塩化インジウム(III)

塩化[インジウム]：有機合成における多様な役割

塩化[インジウム] (InCl3) は、無色の結晶性化合物であり、有機合成化学において重要なルイス酸として広く用いられています。容易に入手可能で、高い溶解性を示すことから、様々な反応に適用可能です。

合成と構造

[インジウム]]は比較的反応性の高い金属であり、塩素と容易に反応して塩化インジウム]を生成します。この化合物は[[潮解性（空気中の水分を吸収して溶ける性質）を持つため、取り扱いには注意が必要です。合成法としては、メタノールとベンゼンの混合溶媒中での電気化学的合成法なども報告されています。

[結晶構造]]は、塩化アルミニウム] や塩化タリウム(III) (TlCl3) と同様に、[インジウム]イオンを中心とした八面体構造が層状に積み重なった構造を取ります。これは塩化イットリウム(III) (YCl3) の構造と類似しています。一方、[塩化ガリウム] (GaCl3) は二量体 (Ga2Cl6) として存在する点が対照的です。また、融解した塩化[インジウム] は導電性を示しますが、[[塩化アルミニウムは二量体を形成するため導電性を示しません。

反応

塩化[インジウム] はルイス酸として作用し、様々なドナーリガンド (L) と錯体を形成します。具体的には、InCl3L、InCl3L2、InCl3L3 といった錯体が生成します。例えば、塩化物イオンが配位すると、InCl4⁻、InCl5²⁻、InCl6³⁻ といったアニオン性の錯体が形成されます。

ジエチルエーテル溶媒中では、水素化リチウム (LiH) と反応して水素化リチウムインジウム (LiInH4) を生成します。この化合物は不安定で、0℃以下で分解します。さらに、LiInH4 はインサイチュ (in situ) で還元剤として働き、第4級アミンや水素化インジウム (InH3) とリンの錯体などを生成します。

グリニャール試薬や有機リチウム試薬を用いることで、トリメチルインジウム (InMe3) やトリエチルインジウム (InEt3) といった有機インジウム化合物を合成することができます。例えば、InCl3 とメチルリチウム (LiMe) あるいはメチルマグネシウムヨージド (MeMgI) との反応により、InMe3 が合成されます。トリエチルインジウムの合成には、エチルマグネシウムブロミド (EtMgBr) を用います。これらの反応では、エーテル錯体が生成し、真空下で加熱することによりエーテルを除去して目的物を得ます。

高温では、金属インジウムと反応して、In5Cl9、In2Cl3、InCl といった低原子価の塩化インジウムを生成します。

触媒作用

塩化[インジウム] は、フリーデル・クラフツ反応やディールス・アルダー反応など、様々な有機反応においてルイス酸触媒として有効に機能します。

例えば、N,N'-ジメチルバルビツール酸、ベンズ[アルデヒド]]、エチルビニルエーテルを用いた多成分反応において、塩化インジウム] を触媒として用いると、反応収率が向上し、生成物の立体選択性も改善されます。具体的には、触媒存在下では90%の収率で生成物が得られ、そのうち70%がトランス異性体となりますが、触媒無添加の場合は収率65%、トランス異性体の割合も50%に低下します。この反応は、[[クネーフェナーゲル縮合と逆ディールス・アルダー反応の二段階から成ります。

塩化[インジウム] は、その優れたルイス酸性と高い溶解性から、今後も有機合成化学において重要な役割を果たし続けることが期待されます。

もう一度検索