塩化バナジウム(IV)

塩化バナジウム(IV)（えんかバナジウム よん、）は、化学式が VCl4 と表されるバナジウムの塩化物である。四塩化バナジウムとも呼ばれる。明赤色の液体で、他のバナジウム化合物の合成に有用な試薬である。

合成と結合と基本的な性質 VCl4 は反磁性の塩化チタン(IV)に1電子付加した常磁性の液体である。常温で常磁性の液体はごくわずかしか存在しない。

VCl4 は金属バナジウムを塩素化することによって合成される。VCl5 は塩素の酸化力が不十分なため、通常の状況下では合成することができない。これとは対照的に、より重いアナログ NbCl5 や TaCl5 は安定で、それほど酸化力はない。フッ素は塩素よりも酸化力があるため VF5 は安定に存在する。その酸化力を示すように、VCl4 は標準圧力下で沸点に達すると Cl2 を放出して塩化バナジウム(III)となる。

反応 その高い酸化力を反映し、VCl4 は-50 で HBr と反応して VBr3 を与える。この反応は VBr4 を経由して進行する。VBr4 は不安定なため、室温で Br2 を放出するCalderazzo, F.; Maichle-Mossmer, C.; Pampaloni, G. and Strähle, J., "Low-temperature Syntheses of Vanadium(III) and Molybdenum(IV) Bromides by Halide Exchange", Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions, 1993, pages 655-8.。 2VCl4\ + 8HBr -> 2VBr3\ + 8HCl\ + Br2

VCl4 は、多くのドナー配位子と VCl4(THF)2 のような錯体を形成する。また、二塩化バナドセンの前駆体でもある。

利用 VCl4 はアルケン類をポリマー化する、特にゴム産業で有用な触媒である。基本的なメカニズムはバナジウムアルキルを媒介するチーグラー・ナッタ触媒作用に関連している。

有機化学 有機合成において、VCl4 はフェノール類のカップリング反応に用いられる。例えば、フェノールを4,4'-ビフェノールに変化させるM. K. O’Brien, B. Vanasse, “Vanadium(IV) Chloride” in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York.）。この反応で、VCl4 は VCl3 に還元される。 2C6H5OH\ + 2VCl4 -> HOC6H4-C6H4OH\ + 2VCl3\ + 2HCl この反応は、Cl2 による酸化が起こらないほどの VCl4 の酸化力を強調している。

安全性 VCl4 は揮発性で強力な酸化剤であり、容易に加水分解され HCl を発生する。

脚注