Wilkinson-mechanizmus

Magát a HRh(CO)(PPh3)3 komplexet ki lehetett kristályosítani és a röntgendiffrakciós mérések visszaigazolták, hogy ezen 18-elektronos komplex trigonális bipiramis szerkezettel rendelkezik, ahol a trifenilfoszfin ligandumok két ekvatoriális helyet foglalnak el.

Az alkénnel történő hidrogénezéses reakció mechanizmusát Wilkinson elsősorban kinetikai vizsgálatokkal térképezte fel. Yagupsky et al. [1969] Eszerint, az aktív 16 elektronos katalizátor egy PPh3 ligandum disszociációjával jön létre, ami a koordinálódó alkénnel egy trigonális bipiramis szerkezetű komplexet alkot (1). A koordinált alkén vándorlásos beékelődéssel aztán alkil csoporttá alakul (2). Az ismételten síknégyzetes komplexszel a dihidrogén reagál egy oxidatív addícióban, ennek következtében oktaéderes szerkezetű ródium(III)-dihidrid komplexet kapunk (3).

13.1. Ábra: Az alkén hidrogénezés mechanizmusa Wilkinson szerint.
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{hidrogen/rhhidrneutral}

A hidrogenolízis második lépése az alkán reduktív eliminációja, mely visszaadja a síknégyzetes HRh(CO)(PPh3)2 katalizátort. Ezen utolsó lépés a sebességmeghatározó, a többi részlépés egyensúlyi folyamat. Tulajdonképpen ennek is köszönhető, hogy a reakció mechanizmusát, annak lehetséges köztitermékeit spektroszkópiailag tanulmányozni lehetett.

Számolni kell még a $\beta $-eliminációval, ami felelős lehet a gyakran tapasztalható izomerizációs mellékreakcióért. Ennek sebessége befolyásolható a ligandum sztérikus hatásaival, ugyanis a nagy térkitöltésű szubsztituensek nem kedveznek a szekunder alkillánc létrejöttének.

A reakciósebességet a foszfin ligandum mennyisége is befolyásolja. A túl nagy foszfin koncentráció az aktív katalizátor mennyiségét lecsökkenti, mivel a prekurzor komplexben gátolja a foszfin disszociációját.