Tétroxyde d’osmium

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Le tétroxyde d’osmium (en plus de l’oxyde d’osmium (VIII)) est le composé de substance avec la recette OsO4. Le composé est important pour ses nombreuses utilisations, malgré sa nocivité et la rareté de l’osmium. Il a en outre diverses propriétés irrégulières, l’une étant que le fort est instable. Le composé est terne, mais la plupart des exemples semblent jaunes. Ceci est sans doute dû à la présence de la pollution OsO2, qui est de couleur jaune-terreuse en ombrage.

Utilise du tétroxyde d’osmium

Synthèse organique du tétroxyde d’osmium

En synthèse organique, OsO4 est largement utilisé pour oxyder les alcènes en diols vicinaux, en ajoutant deux groupes hydroxyle du même côté (addition de syn). Voir la réaction et le mécanisme ci-dessus. Cette réaction a été rendue à la fois catalytique (dihydroxylation Upjohn) et asymétrique (dihydroxylation asymétrique Sharpless).

L’oxyde d’osmium (VIII) est également utilisé en quantités catalytiques dans l’oxyamination Sharpless pour donner des amino-alcools vicinaux.

En association avec le periodate de sodium, OsO4 est utilisé pour le clivage oxydatif des alcènes (oxydation de Lemieux-Johnson) lorsque le periodate sert à la fois à cliver le diol formé par dihydroxylation et à réoxyder l’OsO3 en OsO4. La transformation nette est identique à celle produite par ozonolyse. Ci-dessous un exemple de la synthèse totale d’Isosteviol.

Isosteviol-OsO4.svg

Biological staining

OsO4 is a widely used staining agent used in transmission electron microscopy (TEM) to provide contrast to the image. As a lipid stain, it is also useful in scanning electron microscopy (SEM) as an alternative to sputter coating. It embeds a heavy metal directly into cell membranes, creating a high electron scattering rate without the need for coating the membrane with a layer of metal, which can obscure details of the cell membrane. In the staining of the plasma membrane, osmium(VIII) oxide binds phospholipid head regions, thus creating contrast with the neighboring protoplasm (cytoplasm). Additionally, osmium(VIII) oxide is also used for fixing biological samples in conjunction with HgCl2. Its rapid killing abilities are used to quickly kill live specimens such as protozoa. OsO4 stabilizes many proteins by transforming them into gels without destroying structural features. Tissue proteins that are stabilized by OsO4 are not coagulated by alcohols during dehydration. Osmium(VIII) oxide is also used as a stain for lipids in optical microscopy. OsO4 also stains the human cornea.

A sample of cells fixed/stained with osmium tetroxide (black) embedded in epoxy resin (amber). The cells are black as a result of the effects of osmium tetroxide.

Coloration polymère

Il est également utilisé pour colorer préférentiellement les copolymères, l’exemple le plus connu étant les copolymères à blocs dont une phase peut être colorée de manière à montrer la microstructure du matériau. Par exemple, les copolymères blocs styrène-butadiène ont une chaîne centrale en polybutadiène avec des embouts en polystyrène. Lorsqu’elle est traitée avec OsO4, la matrice butadiène réagit préférentiellement et absorbe ainsi l’oxyde. La présence de métal lourd est suffisante pour bloquer le faisceau d’électrons, de sorte que les domaines de polystyrène sont clairement visibles dans les couches minces en TEM.

Raffinage du minerai d’osmium

L’OsO4 est un intermédiaire dans l’extraction de l’osmium de ses minerais. Les résidus contenant de l’osmium sont traités avec du peroxyde de sodium (Na2O2) formant Na2 [OsO4 (OH) 2], qui est soluble. Lorsqu’il est exposé au chlore, ce sel donne OsO4. Dans les dernières étapes du raffinage, l’OsO4 brut est dissous dans du NaOH alcoolique formant Na2 [OsO2 (OH) 4], qui, lorsqu’il est traité avec NH4Cl, donne (NH4) 4 [OsO2Cl2]. Ce sel est réduit sous hydrogène pour donner de l’osmium.

Adduit Buckminsterfullerène

OsO4 a permis la confirmation du modèle de ballon de football de buckminsterfullerène, un allotrope de carbone de 60 atomes. L’adduit, formé à partir d’un dérivé d’OsO4, était C60 (OsO4) (4-tert-butylpyridine) 2. L’adduit a rompu la symétrie du fullerène, permettant la cristallisation et la confirmation de la structure du C60 par cristallographie aux rayons X.

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