Fosforil-hlorid

Fosforil-hlorid – koji se obično naziva fosfor-oksihlorid – je bezbojna tečnost sa formulom POCl₃. Hidrolizira u vlažnom zraku, otpuštanjem fosforne kiseline i isparenjem hlorovodika. Industrijski se proizvodi u velikim količinama, od fosfor-trihlorida i kisika ili pentoksida.

To je toksična tečnost koja emituje jaka isparenja. Formalno gledano, građen je od trostrukog acil-hlorida i kiseline. Važna je sirovina u hemijskoj industriji.

Sinteza

Za dobijanje fosforil-hlorida, postoji nekoliko mogućnosti. Većina se izvodi iz fosfor-trihlorida ili fosfor-pentahlorida.

Fosforil-lorid se industrijski pripremla, između ostalog, ubrizgavanjem plinovitog kisika u tečni fosfor-trihlorid. Ovo je bveoma egzotermna reakcija:

$\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}$.

Fosforil-hlorid se također dobija reakcijom hlora i ugljik-monoksida sa kalcij-fosfatom na visokim temperaturama (350 °C):

$\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{a}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{9}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{4}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$.

Reakcija sumpor-dioksida, dihloroacetatne kiseline, fosfor-trihlorida daje fosforil-hlorid i tionil hlorid:

$\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$.

Reakcija fosfor-pentahlorida sa oblicima sumpor-dioksida, kao i fosforil-lorida i tionilhlorida:

$\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$.

Nadalje, fosforil-lorid može se pripremiti reakcijom fosfor-pentahlorida sa bornom ili oksalnom kiselinom:

$\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{B}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

$\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Fosfor-pentahlorid može reagirati i sa fosfor-pentoksidom kada nastaje fosforil-hlorid:

$\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{5}}\mathrm{⟶}\mathrm{5}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}$.

Fosfor-pentahlorid hidrolizira u vodu i fosforil-hlorid:

$\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

Međutim, ova reakcija se teško kontrolira: višek vode nastavlja do potpune hidrolize pentahlorida do pentafosforne kiseline i hlorovodika:

$\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{5}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

Fosforil-hlorid može se dobiti od kalij-hlorida, oprezno ga dodajući na fosfor-trihlorid:

$\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}$..

Primjena

Fosforil-hlorid je zajednički hlorirajući agens u organskim reakcijama. Koristi se za proizvodnju organofosfornih spojeva i goriva, hidrauličnih tekućina, maziva i plastičnih aditiva, kao što su plastifikatori i insekticidi. Također se mogu koristiti i za proizvodnju živčanig agenasa, koji podliježu strogoj kontroli:

U Bischler-Napieralski reakciji služi kao supstanca dehidrator.

Reakcija sa alkoholom, koja je egzotermna, daje fosfatne estre:

$\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{⟶}{\mathrm{R}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Ova vrsta reakcija, posebno u slučaju aromatskih alkohola (kao što su derivati fenola), je moguća u industrijskoj proizvodnji.

Svojstva i reakcije

Fosforil-hlorid se u vodi razlaže spontano u sonu i fosfornu kiselinu. Reakcija je egzotermna i može biti eksplozivna:

$\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

Supstanca burno reagira s alkoholima, fenolima i aminima. Vrlo je korozivna i utiče na mnoge druge materijale.

Toksičnost i sigurnost

Fosforil-lorid je korozivan za oči, kožu i respiratorni trakt. Para je oko pet puta teža od zraka. Udisanje isparenja može uzrokovati edem, a Izloženost visokim dozama može biti fatalna. Efekti mogu biti odloženi.

Također pogledajte

• Fosfor
• Hlor

Vanjski linkovi

• MSDS van fosforylchloride Šablon:Webarchive