오타클로라이드 인

Phosphorus pentachloride
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오타클로라이드 인
Phosphorus pentachloride (gas phase structure)
Phosphorus pentachloride
Phosphorus-pentachloride-3D-vdW.png
Phosphorus pentachloride ampoule.jpg
이름
IUPAC 이름
오타클로라이드 인
염화인(V)
기타 이름
펜타클로로인스포레인
식별자
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.030.043 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 233-060-3
펍켐 CID
RTECS 번호
  • TB6125000
유니
UN 번호 1806
  • InChi=1S/Cl5P/c1-6(2,3,4)5 ☒N
    키: UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • InChi=1/Cl5P/c1-6(2,3,4)5
    키: UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYAP
  • CLP(Cl)(Cl)(Cl)Cl
특성.
CL5P
어금질량 208.22 g·201−1
외관 노랗게 물든 하얀 결정체
냄새 톡 쏘는 듯한 기분[1] 나쁜
밀도 2.1 g/cm3
녹는점 160.5°C(320.9°F, 433.6K)
비등점 166.8°C(332.2°F, 439.9K) 승화
반응하다
용해성 CS2, 클로로카본, 벤젠에 용해성
증기압 1.11kPa(80°C)
4.58 kPa(100 °C)[2]
구조
사방형의
D3h(트리거 바이프라임)
0 D
열화학
111.5 J/mol·K[2]
364.2 J/몰·K[2]
위험
GHS 라벨 표시:
GHS05: CorrosiveGHS06: ToxicGHS08: Health hazard[3]
위험하다.
H302, H314, H330, H373[3]
P260, P280, P284, P305+P351+P338, P310[3]
NFPA 704(화재 다이아몬드)
3
0
2
플래시 포인트 불연성
치사량 또는 농도(LD, LC):
660mg/kg(랫드, 구강)[4]
205 mg/m3(랫드)[4]
1020 mg/m3(mouse, 10분)[4]
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 1mg/m3[1]
REL(권장)
 TWA 1mg/m3[1]
IDLH(즉시 위험)
 70 mg/m3[1]
안전 데이터 시트(SDS) ICSC 0544
관련 화합물
관련 인 펜타하이드
 오타플루오린화 인
펜타브로마이드 인
펜타이오디드 인
관련 화합물
 삼염화인
염화인포릴
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

인 펜타클로라이드는 PCl이라는5 공식을 가진 화학 화합물이다. PCl과3 POCl이3 가장 중요한 인산염화제 중 하나이다. PCl은5 염화 시약으로 사용된다. 상업용 샘플은 황색을 띠며 염화수소로 오염될 수 있지만 무색, 수분에 민감하고 습기에 민감한 고체다.

구조

염화물 인의 구조는 항상 VSEPR 이론과 일치한다. PCl의5 구조는 환경에 따라 다르다. 기체와 용융된 PCl은5 삼각형 바이프라임 기하학과 (D3h) 대칭을 가진 중성 분자다. 이 종(PCl−
6, 이하 참조)의 고밸런스 성질은 비결합 분자 궤도(분자 궤도 이론) 또는 공명(밸런스 결합 이론)을 포함시켜 설명할 수 있다. 이 삼각형 쌍극성 구조는 CS와2 CCl과4 같은 비극성 용매에서 지속된다.[5] 솔리드 스테이트에서 PCl은5 이온 화합물이고, 공식화된 PClPCl이다+
4−
6.[6]

고형 인 펜타클로라이드 구조로, 고농도에서의 자동 이온화를 보여준다.[7]

극성 용매의 용액에서 PCl은5 자가이온화를 겪는다.[8] 희석 용액은 다음 평형에 따라 분리된다.

PCl5 ⇌ PCl+
4 + Cl−

농도가 높을수록 두 번째 평형이 더 일반화된다.

2 PCl5 ⇌ PCl+
4 + PCl−
6

양이온 PCl과+
4 음이온 PCl은−
6 각각 사면체와 팔면체다. 한때 용액 PCl이5 희미한 구조인 PCl을210 형성한다고 생각했지만, 이 제안은 라만 분광 측정에 의해 뒷받침되지 않는다.

관련 오타클로라이드

또한 AsCl과5 SbCl은5 삼각형 두피라미드 구조를 채택한다. 관련 결합 거리는 오후 211시(As-Cleq), 221시(As-Clax), 227시(Sb-Cleq), 233.3시(Sb-Clax)이다.[9] 저온에서 SbCl은5 구조적으로 니오비움 펜타클로로이드와 관련이 있는 디옥타헤드랄 SbCl로210 변환한다.

준비

PCl은5 PCl의3 염소화에 의해 준비된다.[10] 이 반응은 연간 약 10,000톤의 PCl을5 생산하는데 사용된다(2000년 기준).[6]

PCl3 + Cl2 ⇌ PCl5 (ΔH = -124 kJ/mol)

PCl은5 PCl3 및 염소와 평형상태로 존재하며 180 °C에서 분리의 정도는 [6]약 40%이다. 이러한 평형 때문에 PCl의5 샘플은 염소를 함유하는 경우가 많은데, 염소는 녹색을 띤다.

반응

가수 분해

그것의 가장 특징적인 반응에서, PCl은5 물과 접촉했을 때 반응하여 염화수소를 방출하고 인산염을 준다. 첫 번째 가수 분해 제품은 인 옥시염소화물이다.

PCl5 + HO2 → POCl3 + 2 HCl

뜨거운 물에서 가수 분해는 완전히 오르토인산까지 진행된다.

