Бромо(пентакарбонил)рений

Бромо(пентакарбонил)рений — металлорганическое соединение рения со степенью окисления +1, химическая формула Re(CO)5Br. Представляет собой бесцветные или слегка желтоватые кристаллы, чувствительные к влаге и воздуху. CAS 14220-21-4, EINECS 238-084-8. Соединение является одним из ключевых прекурсоров в химии рения(I) и широко применяется для синтеза разнообразных комплексов на его основе.

Элементный состав Re(CO)5Br

Молярная масса бромо(пентакарбонил)рения — 406,16 г/моль. Расчётный элементный состав по формуле Re(CO)5Br:

Элемент	Обозначение	Массовая доля, %
Рений	Re	45,9
Кислород	O	19,7
Бром	Br	19,7
Углерод	C	14,7

Физические свойства и характеристики

Параметр	Значение
Молярная масса	406,16 г/моль
Внешний вид	Бесцветные или светло-желтоватые кристаллы
Агрегатное состояние при н.у.	Твёрдое
Температура сублимации	85–90 °C при 0,2 мм рт. ст.
Растворимость в воде	Не растворяется
Растворимость в органических растворителях	Растворяется в хлорированных растворителях (CH₂Cl₂, CHCl₃), ТГФ; слабо растворяется в неполярных растворителях
Чувствительность	Чувствителен к влаге и воздуху
Условия хранения	В атмосфере инертного газа (N₂ или Ar), температура 2–8 °C
CAS	14220-21-4
EINECS	238-084-8
MDL	MFCD00013295

Вещество не имеет чётко выраженной температуры плавления: при атмосферном давлении разлагается до сублимации. Сублимация протекает при 85–90 °C только в вакууме (0,2 мм рт. ст.). При контакте с воздухом и влагой соединение постепенно разлагается, поэтому все операции с ним проводятся в инертной атмосфере.

Строение молекулы

Бромо(пентакарбонил)рений имеет октаэдрическую координацию атома рения с симметрией C₄v (IUPAC-код OC-6-22). Центральный атом Re(I) окружён шестью лигандами: пятью карбонильными группами CO и одним атомом брома. Четыре лиганда CO занимают экваториальные позиции, один CO и атом Br расположены аксиально, причём CO и Br находятся в транс-положении относительно друг друга. Такая геометрия обусловливает умеренную электронную плотность на атоме рения и определяет реакционную способность соединения как прекурсора.

Получение бромо(пентакарбонил)рения

Стандартный лабораторный синтез основан на окислении декакарбонилдирения молекулярным бромом в инертной атмосфере:

Re₂(CO)₁₀ + Br₂ → 2 ReBr(CO)₅

Реакция протекает количественно; продукт выделяют в виде кристаллов при охлаждении реакционной смеси. Исторически первый синтез (Хибер, Шультен, 1939) был осуществлён восстановительным карбонилированием трибромида рения: ReBr₃ + 2 Cu + 5 CO → ReBr(CO)₅ + 2 CuBr. Побочным продуктом является бромид меди(I). Оба маршрута дают бромо(пентакарбонил)рений высокой чистоты при соблюдении инертных условий.

Классификация опасности и требования безопасности

Бромо(пентакарбонил)рений классифицирован как токсичное вещество. Классификация GHS:

• H301 — токсичен при проглатывании;
• H311 — токсичен при контакте с кожей;
• H331 — токсичен при вдыхании;
• H315 — вызывает раздражение кожи;
• H319 — вызывает серьёзное раздражение глаз;
• H335 — может вызывать раздражение органов дыхания.

Сигнальное слово: Опасно. Класс опасности при транспортировке: 6.1 (токсичные вещества), UN 3288, группа упаковки II. Работы ведутся исключительно в вытяжном шкафу с применением СИЗ: перчатки, защитные очки, респиратор. Хранение — в герметичной таре в атмосфере инертного газа при 2–8 °C, вдали от источников влаги.

Области применения

Прекурсор для синтеза рений(I)-комплексов

Это основная область применения Re(CO)5Br. Соединение служит стартовым реагентом для получения широкого спектра мononuclear-комплексов рения(I). Среди важнейших реакций — взаимодействие с цинком и уксусной кислотой с образованием пентакарбонилгидридорения ReH(CO)₅, а также реакция с тетраэтиламмонийбромидом в диглиме, дающая [NEt₄]₂[ReBr₃(CO)₃] — универсальный прекурсор для введения трикарбонильного фрагмента рения в различные лигандные системы. Нагревание в воде превращает соединение в триаквакомплекс [Re(H₂O)₃(CO)₃]Br, который удобнее в ряде синтетических протоколов. Аналогичные пентакарбонильные галогениды рения — йодо(пентакарбонил)рений и бис(хлоро(пентакарбонил)рений) — применяются в схожих синтетических маршрутах, но с различной реакционной способностью галогенидного лиганда.

Радиофармацевтика: прекурсор Re-186 и Re-188

Изотопы рения ¹⁸⁶Re и ¹⁸⁸Re являются терапевтическими радионуклидами, применяемыми в ядерной медицине для таргетной радионуклидной терапии. Химия трикарбонильных комплексов рения(I), получаемых из Re(CO)5Br, лежит в основе разработки радиофармацевтических препаратов: трикарбонильный фрагмент {Re(CO)₃}⁺ обеспечивает стабильную координацию с биомолекулами-векторами (пептидами, антителами). Ключевым промежуточным соединением в этих маршрутах является [Re(CO)₃(H₂O)₃]Br, получаемый непосредственно из бромо(пентакарбонил)рения.

Катализ и C–H активация

Рений(I)-комплексы на основе Re(CO)5Br проявляют каталитическую активность в реакциях C–H активации, гидрирования и карбонилирования. В частности, разработаны водорастворимые Re(I)-катализаторы C2-алкенилирования индолов с ynamide-реагентами в мягких условиях. Бромо(пентакарбонил)рений используется как исходный реагент при изучении π-электронодефицитных комплексов трикарбонилгалогенорения с диимин-лигандами.

Преобразование солнечной энергии и фотокатализ

Полипиридильные комплексы рения(I), синтезируемые из Re(CO)5Br, являются объектами интенсивных исследований в области молекулярных фотокатализаторов восстановления CO₂ и генерации водорода. Соединение — стартовый материал для Re(CO)₃(bpy)Cl-типа комплексов, обладающих хорошо изученными фотофизическими свойствами.

Осаждение тонких плёнок (CVD)

Re(CO)5Br применяется как прекурсор в процессах химического осаждения из газовой фазы (CVD) для получения рениевых и смешанных металлических покрытий. Летучесть в вакууме и наличие лабильного галогенидного лиганда делают его пригодным для использования в вакуумных технологических установках.

Форма поставки

Бромо(пентакарбонил)рений Re(CO)5Br поставляется в виде кристаллического порошка в герметичных ампулах или флаконах с инертной атмосферой. Стандартная чистота коммерческих препаратов — 98% и выше. Для уточнения наличия, объёма и условий поставки направьте заявку.