四氧化锇 | 20816-12-0

• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 过渡金属有机体
• 中文名称: 四氧化锇
• 中文别名: 氧化锇(VIII)；锇酸；锇酸酐
• 英文名称: osmium(VIII) oxide
• 英文别名: OsO₄；osmium tetroxide；osmium tetraoxide；tetraoxoosmium；osmium(VIII)-tetroxide
• CAS: 20816-12-0
• 化学式: O₄Os
• 分子量: 254.198
• InChiKey: VUVGYHUDAICLFK-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 稳定性/保质期：
  1. 熔化热为9.80 kJ/mol。微溶于水，能够溶解于苯、四氯化碳、乙醇、乙醚和氨水，并在盐酸中生成四氯化锇并释放出氯气。它具有较强的氧化作用，在还原时会变为二氧化锇或金属锇。四氧化锇蒸气在灼烧时与氢发生爆炸性反应，生成锇粉，并能与有机物反应。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.48
• 重原子数：
  5
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  68.3
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  4

ADMET

毒理性

• 毒性总结

四氧化钌的急性毒性很高，对眼睛和呼吸道有强烈的刺激性。暴露于四氧化钌蒸气可能会损伤眼睛的角膜。刺激通常是低浓度四氧化钌蒸气暴露的初期症状，还可能注意到流泪、眼睛有沙粒感以及在光源周围出现光环。在大多数情况下，几天内可以恢复。不立即引起刺激的蒸气浓度可能具有隐伏的累积效应；症状可能在暴露后数小时才被注意到。眼睛与该物质浓缩溶液接触可能会导致严重损伤甚至可能失明。吸入可能会导致头痛、咳嗽、眩晕、肺损伤和呼吸困难，并且可能是致命的。蒸气与皮肤接触可能会导致皮炎，直接接触固体可能会导致严重刺激和烧伤。通过吸入、皮肤接触或摄入四氧化钌可能会导致涉及肝脏和肾脏损伤的全身性毒性效应。四氧化钌被认为是一种具有较差警示性质的物质。长期暴露于四氧化钌可能会导致肝脏和肾脏中钌化合物的积累以及对这些器官的损害。据报道，四氧化钌对动物具有生殖毒性；这种物质在人类中尚未被证明具有致癌性或显示生殖或发育毒性。

The acute toxicity of osmium tetroxide is high, and it is a severe irritant of the eyes and respiratory tract. Exposure to osmium tetroxide vapor can damage the cornea of the eye. Irritation is generally the initial symptom of exposure to low concentrations of osmium tetroxide vapor, and lacrimation, a gritty feeling in the eyes, and the appearance of rings around lights may also be noted. In most cases, recovery occurs in a few days. Concentrations of vapor that do not cause immediate irritation can have an insidious cumulative effect; symptoms may not be noted until several hours after exposure. Contact of the eyes with concentrated solutions of this substance can cause severe damage and possible blindness. Inhalation can cause headache, coughing, dizziness, lung damage, and difficult breathing and may be fatal. Contact of the vapor with skin can cause dermatitis, and direct contact with the solid can lead to severe irritation and burns. Exposure to osmium tetroxide via inhalation, skin contact, or ingestion can lead to systemic toxic effects involving liver and kidney damage. Osmium tetroxide is regarded as a substance with poor warning properties. Chronic exposure to osmium tetroxide can result in an accumulation of osmium compounds in the liver and kidney and damage to these organs. Osmium tetroxide has been reported to cause reproductive toxicity in animals; this substance has not been shown to be carcinogenic or to show reproductive or developmental toxicity in humans.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

毒理性

• 暴露途径

该物质可以通过吸入其气溶胶或蒸汽以及通过吞食被身体吸收。

The substance can be absorbed into the body by inhalation of its aerosol or vapour and by ingestion.

