인산염

Phosphonium
모인산염+
4 계통인 PH의 구조.

인산염(더 모호하게:인산염) 양이온은 화학 공식 PR+
4(R = H, 알킬, 아릴, 할리드)을 가진 다원자 양이온을 설명한다. 이 양이온들은 사면체 구조를 가지고 있다. 염분은 일반적으로 무색이거나 음이온의 색을 취한다.[1]

인산염 계수의 종류

양성인산

모포인산염은 요오드염인 인산염에서 발견되는 PH이다+
4. 모체+
4 PH의 염분은 거의 접하지 않지만, 이 이온은 산업적으로 유용한 테트라키스(히드록시메틸)인산염화물의 준비의 중간이다.

PH3 + HCl + 4 CH2O → P(CH
2OH)+
4Cl−

많은 유기인산염은 1차, 2차 및 3차 인산염의 양성화에 의해 생성된다.

PR3 + H+ → HPR+
3

인산염의 기본성은 일반적인 추세를 따르며, R = 알킬은 R = 아릴보다 더 기본적이다.[2]

테트라오르가노인스포늄 양이온

가장 흔한 인산염 화합물은 인에 부착된 4개의 유기 대체물을 가지고 있다. 쿼터나리 인산염 계수는 테트라페닐인산염, (CH65)4P+ 및 테트라메틸인산염 P(CH
3)를 포함한다.+
4

테트라메틸인스포늄브로미드[3]
고체 "인산화 펜타클로라이드"의 구조로 테트라클로인산염으로의 자동 이온화를 나타낸다.[4]

quaternary phosphonium cations(PR+
4)는 유기인산염의 알키플레이션에 의해 생성된다.[3] 예를 들어, 트리페닐인산염과 브롬화 메틸리페닐인산염 브롬화물의 반응은 다음과 같이 메틸트리페닐인산염 브로미드를 준다.

PPh3 + CH3Br → [CH3PPh3]+Br−

그러한 인포늄염의 메틸 그룹은 약한 산성으로 pK는 15에a 가까운 것으로 추정된다.[5]

[CHPPh33]+ + 베이스 → CH2=PPh3 + [Hbase]+

이 감응 반응은 위티그 시약을 준다.[6]

인 펜타클로라이드 및 관련 화합물

고형 인 펜타클로라이드는 이온 화합물로서 PCl을+
4−
6 공식화한 것, 즉 테트라클로로포스포늄 양이 함유된 소금이다.[7][8] 희석 용액은 다음 평형에 따라 분리된다.

PCl5 ⇌ PCl+
4 + Cl−

트리페닐인산디클로로이드(PhPCl32)는 매질에 따라 펜타코르딘인산염화물과 클로로트페닐인산염화염화물로 모두 존재한다.[9] PCL과5 비슷한 상황이다. 극지방 용액에서는 이온 화합물(PPHCl3)+Cl이며−, 극지방 용액에서는 삼차성 이피라미달 분자 형상을 가진 분자 종이다.[10]

알코시인스포늄염: 아르부조프 반응

미카엘리스-아르부조프 반응은 알킬 할리드를 가진 3가 인 에스테르의 화학반응으로 펜타발렌트 인종과 또 다른 알킬 할리드를 형성한다. 일반적으로 인 기질은 인산 에스테르(P(OR))3이고 알킬화제는 알킬 요오드화물이다.[11]

The mechanism of the Michaelis–Arbuzov reaction

사용하다

직물 마감재

테트라키스(hydroxymethyl)포스포늄염화물이 섬유 생산에 사용된다.

테트라키스(hydroxymethyl)인산염화물은 면직물과 기타 셀룰로오스 직물의 주름 방지 및 내화성 마감재 생산에 산업적으로 중요하다.[12][13] 불꽃 방지 마감은 THPC가 요소 처리되는 Provan 프로세스에 의해 THPC에서 준비할 수 있다.[14] 요인은 THPC의 히드록시메틸 그룹과 응축된다. 인산염 구조는 이 반응의 결과로 인산염 산화물로 변환된다.[15]

위상 전달 촉매 및 침전제

유기인산염은 지방질이므로 4차 암모늄염과 마찬가지로 위상 전이 촉매에 유용할 수 있다. 염류 또는 무기 음이온과 테트라페닐인스포늄(PPH+
4)은 극성 유기 용매에 용해된다. 한 가지 예가 페레네이트(PPH4[ReO4])이다.[16]

유기합성용 시약

위티그 시약은 유기합성에 사용된다. 그것들은 인산염에서 유래되었다. 감응을 위해 부틸리튬 또는 아미드나트륨과 같은 강한 베이스가 필요하다.

[Ph3P+CH2R]X− + C4H9Li → Ph3P=CHR + LiX + C4H10

가장 단순한 이라이드 중 하나는 메틸렌트리페닐인스포레인(PhP3=CH2)이다.[6]

PhPX(X = Cl, Br) 화합물은 키르사노프 반응에 사용된다.[17] Kinnear-Perren 반응은 알킬포스포니델 디클로로이드(RP(O)Cl2)와 에스테르(RP(ORR))2를 준비하는 데 사용된다. 주요 매개체는 알킬트리클로로포스포늄염으로, 인산염 트리클로라이드를 알킬화하여 얻은 것이다.[18]

