Trichlorure d'or (III)

Le trichlorure d'or (III), appelé habituellement chlorure aurique, et l'un des composés les plus communs de l'or. Sa formule est Au Cl₃. Le chiffre romain dans son nom indique que l'or est à un état d'oxydation de +3, ce qui est la forme la plus stable de l'or dans ses composés. L'or forme également d'autres chlorures comme le chlorure d'or (I) (AuCl), moins stable que Au Cl₃. L'acide chloraurique, (HAuCl₄), produit formé lors de la dissolution de l'or dans de l'eau régale, est aussi parfois référé comme « chlorure d'or », « acide de trichlorure d'or » ou encore « trihydrate de chlorure d'or (III) ».
Le trichlorure d'or (III) est très hygroscopique et soluble dans l'eau et l'éthanol. Il se décompose au-dessus de 160 °C (433 K) ou à la lumière, et forme une gamme de complexes avec de nombreux ligands.

[modifier] Structure

AuCl₃ existe sous une forme de dimère, tant en phase solide que gazeuse; le bromure AuBr₃ obéit au même schéma. Chaque Au central est plan carré. Cette structure est une réminiscence des structures biquadratiques adoptées par AlCl₃ et FeCl₃. Les liaisons dans AuCl₃ sont principalement covalentes, ce qui reflète l'état d'oxydation élevé et l'électronégativité relativement élevée (pour un métal) de l'or.

[modifier] Propriétés chimiques

L'AuCl₃ anhydre commence à se décomposer en AuCl à environ 160 °C; cependant, cette réaction s'inverse par dismutation à de plus hautes températures pour redonner de l'or métallique et AuCl₃.

AuCl₃ → AuCl + Cl₂ (>160 °C)

3 AuCl → AuCl₃ + 2 Au (>420 °C)

AuCl₃ est un acide de Lewis qui forme facilement des complexes. Ainsi, avec l'acide chlorhydrique, l'acide chloraurique HAuCl₄) est formé :

HCl_aq + AuCl₃_(aq) → H⁺AuCl₄⁻_(aq)

Les chlorures ioniques comme le KCl forment des ions AuCl₄⁻ avec AuCl₃.
Les solutions aqueuses de AuCl₃ réagissent avec des alcali comme l'hydroxyde de sodium pour former un précipité de Au(OH)₃ impur, qui se dissoudra dans du NaOH pour former de l'aurate de sodium NaAuO₂). S'il est chauffé doucement, Au(OH)₃ se décompose en oxyde d'or (III) (Au₂O₃) puis en or métallique^[1]^,^[2]^,^[3]^,^[4]^,^[5]^,^[6].

[modifier] Préparation

Le trichlorure d'or (III) est la plupart du temps préparé par chloration directe du métal à hautes températures :

2 Au + 3 Cl₂ → 2 AuCl₃

[modifier] Utilisations

Le trichlorure d'or (III) est l'un des composés d'or les plus communs et il est par conséquent utilisé comme point de départ pour la synthèse de nombreux autres composés d'or, comme par exemple le complexe cyanure hydrosoluble KAu(CN)₄:

AuCl₃ + 4 KCN → KAu(CN)₄ + 3 KCl

Les sels d'or (III), et en particulier NaAuCl₄ (formé à partir de AuCl₃ + NaCl), fournissent une alternative non toxique aux sels de mercure (II) comme catalyseurs pour les réactions sur les alcynes. Une des réactions importantes de ce genre est l'hydration des alcynes terminales pour produire des méthylcétones, comme par exemple^[7] :

Les cétones sont généralement formées avec un rendement de plus de 90% sous ces conditions. L'amination liée qui peut utiliser l'or (à l'état d'oxydation +3) comme catalyseur est très utilisée.
Dans les dernières années, AuCl₃ a suscité l'intérêt de chimistes organiciens comme un catalyseur acide doux pour d'autres réactions comme l'alkylation des aromatiques et une conversion des furanes en phénols (voir ci-dessous). De telles réactions peuvent être utilisées en synthèse organique et dans l'industrie pharmaceutique. Ainsi par exemple, le 2-méthylfurane (sylvane) subit une alkylation douce par méthylvinylcétone en position 5 :

La réaction se produit avec un rendement de 91 % en seulement 40 minutes à température ambiante, en utilisant seulement 1% de AuCl₃ dans de l'acétonitrile. Ce rendement est remarquable dans le sens où à la fois le furane et la cétone sont normalement très sensibles aux réactions secondaires comme la polymérisation en conditions acides. Dans certains cas où des alcynes sont présents, un phénol peut être formé^[8] :

La réaction comprend un réarrangement complexe conduisant à la formation d'un nouveau cycle aromatique^[9].

[modifier] Références

↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997
↑ Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990
↑ The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960
↑ 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
↑ 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
↑ Y. Fukuda, K. Utimoto, J. Org. Chem. 56, 3729-3731 (1991)
↑ A. S. K. Hashmi, T. M. Frost, J. W. Bats, J. Am. Chem. Soc. 122, 11553-11554 (2000)
↑ Hashmi, A. S. K.; Rudolph, M.; Weyrauch, J. P.; Wölfle, M.; Frey, W.; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2798-2801