Samarium(II)-iodid

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Name Samarium(II)-iodid
Andere Namen

Samariumdiiodid

Verhältnisformel SmI2
CAS-Nummer 32248-43-4
PubChem 141689
Kurzbeschreibung

dunkelgrüne Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 404,17 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt

~ 840 °C (Zersetzung)[1]

Löslichkeit

mäßig in Tetrahydrofuran[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze H: siehe oben
P: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Samarium(II)-iodid (SmI2) ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Samarium und Iod. Samarium(II)-iodid ist ein tiefgrüner bis schwarzer Feststoff, es löst sich in Wasser mit tiefroter Farbe. Seine besondere Bedeutung erlangte es erst durch seine vielfältige Verwendung bei Synthesen in der Organischen Chemie. Samarium(II)-iodid wurde zusammen mit Ytterbium(II)-iodid (YbI2) als Reagenz für organische Synthesen eingeführt.

Darstellung

Samarium gehört zu den Lanthanoiden und besitzt die Elektronenkonfiguration [Xe] 4f6 6s2. In seinen Verbindungen kommt es bevorzugt in der Oxidationsstufe +3 und seltener in der Oxidationsstufe +2 vor.

Über Samarium(II)-iodid wurde erstmals 1906 berichtet.[4] Samarium(II)-iodid ist nicht durch direkte Umsetzung aus den Elementen zugänglich, auf diesem Weg bildet sich nur Samarium(III)-iodid.

$ \mathrm{2\ Sm\ +\ 3\ I_2\ \longrightarrow\ 2\ SmI_3} $

Die Darstellung von Samarium(II)-iodid gelingt durch Reduktion von wasserfreiem Samarium(III)-iodid im Wasserstoffstrom bei etwa 750 °C:[1]

$ \mathrm{2\ SmI_3\ +\ H_2\ \longrightarrow\ 2\ SmI_2\ +\ 2\ HI} $

Die Darstellung von Samarium(II)-iodid kann auch durch Reduktion von Samarium(III)-iodid mit metallischem Samarium erfolgen:[1]

$ \mathrm{2\ SmI_3\ +\ Sm\ \longrightarrow\ 3\ SmI_2} $
Diiodo-penta(THF)-samarium(II)

Etabliert hat sich die Darstellung über Samariummetall und 1,2-Diiodethan in Tetrahydrofuran (THF).[5] Die Reaktion läuft zwar bei Raumtemperatur ab, jedoch ist aufgrund der Empfindlichkeit der Reagenzien wasserfrei und unter Inertgas zu arbeiten. Bei Anwesenheit von Sauerstoff erfolgt ansonsten eine rasche Oxidation zum Samarium(III). Dies ist optisch an der Farbänderung von dunkelblauer zu gelber Lösung erkennbar. Das Reagenz ist kommerziell als dunkelblaue 0,1 M-Lösung in THF erhältlich, ist jedoch auf Dauer instabil, so dass es besser frisch hergestellt werden sollte.

$ \mathrm{Sm\ +\ ICH_2CH_2I\ \xrightarrow []{THF} \ SmI_2\ +\ H_2C=CH_2} $

Ferner kann auch Samariummetall mit Quecksilber(II)-iodid oder mit Iod in THF umgesetzt werden.[6]

Eigenschaften

Samarium(II)-iodid ist ein tiefgrüner bis schwarzer Feststoff, der sich in Wasser mit tiefroter Farbe löst. Das Redoxpotential Sm2+/Sm3+ beträgt −1,55 V[5], daher ist es ein starkes Reduktionsmittel. Samarium(II)-iodid ist außerdem sehr luft- und feuchtigkeitsempfindlich. Es wird an Luft rasch zu Samarium(III) oxidiert. Die wässrige Lösung zersetzt sich im Laufe von etwa 15 min unter Wasserstoffentwicklung und weitgehender Entfärbung; dabei scheiden sich basische Iodide ab. Mit Säuren verläuft die Reaktion stürmisch.[1]

