Bromure d'or(III)

Le bromure d'or(III), ou tribromure d'or, autrefois appelé bromure aurique, est un composé chimique de formule empirique AuBr₃ se présentant essentiellement sous forme de dimères Au₂Br₆. Il se présente comme un solide de couleur rouge sombre cristallisé dans le système monoclinique avec des paramètres a = 6,83 Å, b = 20,4 Å, c = 8,11 Å et β = 119,7°[3].

Identification
Bromure d'or(III)

Dimère de bromure d'or(III)
N^o CAS	10294-28-7
N^o ECHA	100.030.582
N^o CE	260-763-2
PubChem	82525
ChEBI	30079
SMILES	Br[Au](Br)Br PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/Au.3BrH/h;31H/q+3;;;/p-3 Std. InChIKey :* OVWPJGBVJCTEBJ-UHFFFAOYSA-K
Propriétés chimiques
Formule	Au Br₃
Masse molaire[1]	436,679 ± 0,003 g/mol Au 45,11 %, Br 54,89 %,
Précautions
SGH[2]
Danger H314, P280, P310 et P305+P351+P338 H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P310 : Appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Structure

La structure du dimère Au₂Br₆ est semblable à celle des autres trihalogénures dimériques d'or, comme le chlorure d'or(III) Au₂Cl₆ : l'atome d'or est tétracoordonné avec une géométrie plane carrée formant des angles pratiquement égaux à 90°.

Les calculs montrent que la forme monomérique hypothétique des halogénures d'or(III) AuX₃ devrait être affectée par une distorsion Jahn-Teller : le bromure d'or(III) monomérique AuBr₃ aurait ainsi une liaison Au–Br longue et deux liaisons courtes, tandis que le chlorure d'or(III) AuCl₃ et le fluorure d'or(III) AuF₃ monomériques auraient deux liaisons Au–X longues et une liaison courte. De plus, le bromure d'or(III) présente une géométrie de coordination différente de celle des autres halogénures d'or(III) : ces derniers présentent une géométrie en T tandis que le bromure oscille entre une géométrie en T et une géométrie en Y, ce qui explique qu'il soit moins stable que les halogénures d'or(III) plus légers.

(en) Résonance entre formes en T et en Y du bromure d'or(III).

Synthèse

La méthode la plus courante pour produire du bromure d'or(III) consiste à chauffer de l'or en présence d'un excès de brome liquide à 140 °C :

2 Au + 3 Br₂ → Au₂Br₆.

Il est également possible de réaliser cette synthèse en traitant du chlorure d'or(III) Au₂Cl₆ avec du bromure d'hydrogène HBr :

Au₂Cl₆ + 6 HBr → 6 HCl + Au₂Br₆.

Propriétés chimiques

Le monomère neutre AuBr₃ n'a pas été isolé en phase gazeuse, pas plus que le monomère des autres halogénures d'or(III), ce qui indique que la coordinence 3 n'est pas favorisée. C'est donc le dimère qui est observé en solution, avec une coordinence 4.

2 AuBr₃ → Au₂Br₆.

À l'état solide, le bromure d'or(III) présente également une coordinence 4, la quatrième position étant occupée par une molécule d'eau dans la forme hydratée AuBr₃⋅H₂O, de préférence à la forme anhydre, qui serait tricoordonnée.

À l'instar du chlorure d'or(III) Au₂Cl₆, le bromure d'or(III) est un acide de Lewis et peut former divers complexes, comme l'acide tétrabromaurique HAuBr₄ en présence d'acide bromhydrique HBr :

HBr_(aq) + AuBr_{3 (aq)} → H⁺AuBr₄⁻_(aq).

Le dimère est également rapidement hydrolysé à l'air humide.

Applications

Catalyse

Le bromure d'or(III) est utilisé comme catalyseur dans une grande variété de réactions, l'une des plus intéressantes étant la réaction de Diels-Alder. Plus précisément, ce composé catalyse la réaction entre une unité énynal et des composés à carbonyle pour former un cycle à six atomes :

(en) Réaction de Diels-Alder catalysée par le bromure d'or(III).

Le bromure d'or(III) est également utilisé pour catalyser la substitution nucléophile d'alcools propargyliques (en) HC≡C–CH₂OH. Dans cette réaction, le complexe d'or(III) agit comme un activateur de l'alcool facilitant la substitution.

(en) Substitution nucléophile d'un alcool propargylique (en) catalysée par le bromure d'or(III).

Détection de stupéfiants

Le bromure d'or(III) peut être utilisé comme réactif pour détecter la présence de stupéfiants comme la kétamine. Une solution de 0,25 % AuBr₃ dans 0,1 mol·L^-1 NaOH, de couleur jaune-brun, prend une teinte violette intense en présence d'une petite quantité de kétamine en une minute, devenant presque noire en deux minutes environ. Un changement de coloration semblable est observé avec le paracétamol, l'acide ascorbique, l'héroïne, le lactose, le mannitol, la morphine et le saccharose, ainsi qu'avec les composés contenant des groupes phénol et hydroxyle.

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Fiche Sigma-Aldrich du composé Gold(III) bromide 99.9% trace metals basis, consultée le 11 mars 2017.
(en) Klaus-Peter Lörcher et Joachim Strähle, « The Crystal Structure of Gold(III) Bromide », Zeitschrift für Naturforschung B, vol. 30, n^os 9-10,‎ octobre 1975, p. 662-664 (DOI 10.1515/znb-1975-9-1002, lire en ligne)

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