रूथेनियम टेट्रोक्साइड

रूथेनियम टेट्रोक्साइड सूत्र RuO4के साथ अकार्बनिक यौगिक है यह एक पीला अस्थिर ठोस है जो कमरे के तापमान के पास पिघलता है। इसमें ओजोन की गंध होती है। नमूने विशिष्ट रूप से अशुद्धियों के कारण काले होते हैं। अनुरूप OsO4अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और बेहतर जाना जाता है। यह हाइपररूथेनिक अम्ल (H2RuO5) का एनहाइड्राइड भी है।कुछ विलायक में से एक जिसमें RuO4 स्थिर विलयन बनाता है CCl4 है।

तैयारी
रूथेनियम (III) क्लोराइड के NaIO के साथ ऑक्सीकरण द्वारा RuO4 तैयार किया जाता है


 * 8 Ru3+(aq) + 5IO4−(aq) + 12H2O (l) → 8RuO4(s) + 5 I−(aq) + 24 H+(aq)

इसकी चुनौतीपूर्ण अभिक्रियाशीलता के कारण, RuO4 यह हमेशा सीटू में उत्पन्न होता है और कम से कम कार्बनिक अभिक्रियाओं में उत्प्रेरक मात्रा में उपयोग किया जाता है।

संरचना
RuO4 दो क्रिस्टल संरचनाएं बनाता है, एक घन समरूपता के साथ और दूसरा एकनताक्ष समरूपता के साथ, जो OsO4 के लिए समप्ररूपी है।अणु एक टेट्राहेड्रल आणविक ज्यामिति को अपनाता है, जिसमें Ru–O दूरी 169 से 170 प्रति मीटर तक होती है।

रूथेनियम का अयस्कों से अलगाव
RuO4 का मुख्य व्यावसायिक मान रूथेनियम यौगिकों और अयस्कों से धातु के उत्पादन में एक मध्यवर्ती के रूप में है। अन्य प्लेटिनम समूह धातुओं (पीजीएम) की तरह, रूथेनियम कम सांद्रता में होता है और प्रायःअन्य पीजीएम के साथ मिश्रित होता है। OsO4 के साथ में, इसे क्लोरीन-ऑक्सीडाइज़्ड अर्क के आसवन द्वारा अन्य PGM से अलग किया जाता है। रूथेनियम को RuO4को हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ अपचयित करके OsO4 से अलग किया जाता है  , एक प्रक्रिया जो [RuO4]0/- युगल के लिए अत्यधिक सकारात्मक अपचयन क्षमता का फायदा उठाती है।

कार्बनिक रसायन
RuO4 का कार्बनिक रसायन शास्त्र में विशेष महत्व है क्योंकि यह लगभग किसी भी हाइड्रोकार्बन को ऑक्सीकरण करता है। उदाहरण के लिए, यह एडामेंटेन को 1-एडामैंटानॉल में ऑक्सीकृत करेगा। क्योंकि यह इतना आक्रामक आक्सीकारक है, अभिक्रिया की स्थिति हल्की होनी चाहिए, सामान्यतः कमरे के तापमान पर होनी चाहिए।यद्यपि एक मजबूत आक्सीकारक, RuO4 ऑक्सीकरण स्टीरियोसेंटर को परेशान नहीं करते हैं जो ऑक्सीकृत नहीं होते हैं। एक कार्बोज़ाइलिक अम्ल के लिए निम्नलिखित डायोल ऑक्सीकरण का उदाहरण है:


 * RuO4oxidation.png
 * एपॉक्साइड अल्कोहल का ऑक्सीकरण एपॉक्साइड रिंग के निम्नीकरण के बिना भी होता है:


