Tétroxyde de ruthénium
Modèle:Infobox Chimie Le tétroxyde de ruthénium, ou tétraoxyde de ruthénium, est un (tétra)oxyde de ruthénium, composé chimique moléculaire de formule Modèle:Fchim. Il se présente sous la forme d'aiguilles solides de couleur jaune-orangé, à l'odeur piquante, qui fondent vers Modèle:Unité/2 pour donner un liquide incolore, assez volatile à température et pression ambiante, qui se décompose dès Modèle:Unité/2 en libérant son oxygène et disparaît vers Modèle:Unité/2 pour laisser le dioxyde de ruthénium.
Il s'agit d'un agent oxydant, communément utilisé en chimie. L'un des rares solvants avec lesquels le Modèle:Fchim forme une solution stable, est le tétrachlorométhane Modèle:Fchim. D'où l'association du réactif et du milieu solvant souvent systématique, notée Modèle:Fchim/Modèle:Fchim pour signaler un processus d'oxydation en chimie organique.
Description de la molécule
Il s'agit d'une molécule tétraédrique diamagnétique dont les liaisons Modèle:Nobr ont une longueur de Modèle:Unité/2 à Modèle:Unité/2[1]. Le tétroxyde d'osmium Modèle:Fchim, qui lui est analogue, est mieux connu et davantage utilisé.
Le tétraoxyde de ruthénium est soluble dans l'eau à hauteur de Modèle:Unité/2 à Modèle:Unité/2 et de Modèle:Unité/2 à Modèle:Unité/2, mais aussi les acides et les alcalis, l'éthanol et surtout le tétrachlorure de carbone.
Préparation
On prépare le tétroxyde de ruthénium par oxydation du chlorure de ruthénium(III) Modèle:Fchim par le periodate de sodium Modèle:Fchim :
- 8 [[Ruthénium|Modèle:Fchim]] + 5 [[Periodate|Modèle:Fchim]] + 12 [[Eau|Modèle:Fchim]] → 8 Modèle:Fchim + 5 [[Iodure|Modèle:Fchim]] + 24 [[Hydronium|Modèle:Fchim]].
Usages en chimie
Les réactions qui font intervenir Modèle:Fchim comme oxydant utilisent typiquement diverses formes de ruthénium (tels que des hydrates d'oxyde ou de chlorures) comme précurseur du Modèle:Fchim.
Le tétroxyde de ruthénium oxyde pratiquement n'importe quel hydrocarbure. Il oxyde par exemple l'adamantane en Modèle:Nobr. On l'utilise en synthèse organique pour oxyder les alcynes terminaux en Modèle:Nobr et les alcools primaires en acides carboxyliques. Lorsqu'on l'utilise de cette façon, le tétroxyde de ruthénium est employé en quantité catalytique et régénéré par addition de periodate de sodium Modèle:Fchim au chlorure de ruthénium(III) Modèle:Fchim et un mélange de solvants d'acétonitrile Modèle:Fchim, d'eau Modèle:Fchim et de tétrachlorométhane Modèle:Fchim.
Modèle:Fchim est un oxydant particulièrement énergique : il faut veiller à ce que les conditions opératoires soient douces, généralement à température ambiante. Les centres stéréogènes qui ne sont pas oxydés sont cependant préservés, comme l'illustre l'oxydation ci-dessous d'un diol en acide carboxylique :
Modèle:ClrL'oxydation d'alcools époxy conduit également à des acides carboxyliques sans altération du cycle époxy :
Des conditions opératoires plus douces conduisent à des aldéhydes au lieu d'acides carboxyliques. Le Modèle:Fchim convertit rapidement les alcools secondaires en cétones. On obtient bien entendu des résultats semblables avec des oxydants meilleur marché à base de PCC ou de DMSO, mais le tétroxyde de ruthénium s'impose dès lors qu'il s'agit d'utiliser un oxydant énergique avec des conditions opératoires douces.
Modèle:Fchim clive facilement des doubles liaisons pour donner des produits carbonylés, de façon semblable à une ozonolyse. Le tétroxyde d'osmium, d'emploi plus courant que Modèle:Fchim, ne clive pas les doubles liaisons mais conduit plutôt à des diols vicinaux.
D'un point de vue pratique, le substrat à oxyder est généralement dissous dans un solvant tel que le tétrachlorométhane Modèle:Fchim, et de l'acétonitrile Modèle:Fchim est ajouté comme ligand pour aider le cycle catalytique. De l'éther éthylique Modèle:Fchim peut ensuite être ajouté pour faire précipiter et récupérer le catalyseur au ruthénium.