来源:ILO-WHO International Chemical Safety Cards (ICSCs)

毒理性

• 暴露途径

吸入，吞食，皮肤和/或眼睛接触

inhalation, ingestion, skin and/or eye contact

来源:The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)

毒理性

• 症状

眼睛刺激，呼吸系统；流泪（眼泪排出），视力障碍；结膜炎；头痛；咳嗽，呼吸困难（呼吸困难）；皮炎

irritation eyes, respiratory system; lacrimation (discharge of tears), visual disturbance; conjunctivitis; headache; cough, dyspnea (breathing difficulty); dermatitis

来源:The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)

毒理性

• 吸入症状

灼热感。咳嗽。头痛。喘息。呼吸困难。视力障碍。症状可能有所延迟。

Burning sensation. Cough. Headache. Wheezing. Shortness of breath. Visual disturbances. Symptoms may be delayed.

来源:ILO-WHO International Chemical Safety Cards (ICSCs)

吸收、分配和排泄

肺部和呼吸道会保留大部分吸入的/四氧化锇/蒸气。

The lungs and respiratory tract retain most of the inhaled /osmium tetroxide/ vapors.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

吸收、分配和排泄

没有可用的信息表明锇在动物组织中的积累或其通过皮肤的吸收。

No information is available that would suggest osmium accumulation in animal tissues or its dermal absorption.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

制备方法与用途

制备方法

将金属锇粉末或锇的化合物放入石英管内，在氧气流中加热至约300℃后继续升温至800℃左右进行反应，用两个硬质玻璃槽收集产物。其中一个玻璃槽放置于冰水中冷却，最终制得四氧化锇（OsO4）。

合成制备方法

1. 将金属锇粉末或锇的化合物放入石英管内，在氧气流中加热至约300℃后继续升温至800℃左右进行反应。用两个硬质玻璃槽收集产物，其中一个放在冰水中冷却以制得四氧化锇（OsO4）。

2. 金属锇粉末或锇的化合物在400℃下自燃生成四氧化锇（OsO4）。具体制备方法是：将锇粉置于氧气流中加热到300℃附近，然后升温至800℃附近。反应部分使用熔融石英舟作为容器，并利用两个接受槽来收集气体。为了防止冷凝，需在氢氧化钾水溶液（含有少量乙醇）中收集通过的OsO4。若在空气中加热，则会混入低品位的氧化物。

四氧化锇容易与铂族其他元素分离（除钌），但含钌时则生成挥发性的钌四氧化物（RuO4）。为了避免这种情况，建议将反应温度控制在700℃以下，并确保长时间进行此步骤。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  四氧化锇 在 KBr 作用下， 以 氢溴酸 为溶剂， 生成 potassium hexabromoosmate(IV)
  参考文献：
  名称：

  铵与六溴代氨基甲酸钾（IV）和液氨在25°I的相互作用。氨不溶物

  摘要：

  在室温或接近室温下，铵或六溴代氨基甲酸钾（IV）与液态氨相互作用的不溶于氨的产物被证明是迄今未报道的六溴代氨基甲酸酯（III）。该盐与氢溴酸缓慢反应，生成六溴化os（III）和酸H 2 OsBr 6。后者被氧化成H 2 OsBr 6，以铵盐的形式被分离出来。六溴ö酸六铵（与银离子反应形成六mm离子，不纯六溴bro银（I）和其他产物。

  DOI：

  10.1016/0022-1902(58)80009-3
• 作为产物：
  描述：

  potassium osmate 在 磷酸 、 双氧水 作用下， 以 水 为溶剂， 生成 四氧化锇
  参考文献：
  名称：

  [OsVIIIO4（OH）n] n-（n = 1，2）与[OsVIO2（OH）4] 2-的配位反应的光谱学（停止流UV-Vis和1H NMR Evans方法）和DFT热力学研究

  摘要：

  摘要从摩尔比1H NMR Evans方法实验中发现，在2.0 M NaOH水溶液基质中，抗磁性[OsVIIIO4（OH）n] n-（n = 1，2）（具有d0电子构型）和反-[ OsVIO2（OH）4] 2-物质（d2）以1：1的摩尔比反应，形成两个顺磁性OsVII氧化/氢氧化产物物质（d1）。该结果被进一步验证为由Os VIII + Os VI⇌k COM k COM 2 Os VII给出的最佳拟合停止流UV-Vis光谱动力学数据的化学反应模型。从停止流动的UV-Vis光谱的非线性最小二乘拟合动力学轨迹看，相称反应速率常数，活化能（正向：ΔH‡（obs），ΔS‡（obs）和ΔG‡（obs）为10.3±0.5 kcal mol-1，-2.6±1.6 cal mol-1 K-1和11.1±0.9 kcal mol-1；反之分别为-6.7±1.0 kcal mol-1，-63.6±3.4 cal