SmI2 beginnt bei 0,01 Torr ab 680 °C wiederum in Sm und SmI3 zu disproportionieren und schmilzt unter deutlicher Zersetzung bei 840 °C; dabei gibt das SmI3 wiederum Iod ab. Der Schmelzpunkt kann daher nicht genau bestimmt werden.[1][7][8]

Verwendung

Barbier-Reaktion mit SmI2

Samarium(II)-iodid eignet sich in großer Vielfalt für Standardreaktionen:[9]

  • Reduktionen (selektives Einelektron-Reduktionsmittel)
  • Ringöffnungsreaktionen
  • Ringschlussreaktionen
  • Dimerisierungen

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 G. Jantsch, N. Skalla: „Zur Kenntnis der Halogenide der seltenen Erden. IV. – Über Samarium(II)jodid und den thermischen Abbau des Samarium(III)jodids“, in: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 1930, 193, S. 391–405; doi:10.1002/zaac.19301930132.
  2. Mike Boysen, in: Roempp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  3. Diese Substanz wurde in Bezug auf ihre Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  4. C. Matignon, E. Cazes, Ann. Chim. Phys., 1906, 8 (8), S. 417.
  5. 5,0 5,1 P. Girard, Jean-Louis Namy, Henri B. Kagan: „Divalent Lanthanide Derivatives in Organic Synthesis. 1. Mild Preparation of SmI2 and YbI2 and Their Use as Reducing or Coupling Agents“, in: J. Am. Chem. Soc., 1980, 102 (8), S. 2693–2698; doi:10.1021/ja00528a029.
  6. John A. Soderquist: „Samarium(II) Iodide in Organic Synthesis“, in: Aldrichimica Acta, 1991, 24 (1), S. 15–23.
  7. G. Jantsch: „Thermischer Abbau von seltenen Erd(III)halogeniden“, in: Die Naturwissenschaften, 1930, 18 (7), S. 155–155; doi:10.1007/BF01501667.
  8. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 39, Band C 6, S. 192–194.
  9. www.organic-chemistry.org: Reducing Agents > Samarium (low valent)

Literatur

  • Henri B. Kagan, Jean-Louis Namy: „Lanthanides in organic synthesis“, in: Tetrahedron, 1986, 42 (24), S. 6573–6614; doi:10.1016/S0040-4020(01)82098-6.
  • Dennis P. Curran, Thomas L. Fevig, Craig P. Jasperse, Michael J. Totleben: „New Mechanistic Insights into Reductions of Halides and Radicals with Samarium(II) Iodide“, in: Synlett, 1992, S. 943–961; doi:10.1055/s-1992-21544.
  • Gary A. Molander, Christina R. Harris: „Sequencing Reactions with Samarium(II) Iodide“, in: Chem. Rev., 1996, 96 (1), S. 307–338; doi:10.1021/cr950019y.
  • Patrick G. Steel: „Recent developments in lanthanide mediated organic synthesis“, in: J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2001, S. 2727–2751; doi:10.1039/a908189e.
  • Henri B. Kagan: „Twenty-five years of organic chemistry with diiodosamarium: an overview“, in: Tetrahedron, 2003, 59 (52), S. 10351–10372; doi:10.1016/j.tet.2003.09.101.
  • Yusuke Asano, Shoko Suzuki, Tadashi Aoyama, Kosuke Shimizu, Masatsugu Kajitani, Yasuo Yokoyama: „Novel and Efficient Cyanofluoromethylation Promoted by Samarium(II) Species“, in: Synthesis, 2007, S. 1309–1314; doi:10.1002/chin.200736068.
  • K. C. Nicolaou, Shelby P. Ellery, Jason S. Chen: „Samarium Diiodide Mediated Reactions in Total Synthesis“, in: Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48 (39), S. 7140–7165; doi:10.1002/anie.200902151; PMID 19714695; PMC 2771673.

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