similar seguido de acidificación. [5]
Dado que el HCo(CO) 4 se descompone tan fácilmente, normalmente se genera in situ mediante hidrogenación de Co2 ( CO) 8 . [8] [10]
Los parámetros termodinámicos para la reacción de equilibrio se determinaron mediante espectroscopia infrarroja como Δ H = 4,054 kcal mol −1 , ΔS = −3,067 cal mol −1 K −1 . [8]
El tetracarbonilhidridocobalto fue el primer hidruro de metal de transición que se utilizó en la industria. [11] En 1953 se reveló evidencia de que es el catalizador activo para la conversión de alquenos, CO y H 2 en aldehídos , un proceso conocido como hidroformilación (reacción oxo). [12] Aunque el uso de hidroformilación a base de cobalto ha sido reemplazado en gran medida por catalizadores a base de rodio , la producción mundial de aldehídos C 3 –C 18 producidos por catálisis de tetracarbonilhidrocobalto es de aproximadamente 100.000 toneladas por año, aproximadamente el 2% del total. [11]