RCl + PCl3 + AlCl3 → [RPCl3]+AlCl−
4

"녹색 수소"를 위한 암모니아 생산

오늘날 암모니아 생산을 위한 주요 산업절차는 열 하버-보쉬 공정으로, 일반적으로 화석가스를 수소원으로 사용하며, 그 다음 질소와 결합하여 암모니아를 생산한다. 2021년 더그 맥팔레인 교수와 공동 연구자인 알렉산드르 시모노프와 모나시 대학의 브라이언 수얀토 교수는 하버보쉬 식물을 쓸모없게 만들 수 있는 잠재력을 가진 녹색 암모니아 생산 방법을 고안했다.[19] 그들의 과정은 수소를 생산하기 위한 전기분해 접근법과 유사하다. 수란토는 전기분해로 소금물 표백제를 만들고 싶었던 현지 업체 베르단트와 함께 작업하던 중 테트라알킬 인산염 소금이 상온에서 암모니아를 효율적으로 생산할 수 있다는 사실을 발견했다.[20]

참고 항목

참조

  1. ^ Corbridge, D. E. C. (1995). Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology (5th ed.). Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-89307-9.
  2. ^ Li, T.; Lough, A. J.; Morris, R. H. (2007). "An Acidity Scale of Tetrafluoroborate Salts of Phosphonium and Iron Hydride Compounds in [D2]Dichloromethane". Chem. Eur. J. 13 (13): 3796–3803. doi:10.1002/chem.200601484. PMID 17245785.
  3. ^ a b H.-F. Klein (1978). "Trimethylphosphonium Methylide (Trimethyl Methylenephosphorane)". Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. Vol. 18. pp. 138–140. doi:10.1002/9780470132494.ch23. ISBN 9780470132494.
  4. ^ Finch, A.; Fitch, A.N.; Gates, P.N. (1993). "Crystal and Molecular structure of a metastable modification of phosphorus pentachloride". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (11): 957–958. doi:10.1039/c39930000957.
  5. ^ Ling-Chung, Sim; Sales, Keith D.; Utley, James H. P. (1990). "Measurement of pKa Values for Phosphonium Salts via the Kinetics of Proton Transfer to an Electrogenerated Base". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (9): 662. doi:10.1039/C39900000662.
  6. ^ a b Wittig; Schoellkopf, U. (1960). "Methylenecyclohexane". Organic Syntheses. 40: 66. doi:10.15227/orgsyn.040.0066.. PhP3=CH를2 설명한다.
  7. ^ Holleman, A. F.; Wiber, E.; Wiberg, N. (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
  8. ^ Suter, R. W.; Knachel, H. C.; Petro, V. P.; Howatson, J. H. & Shore, S. G. (1978). "Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents". Journal of the American Chemical Society. 95 (5): 1474–1479. doi:10.1021/ja00786a021.
  9. ^ S. M. Godfrey; C. A. McAuliffe; R. G. Pritchard; J. M. Sheffield (1996). "An X-ray crystallorgraphic study of the reagent Ph3PCl2; not charge-transfer, R3P–Cl–Cl, trigonal bipyramidal or [R3PCl]Cl but an unusual dinuclear ionic species, [Ph3PCl+⋯Cl–⋯+CIPPh3]Cl containing long Cl–Cl contacts". Chemical Communications (22): 2521–2522. doi:10.1039/CC9960002521.
  10. ^ Jennings, EV; Nikitin, K; Ortin, Y; Gilheany, DG (2014). "Degenerate Nucleophilic Substitution in Phosphonium Salts". J. Am. Chem. Soc. 136 (46): 16217–16226. doi:10.1021/ja507433g. PMID 25384344.
  11. ^ Bhattacharya, A. K.; Thyagarajan, G. (1981). "Michaelis–Arbuzov rearrangement". Chem. Rev. 81 (4): 415–430. doi:10.1021/cr00044a004.
  12. ^ Weil, Edward D.; Levchik, Sergei V. (2008). "Flame Retardants in Commercial Use or Development for Textiles". J. Fire Sci. 26 (3): 243–281. doi:10.1177/0734904108089485. S2CID 98355305.
  13. ^ 스바라, 위르겐, 웨페링, 노르베르트, 호프만, 토마스. 인화 화합물, 유기체. 울만의 산업 화학 백과사전 John Wiley & Sons, Inc., 2008 doi:10.1002/14356007.a19_545.pub2
  14. ^ "Frequently asked questions: What is the PROBAN® process?". Rhodia Proban. Retrieved February 25, 2013.
  15. ^ Reeves, Wilson A.; Guthrie, John D. (1956). "Intermediate for Flame-Resistant Polymers-Reactions of Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium Chloride". Industrial and Engineering Chemistry. 48 (1): 64–67. doi:10.1021/ie50553a021.
  16. ^ Dilworth, J. R.; Hussain, W.; Hutson, A. J.; Jones, C. J.; McQuillan, F. S. (1996). "Tetrahalo Oxorhenate Anions". Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. Vol. XXXI. pp. 257–262. doi:10.1002/9780470132623.ch42. ISBN 9780470132623.
  17. ^ 오르간인스포러스 화학에 관한 연구 I. 3차 인광 다이할리드 G. A. A. A. Wiley, R. L. Hershkowitz, B. M. Line, B. Lin, B. C. Jung J. Am. Chem. Soc, 1964, 86(5), 페이지 964–965 doi:10.1021/ja01059a073
  18. ^ Svara, J.; Weferling, N.; Hofmann, T. "Phosphorus Compounds, Organic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a19_545.pub2.
  19. ^ 획기적인 발전으로 친환경 암모니아 생산량이 현실로 다가옴
  20. ^ 고효율 암모니아에 대한 질소 저감 및 인산염 양성자 셔틀에 기반한 비율