  DOI：

  10.1016/j.ica.2016.10.022
• 作为试剂：
  描述：

  3-iodo-5-methyl-1-(prop-2-en-1-yl)-4-(propan-2-yl)-1H-pyrazole 在 四氧化锇 、 N-甲基吗啉氧化物 作用下， 以 四氢呋喃 、 水 为溶剂， 生成 3-[3-iodo-5-methyl-4-(propan-2-yl)-1H-pyrazol-1-yl] propane-1,2-diol
  参考文献：
  名称：

  WO2024089155A1

  摘要：

  公开号：

文献信息

• Dynamic Kinetic Resolution of Alcohols by Enantioselective Silylation Enabled by Two Orthogonal Transition‐Metal Catalysts
  作者：Jan Seliger、Martin Oestreich

  DOI：10.1002/anie.202010484

  日期：2021.1.4

  A nonenzymatic dynamic kinetic resolution of acyclic and cyclic benzylic alcohols is reported. The approach merges rapid transition‐metal‐catalyzed alcohol racemization and enantioselective Cu‐H‐catalyzed dehydrogenative Si‐O coupling of alcohols and hydrosilanes. The catalytic processes are orthogonal, and the racemization catalyst does not promote any background reactions such as the racemization

  报道了无环和环状苯甲醇的非酶动态动力学拆分。该方法融合了快速过渡金属催化的醇外消旋化和对映选择性 Cu-H 催化的醇和氢硅烷的脱氢 Si-O 偶联。催化过程是正交的，并且外消旋催化剂不会促进任何背景反应，例如甲硅烷基醚的外消旋及其非选择性形成。常用的钌半夹心配合物并不合适，但双功能钌钳形配合物完美地实现了这一目的。由此，可以高产率和良好的对映选择水平实现外消旋醇混合物的对映选择性硅烷化。
• Alkyl, Alkylidene, and Alkylidyne Complexes of Osmium(VI)
  作者：Anne M. LaPointe、Richard R. Schrock、William M. Davis

  DOI：10.1021/ja00122a010

  日期：1995.5

  Addition of dialkylzinc reagents to [PPh&[OsO2C~] gives Os02R2 complexes (R = neopentyl, neophyl, or (trimethylsily1)methyl). The reaction between Os02(CH2-bBu)2 and 2 equiv of Ta(CH-t-Bu)(CHz-t-Bu)3 gave syn,anti-Os(CH-t-Bu)2(CH2-t-B~)2, while [0sOz(CH~SiMe3)2],, reacted to give a 1: 1 mixture of syn,anti-Os(CH-tBu)~(CH2SiMe3)2 and anti,anti-Os(CH-t-Bu)2(CH2SiMe3)2. Isolated anti,anti-Os(CH-t-B~)2(CH2SiMe3)2

  将二烷基锌试剂添加到 [PPh&[OsO2C~] 中得到 OsO2R2 复合物（R = 新戊基、neophyl 或（三甲基甲硅烷基）甲基）。OsO2(CH2-bBu)2 与 2 当量的 Ta(CH-t-Bu)(CH-t-Bu)3 之间的反应得到了合成、反 Os(CH-t-Bu)2(CH2-tB~) 2，而[0sOz(CH~SiMe3)2]，反应得到1:1的syn,anti-Os(CH-tBu)~(CH2SiMe3)2和anti,anti-Os(CH-t-Bu)混合物)2(CH2SiMe3)2。孤立的抗、抗 Os(CH-tB~)2(CH2SiMe3)2 在 X 射线研究中显示为扭曲的四面体，其中两个新戊叉配体位于同一平面。对 Os(CH2)2(CH3)2 进行的扩展 Huckel 计算表明，HOMO 是一个主要为 d,2 特征的轨道，位于 OsC2 碎片平面之间和平面内，LUMO 是 bis(亚甲基），HOMO-1
• Oxo osmium(VIII) complexes in oxidation: crystal structures of OsO4·nmo (nmo = N-methylmorpholine N-oxide) and OsO4·nmm (nmm = N-methylmorpholine), and use of cis-[OsO4(OH)2]2− as an oxidation catalyst
  作者：Alan J. Bailey、Minu G. Bhowon、William P. Griffith、Abdel G. F. Shoair、Andrew J. P. White、David J. Williams

