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]

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) 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

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]

Example of gold-catalyzed alkyne hydration reaction.svg

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]

Alkylation reaction of 2-methylfuran with methyl vinyl ketone.svg

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

AuCl3 phenol synthesis.svg

Literatur

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. G. 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