Trichlorek fosforylu
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
POCl3 | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
153,33 g/mol | ||||||||||||||||||
| Wygląd |
bezbarwna, przezroczysta ciecz, dymiąca w wilgotnym powietrzu | ||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||
| PubChem |
{{{nazwa}}}, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: (ang.). | ||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||
Trichlorek fosforylu (tlenochlorek fosforu(V)), POCl3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków kwasowych, zawierający grupę fosforylową P=O oraz trzy atomy chloru przyłączone do atomu fosforu.
Przemysłowo jest otrzymywany z trichlorku fosforu i tlenu lub pięciotlenku fosforu. Znajduje zastosowanie jako surowiec do otrzymywania fosforanów organicznych, katalizatorów, plastyfikatorów, środków chlorujących.
Struktura
Podobnie jak fosforany, cząsteczka tego związku ma kształt tetraedru. Występują w niej trzy wiązania pojedyncze P-Cl oraz bardzo silne wiązanie podwójne P=O z szacowaną energią dysocjacji około 533,5 kJ/mol.
Własności chemiczne
Chlorek fosforylu to bezbarwna ciecz, dymiąca na powietrzu wskutek hydrolizy, powodującej powstanie kwasu fosforowego i duszących oparów kwasu solnego. Reaguje z wodą i alkoholami dając odpowiednio kwas fosforowy lub estry, fosforany, na przykład:
- O=PCl3 + 3 H2O → O=P(OH)3 + 3 HCl
- O=PCl3 + 3 ROH → O=P(OR)3 + 3 HCl
- gdzie ROH – alkohol
Reakcje te często prowadzi się w obecności pirydyny lub amin neutralizujących wydzielający się chlorowodór.
Ogrzewanie z nadmiarem fenoli w obecności katalizatora będącego kwasem Lewisa, na przykład chlorku magnezu, daje fosforany triarylowe:
- 3 ArOH + O=PCl3 → O=P(OAr)3 + 3 HCl
Związek może również działać jako zasada Lewisa, tworząc addukty z kwasami Lewisa, jak na przykład z tetrachlorkiem tytanu:
- Cl3P+-O− + TiCl4 → Cl3P+-O-−TiCl4
Addukt z chlorkiem glinu (POCl3·AlCl3) jest bardzo stabilny, w związku z tym POCl3 można używać do dokładnego usuwania AlCl3 ze środowiska reakcji Friedla-Craftsa. POCl3 reaguje w obecności AlCl3 z bromowodorem dając POBr3.
Otrzymywanie
Związek można wytworzyć w reakcji trichlorku fosforu z tlenem w temperaturze od 20 do 25 °C (użycie powietrza nie jest skuteczne):
- 2 PCl3 + O2 → 2 O=PCl3
Inną metodą syntezy jest reakcja chlorku fosforu(V) (PCl5) i tlenku fosforu(V) (P4O10). Ponieważ oba te związki są ciałami stałymi, reakcję przeprowadza się przez chlorowanie mieszaniny ciekłego PCl3 z P4O10. Powoduje to powstanie PCl5 in situ. W miarę zużywania PCl3 rozpuszczalnikiem staje się wytworzony POCl3:
- 6 PCl3 + 6 Cl2 → 6 PCl5
- 6 PCl5 + P4O10 → 10 POCl3
Obie te metody są stosowane przemysłowo[1].
Chlorek fosforu(V) w reakcji z jednym ekwiwalentem wody również daje POCl3, ale reakcję tę jest trudniej kontrolować, gdyż POCl3 może ulegać dalszej reakcji z wodą, zgodnie z dwuetapowym mechanizmem hydrolizy PCl5[2]:
- PCl5 + H2O → POCl3 + 2 HCl
- POCl3 + 3 H2O → H3PO4 + 3 HCl
Zastosowanie
Najważniejszym zastosowaniem tego związku jest wytwarzanie triarylowych fosforanów takich, jak fosforan trifenylu OP(OC6H5)3 i trikrezolu OP(OC6H4CH3)3. Używane są one jako plastyfikatory PCW oraz substancje nadające ogniotrwałość. Fosforany trialkilowe, jak fosforan tributylu, są stosowane jako rozpuszczalniki w ekstrakcji ciecz-ciecz w przerobie zużytego paliwa jądrowego.
- ↑ Fabien Caillé. Phosphorus Oxychloride. „Synlett”, 2011. DOI: 10.1055/s-0030-1260574.
- ↑ Philip John Durrant, Bryl Durrant: Zarys współczesnej chemii nieorganicznej. Warszawa: PWN, 1965, s. 834.