 * RuO4epoxy.png
 * मृदु परिस्थितियों में, ऑक्सीडेटिव अभिक्रिया इसके बदले में एल्डिहाइड पैदा करती है। रुओ4 माध्यमिक अल्कोहल को आसानी से कीटोन्स में परिवर्तित करता है।यद्यपि इसी तरह के परिणाम अन्य सस्ते आक्सीकारक जैसे कि पाइरिडिनियम क्लोरोक्रोमेट- या डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड आक्सीकारक, रुओ के साथ प्राप्त किए जा सकते हैं।4 आदर्श है जब एक बहुत जोरदार आक्सीकारक की आवश्यकता होती है, लेकिन हल्की स्थिति बनाए रखनी चाहिए। इसका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में आंतरिक अल्केन्स को 1,2-डाइकेटोन्स और टर्मिनल एल्केनीज़ को प्राथमिक अल्कोहल के साथ कार्बोक्जिलिक एसिड में ऑक्सीकरण करने के लिए किया जाता है। जब इस तरीके से उपयोग किया जाता है, तो रूथेनियम (VIII) ऑक्साइड का उपयोग उत्प्रेरक मात्रा में किया जाता है और रूथेनियम (III) क्लोराइड और acetonitrile, पानी और कार्बन टेट्राक्लोराइड के विलायक मिश्रण में सोडियम की अवधि को मिलाकर पुन: उत्पन्न किया जाता है। रुओ4 ओजोनोलिसिस के समान एक तरीके से कार्बोनिल उत्पादों का उत्पादन करने के लिए आसानी से दोहरे बंधनों को तोड़ता है। ऑस्मियम टेट्रोक्साइड|OsO4, एक अधिक परिचित आक्सीकारक है जो संरचनात्मक रूप से RuO के समान है4, दोहरे बंधनों को विभाजित नहीं करता है, इसके बदले में वाइसिनल (रसायन विज्ञान) डायोल उत्पादों का उत्पादन करता है।यद्यपि, कम अभिक्रिया समय और सावधानीपूर्वक नियंत्रित स्थितियों के साथ, RuO4 डाइहाइड्रॉक्सिलेशन के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
 * Under milder conditions, oxidative reaction yields aldehydes instead. RuO4 readily converts secondary alcohols into ketones. Although similar results can be achieved with other cheaper oxidants such as PCC- or DMSO-based oxidants, RuO4 is ideal when a very vigorous oxidant is needed, but mild conditions must be maintained. It is used in organic synthesis to oxidize internal alkynes to 1,2-diketones, and terminal alkynes along with primary alcohols to carboxylic acids. When used in this fashion, the ruthenium(VIII) oxide is used in catalytic amounts and regenerated by the addition of sodium periodate to ruthenium(III) chloride and a solvent mixture of acetonitrile, water and carbon tetrachloride. RuO4 readily cleaves double bonds to yield carbonyl products, in a manner similar to ozonolysis. OsO4, a more familiar oxidant that is structurally similar to RuO4, does not cleave double bonds, instead producing vicinal diol products. However, with short reaction times and carefully controlled conditions, RuO4 can also be used for dihydroxylation.

क्योंकि रुओ4 सी-सी बॉन्ड के डायहाइड्रॉक्सिलेशन और क्लीवेज द्वारा एरेन्स (विशेष रूप से इलेक्ट्रॉन-समृद्ध वाले) के दोहरे बंधनों को कम कर देता है, जिस तरह से कुछ अन्य अभिकर्मक कर सकते हैं, यह कार्बोक्जिलिक एसिड के लिए डिप्रोटेक्शन अभिकर्मक के रूप में उपयोगी है जो एरील समूह (आमतौर पर फिनाइल या पी) के रूप में प्रच्छन्न होते हैं। -मेथॉक्सीफेनिल)। क्योंकि बनने वाले टुकड़े RuO द्वारा स्वयं आसानी से ऑक्सीकरण योग्य होते हैं4कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए एरेन कार्बन परमाणुओं का एक बड़ा अंश संपूर्ण ऑक्सीकरण से गुजरता है। नतीजतन, परिवर्तन की व्यावहारिकता को सीमित करते हुए, कार्बोक्जिलिक एसिड में पूर्ण रूपांतरण प्राप्त करने के लिए टर्मिनल आक्सीकारक (अक्सर 10 समतुल्य प्रति एरील रिंग से अधिक) के कई समकक्षों की आवश्यकता होती है।

हालांकि RuO4 की अपेक्षाकृत उच्च लागत के कारण प्रत्यक्ष आक्सीकारक के रूप में उपयोग किया जाता है4 यह एक कोऑक्सीडेंट के साथ उत्प्रेरक का भी उपयोग किया जाता है। RuO के साथ चक्रीय अल्कोहल के ऑक्सीकरण के लिए4 एक उत्प्रेरक के रूप में और ब्रोमेट आधार (रसायन विज्ञान) स्थितियों के तहत आक्सीकारक के रूप में, RuO4 पहले हाइड्रॉक्साइड द्वारा सक्रिय किया जाता है, हाइपररूथनेट आयनों में बदल जाता है:


 * रुओ4 + ओह− → एचआरयूओ5 -

अभिक्रिया एक ग्लाइकोलेट कॉम्प्लेक्स के माध्यम से आगे बढ़ती है।

अन्य उपयोग
रूथेनियम टेट्रोक्साइड एक संभावित धुंधला एजेंट है। इसका उपयोग वसायुक्त तेलों या प्रिंट के वसामय प्रदूषकों में निहित वसा के संपर्क में आने पर भूरे/काले रूथेनियम डाइऑक्साइड में बदल कर अव्यक्त उंगलियों के निशान को उजागर करने के लिए किया जाता है।

परमाणु दुर्घटनाओं द्वारा गैसीय विमोचन
रूथेनियम टेट्रोक्साइड की बहुत अधिक अस्थिरता के कारण रूथेनियम के समस्थानिकों को उनके अपेक्षाकृत कम आधे जीवन के साथ परमाणु दुर्घटना द्वारा जारी होने की स्थिति में आयोडीन-131 के बाद दूसरा सबसे खतरनाक गैसीय समस्थानिक माना जाता है।   रूथेनियम के दो सबसे महत्वपूर्ण रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं 103रु और 106रु. इनकी अर्ध-आयु क्रमशः 39.6 दिन और 373.6 दिन होती है।