Trimethylfosfaan

Trimethylfosfaan, ook wel trimethylfosfine genoemd, is een organische fosforverbinding met de formule ${\displaystyle {\ce {P(CH3)3}}}$, wat vaak afgekort wordt tot ${\displaystyle {\ce {PMe3}}}$. Het is een kleurloze vloeistof met een voor veel mensen onplezierige lucht. Deze lucht is karakteristiek voor veel alkylfosfanen. De verbinding wordt veel als ligand toegepast in de coördinatiechemie.

Trimethylfosfaan[1]
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van ${\displaystyle {\ce {P(CH3)3}}}$
Algemeen
Molecuulformule	${\displaystyle {\ce {P(CH3)3}}}$
IUPAC-naam	Trimethylfosfaan
Andere namen	Trimethylfosfine, Trimethylfosfor[1]
Molmassa	76,08 g/mol
SMILES	CP(C)C
CAS-nummer	594-09-2
EG-nummer	209-823-1
PubChem	68983
Wikidata	Q3268860
Beschrijving	Kleurloze vloeistof[2]
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Gevaar[2]
H-zinnen	H225 - H315 - H319 - H335[2]
P-zinnen	P210 - P261 - P305+P351+P338[2]
VN-nummer	1993
Fysische eigenschappen
Dichtheid	0,735 g/cm³
Smeltpunt	-86 °C[2]
Kookpunt	38 - 39 °C[2]
Vlampunt	-19 °C
Dampdruk	(20 °C) 49,9·103 Pa[2]
Brekingsindex	1,428
Geometrie en kristalstructuur
Dipoolmoment	1,19 D
Evenwichtsconstante(n)	pKz = 8,65
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Synthese

${\displaystyle {\ce {PMe3}}}$ kan bereid worden via de reactie van trifenylfosfiet met methylmagnesiumchloride:^[3]

${\displaystyle {\ce {3CH3MgCl\ +\ P(OC6H5)3\ ->[{\ce {Bu2O}}]\ P(CH3)3\ +\ 3C6H5OMgCl}}}$

De synthese wordt uitgevoerd in dibutylether waaruit het door het verschil in kookpunt (142°C voor de ether, 39°C voor het fosfaan) makkelijk gedestilleerd kan worden.

Structuur

De vorm van het molecuul is dat van een driezijdige pyramide met een vrijwel perfecte C_3v symmetrie. De C-P-C bindingshoek is ongeveer 98,6°.^[4] Deze hoek is in overeenstemming met het feit dat fosfor voornaamelijk de 3p-orbitalen voor de binding gebruikt en dat er vrij weinig sp-hybridisatie in fosfor optreedt, een veel voorkomend verschijnsel in de fosforchemie. Het gevolg is dat het vrije elektronenpaar van fosfor zich in een voornamelijk s-orbitaal bevindt, net als in fosfine, ${\displaystyle {\ce {PH3}}}$.^[5]

Reacties

Structuur van ${\displaystyle {\ce {W[P(CH3)3]5}}}$.^[6]

Met een pK_z van 8,65 is trimetylfosfaan in staat met sterke zuren een proton te accepteren en (na verwijderen van het oplosmiddel) zouten van het type ${\displaystyle {\ce {[HP(CH3)3^{+}]X^{-}}}}$ te geven.^[4] Deze reactie is reversibel.

Met sterke basen, zoals alkyllithium-verbindingen wordt aan één van de methylgroepen een waterstof-ion onttrokken en ontstaat ${\displaystyle {\ce {P(CH3)2CH2Li}}}$.

${\displaystyle {\ce {P(CH3)3}}}$ wordt makkelijk geoxideerd tot trimethylfosfineoxide. Met broommethaan wordt, analoog aan de reactie van trimethylamine met die stof, tetramethylfosfoniumbromide gevormd..^[7]

Coördinatieverbindingen

Trimethylfosfine is een sterk basische ligand die met vrijwel alle metalen coördinatieverbindingen vormt. Als ligand heeft de stof een kegelhoek van 118°.^[8] Deze hoek geeft een indicatie van de sterische eisen die de ligand stelt, en daarmee ook hoe de ligand aan metalen kan binden.

Als tamelijk compact fosfine kunnen meerdere ${\displaystyle {\ce {PMe3}}}$-moleculen aan één overgangsmetaal-centrum binden, bijvoorbeeld ${\displaystyle {\ce {Pt(PEt3)4}}}$^{[noot 1][9]} Met zilverjodide wordt een lucht-stabiele vaste stof gevormd, ${\displaystyle {\ce {AgI(PMe3)}}}$, waaruit bij verwarmen weer trimethylfosfaan vrijkomt.

Veiligheid

${\displaystyle {\ce {PMe3}}}$ is een toxische en pyrofore stof. Na oxidatie met natriumhypochloriet of waterstofperoxide tot trimethylfosfineoxide is het relatief velig te hanteren.^[10]

Bronnen, noten en/of referenties

Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Trimethylphosphine op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.

---

Noten in de tekst

1. Hoewel de ethylgroep een koolstof-atoom groter is dan de methylgroep, zal de sterische vraag van de twee niet wezenlijk verschillen doordat de extra groep naar buiten toe weg kan draaien.

---

Verwijzingen in de tekst

1. Trimethylphosphine (CHEBI:35890). Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). European Bioinformatics Institute (6 June 2006). Geraadpleegd op 25 september 2011.
2. Productinformatie in de Online catalogus van Sigma Aldrich voor Trimethylfosfine, geraadpleegd op 25 februari 2024.
3. Trimethylphosphine. DOI:10.1002/9780470132593.ch76 (1990), 305–310. ISBN 978-0-470-13259-3.
4. Schier, Annette, Schmidbaur, Hubert (2006). Encyclopedia of Inorganic Chemistry, First Edition. DOI:10.1002/0470862106.ia177, "P-Donor Ligands". ISBN 0-470-86078-2.
5. E. Fluck, The Chemistry of Phosphine, Topics in Current Chemistry Vol. 35, 64 pp, 1973.
6. Sattler, A., Parkin, G., (2011). Formation of a Cationic Alkylidene Complex via Formal Hydride Abstraction: Synthesis and Structural Characterization of [W(PMe₃)₄([η²-CHPMe₂)H]X (X = Br, I). Chemical Communications 47 (48): 12828–12830. PMID: 22048609. DOI: 10.1039/C1CC15457E.
7. H. F. Klein (1978). Inorganic Syntheses. DOI:10.1002/9780470132494.ch23, "Trimethylphosphonium Methylide (Trimethyl Methylenephosphorane)", 138–140. ISBN 978-0-470-13249-4.
8. G. L. Miessler and D. A. Tarr Inorganic Chemistry, 3rd Ed, Pearson/Prentice Hall publisher, ISBN 0-13-035471-6.
9. T. Yoshida (1990). Inorganic Syntheses. DOI:10.1002/9780470132593.ch32, "Tetrakis(Triethylphosphine)Platinum(0)", 122–123. ISBN 978-0-470-13259-3.
10. Trimethylphosphine solution. sigmaaldrich.com. Geraadpleegd op 1 August 2023.