  DOI：10.1039/a702965i

  日期：——

  The new complexes OsO 4 ·nmo (nmo = N-methylmorpholine N-oxide) and OsO 4 ·nmm (nmm = N-methylmorpholine) have been made, their crystal structures determined, and their possible involvement in the catalysed dihydroxylation of alkenes considered. The use of cis-[OsO 4 (OH) 2 ] 2- as a catalyst for the oxidation of alcohols, aldehydes and alkyl halides to carboxylic acids with [Fe(CN) 6 ] 3- and other co-oxidants and also for the cleavage and dihydroxylation of alkenes with [Fe(CN) 6 ] 3- has been investigated.

  制得了新配合物OsO4·nmo（nmo=N-甲基吗啉N-氧化物）和OsO4·nmm（nmm=N-甲基吗啉），测定了它们的晶体结构，并考虑了它们在烯烃催化二羟基化反应中可能的参与情况。研究了cis-[OsO4(OH)2]2-作为催化剂在[Fe(CN)6]3-以及其他共氧化剂存在下将醇、醛和卤代烷氧化成羧酸的反应，以及[Fe(CN)6]3-存在下断裂和二羟基化烯烃的反应。
• Complexes of osmium, ruthenium, rhenium, and iridium halides with some tertiary monophosphines and monoarsines
  作者：J. Chatt、G. J. Leigh、D. M. P. Mingos、Rosemary J. Paske

  DOI：10.1039/j19680002636

  日期：——

  The preparation and some physical properties of complexes of the types [MX3L3] where M = Re, Ru, or Os and [MX4L2] where M = Re, Os, or Ir and L = tertiary monophosphines are described. A few tertiary monoarsine analogues are also included.

  描述了[MX 3 L 3 ]，其中M = Re，Ru或Os和[MX 4 L 2 ]，其中M = Re，Os或Ir，L =叔单膦的配合物的制备和一些物理性质。还包括一些叔单ar类似物。
• Studies of transition-metal oxo- and nitrido-complexes. Part 5. Oxo-osmium ester complexes with quinuclidine and related amines
  作者：Martin Schröder、Alastair J. Nielson、William P. Griffith

  DOI：10.1039/dt9790001607

  日期：——

  trans-dioxo-complexes [OsO2(O2R)(NC7H13)L]. The adduct OsO4·NC7H13 reacts with dienes R (R = cyclohexa-1,3-diene, cyclo-octa-1,5-diene, or 2,5-dimethylhexa-2,4-diene) to give products [Os2O4(O4R)(NC7H13)2}n] or [OsO2(O2R)(NC7H13)}2]. With alkynes R they give [Os2O4(O4R)(NC7H13)2}n]·nS (R = C2H2, S = benzene, toluene, or carbon tetrachloride) and [Os2O4(O4R)(NC7H13)2}n](R = PhC2H); these products

  of（VI）酯络合物[OsO 2（O 2 R）（NC 7 H 13）} 2 ]是通过单烯烃R（R =环己烯，乙烯或二苯乙烯）与加合物OsO 4 ·NC 7 H反应形成的13（NC 7 H 13 =喹核苷）含有不对称的Os 2 O 2桥；在溶液中，它们具有五坐标单体结构。与叔胺L（L =吡啶，甲基咪唑，5,6-二甲基苯并咪唑或奎尼啶）一起，它们会给出相应的反式-二氧杂合物[OsO 2（O 2R）（NC 7 H 13）L]。加合物OsO 4 ·NC 7 H 13与二烯R（R =环己-1,3-二烯，环八-1,5-二烯或2,5-二甲基六-2,4-二烯）反应生成产物[Os 2 O 4（O 4 R）（NC 7 H 13）2 } n ]或[OsO 2（O 2 R）（NC 7 H 13）} 2 ]。使用炔烃R可以得到[Os 2 O 4（O 4 R）（NC 7 H 13）2} n ]· n S（R =