Gold(III)-chlorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Gold(III)-chlorid
Andere Namen	Goldtrichlorid
Summenformel	AuCl3 (Au2Cl6)
Kurzbeschreibung	dunkelorangerote Kristallnadeln[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13453-07-1 EG-Nummer 236-623-1 ECHA-InfoCard 100.033.280 PubChem 26030 Wikidata Q174129
Eigenschaften
Molare Masse	303,33 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,9 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	254 °C (Zersetzung)[2]
Löslichkeit	gut in Wasser (680 g·l−1 bei 20 °C)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gefahr H- und P-Sätze H: 314​‐​317 P: 260​‐​280​‐​301+330+331​‐​303+361+353​‐​305+351+338 [1]
MAK	noch nicht festgelegt[1]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−117,6 kJ/mol[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gold(III)-chlorid mit der Verhältnisformel AuCl₃ (und der Summenformel Au₂Cl₆) ist eine der wichtigsten Goldverbindungen. Andere Goldchloride sind AuCl und AuCl₂. AuCl₂ ist allerdings keine Gold(II)-Verbindung, sondern eine gemischtvalente Au(I)-/Au(III)-Verbindung.

Gewinnung und Darstellung

Gold(III)-chlorid wird durch Überleiten von Chlorgas über feinverteiltes Gold bei 250 °C hergestellt.^[4]

${\displaystyle \mathrm {2\ Au+3\ Cl_{2}\longrightarrow 2\ AuCl_{3}} }$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Struktur mit Bindungslängen und -winkeln

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 (AlCl₃)₂ ist sie tetraedrisch aufgebaut und die Brückenatome liegen ober- und unterhalb der Ebene. Die Kristallstruktur ist monoklin mit der Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14 und den Gitterparametern a = 6,57 Å, b = 11,04 Å, c = 6,44 Å und β = 113,3°.^[5] Die Au-Cl-Bindung ist stark kovalent aufgebaut, dies ist durch die (vergleichsweise) hohe Elektronegativität des Goldes und die hohe Oxidationsstufe bedingt.

Gold(III)-chlorid ist sehr hygroskopisch und gut in Wasser und Ethanol löslich.

Chemische Eigenschaften

Konzentrierte wässrige H[AuCl₄]-Lösung

Mit +3 ist dies die stabilste Oxidationsstufe von Gold in Verbindungen und Komplexen.

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

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

In Salzsäure löst sich AuCl₃ unter Bildung von Tetrachloridogoldsäure.

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 dient häufig als Ausgangssubstanz zur Herstellung anderer Goldverbindungen und Komplexe. Ein Beispiel ist die Herstellung des Cyanid-Komplexes KAu(CN)₄

${\displaystyle \mathrm {AuCl_{3}+4\ KCN\longrightarrow KAu(CN)_{4}+3\ KCl} }$

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 zu Methylketonen in hoher Ausbeute. Auch Amine kann man auf ähnliche Weise herstellen.^[6]

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.^[7]

Aus Furanderivaten und Alkinen kann in einer Umlagerung unter Katalyse von Gold(III)-chlorid ein Phenol gebildet werden.^[8]

Literatur

• The Merck Index. An Encyclopaedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. 14. Auflage, 2006, ISBN 978-0-911910-00-1, S. 780.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu Gold(III)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c} Datenblatt Gold(III)-chlorid bei AlfaAesar, abgerufen am 18. Januar 2010 (PDF) (JavaScript erforderlich).
3. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-5.
4. ↑ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1013.
5. ↑ E.S. Clark, D.H. Templeton, C.H. MacGillavry: The crystal structure of gold(III)chloride. In: Acta Crystallographica, 11, 1958, S. 284–288, doi:10.1107/S0365110X58000694.
6. ↑ Y. Fukuda, K. Utimoto: Effective Transformation of Unactivated Alkynes into Ketones or Acetals by Means of Au(III) Catalyst. In: J. Org. Chem., 1991, 56, S. 3729–3731, doi:10.1021/jo00011a058.
7. ↑ Gerald Dyker: An Eldorado for Homogeneous Catalysis? In: Organic Synthesis Highlights V, H.-G. Schmalz, T. Wirth (eds.), Wiley-VCH, Weinheim 2003, S. 48–55.
8. ↑ A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats: Highly Selective Gold-Catalyzed Arene Synthesis. In: J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, S. 11553–11554, doi:10.1021/ja005570d