PCl5 + 4 HO2 → HPO34 + 5 HCl

루이스 산도

인 펜타클로라이드는 루이스 산이다. 이 성질은 그것의 특징적인 반응들, 자동이온화, 염소화, 가수분해 등의 많은 것들을 뒷받침한다. 잘 연구된 인덕트는 피리딘이다5.[11]

유기화합물의 염소화

합성 화학에서는 보통 산화 염소와 대체 염소의 두 등급이 흥미롭다. 산화성 염소는 시약에서 기질로 Cl의2 전달을 수반한다. 대체 염소는 O 또는 OH 그룹을 염화물로 대체하는 것을 수반한다. PCl은5 두 공정에 모두 사용될 수 있다.

PCl로5 처리하면 카복실산은 해당 염화 아킬로 변환된다.[12] 다음과 같은 메커니즘이 제안되었다.[13]

Phosphorus pentachloride mechanism.png

알코올을 알킬 염소화물로도 전환한다. 염화 티오닐은 POCl보다3 유기농 제품에서 아황산가스가 더 쉽게 분리되기 때문에 실험실에서 더 흔히 사용된다.

PCl은5 디메틸포름아미드(DMF)와 같은 제3의 아미드(amid)와 반응하여 빌스메이어 시약이라 불리는 디메틸클로로메틸렌암모늄 염화물을 준다 [(CH3)2N=CClH]Cl. 더 전형적으로, 관련 소금은 DMF와 POCl의3 반응에서 생성된다. 이러한 시약은 포밀화에 의한 벤츠알데히드 유도체의 준비와 C-OH 그룹을 C-Cl 그룹으로 전환하는 데 유용하다.[14]

특히 C=O그룹을 CCL그룹으로2 전환한 것으로 유명하다.[15] 예를 들어 벤조페논과 인 펜타클로라이드는 디페닐디클로로메탄에 반응한다.[16]

(CH65)2CO + PCl5 → (CH65)2CCl2 + POCl3

PCl의5 전기영양적 특성은 가수 분해 후 인산파생물을 주기 위한 스티렌과의 반응으로 강조된다.[17]

관련 시약과의 비교

PCL과3 PCL5 모두 RCOH3 그룹을 염화물 RCCl로3 변환한다. 그러나 오타클로라이드는 많은 반응에서 염소의 원천이다. 그것은 동맹과 벤질릭 CH 결합을 염소 처리한다. PCl5는 Cl의2 원천이기도 한 SOCl과22 더 큰 유사성을 지니고 있다. 실험실의 산화성 염소의 경우 기체2 SO 부산물이 쉽게 분리되기 때문에 염화설프릴이 PCL보다5 선호되는 경우가 많다.

무기화합물의 염소화

유기 화합물과의 반응에 대해서는, PCl의5 사용이 SOCl로22 대체되었다. 오산화 인과 PCl의5 반응은 POCl3 (불안정한 화합물)을 생성한다.[18][page needed]

6 PCl5 + PO410 → 10 POCl3

PCl은5 불안정한 염화질소를 형성하기 위해 이산화질소를 염소 처리한다.

PCl5 + 2 NO2 → PCl3 + 2 NOCl2
2 NO2Cl → 2 NO2 + Cl2

PCl은5 헥사플루오로인산 리튬 LiPF의 전구체다.6 헥사플루오로인산 리튬은 리튬이온 배터리의 전해질에서 흔히 사용되는 소금이다.[19] LiPF는 PCl과
5 플루오르화 리튬의 반응에 의해 생성되며, 염화 리튬은 다음과 같은 부수 제품이다.

PCl5 + 6 LiF → LiPF 6+ 5 LiCl

안전

PCL은5 물과 격렬하게 반응하기 때문에 위험한 물질이다. 또한 피부에 닿으면 부식성이 있으며 흡입하면 치명적일 수 있다.

역사

인 펜타클로라이드는 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비에 의해 처음 준비되었다.[20] 다비의 펜타클로라이드 인 분석은 부정확했다;[21] 최초의 정확한 분석은 1816년 프랑스의 화학자 피에르 루이 둘롱에 의해 제공되었다.[22]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0509". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  2. ^ a b c Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST 화학 웹북, NIST 표준 참조 데이터베이스 번호 69, 국립 표준 기술 연구소, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov (2014-05-15)
  3. ^ a b c 오타클로라이드 인
  4. ^ a b c "Phosphorus pentachloride". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  5. ^ Corbridge, D. E. C. (1995). Phosphorus: An outline of its chemistry, biochemistry, and uses. Elsevier Science. ISBN 0-444-89307-5.
  6. ^ a b c Holleman, A. F.; Wiber, E.; Wiberg, N. (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
  7. ^ 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.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  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. ^ Haupt, S.; Seppelt, K. (2002). "Solid State Structures of AsCl5 and SbCl5". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (4): 729–734. doi:10.1002/1521-3749(200205)628:4<729::AID-ZAAC729>3.0.CO;2-E.
  10. ^ Maxson, R. N. (1939). "Phosphorus Pentachloride". Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. Vol. 1. pp. 99–100. doi:10.1002/9780470132326.ch34. ISBN 9780470132326.
  11. ^ Wong, Chih Y.; Kennepohl, Dietmar K.; Cavell, Ronald G. (1996). "Neutral Six-Coordinate Phosphorus". Chemical Reviews. 96 (6): 1917–1952. doi:10.1021/cr9410880. PMID 11848816.
  12. ^ Adams, R.; Jenkins, R. L. (1941). "p-Nitrobenzoyl chloride". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 1, p. 394
  13. ^ Clayden, Jonathan (2005). Organic chemistry (Reprinted ed.). Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
  14. ^ Burks Jr., J. E. (2004). "Phosphorus(V) chloride". In Paquette, L. (ed.). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. New York, NY: J. Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.rp158. ISBN 0471936235.
  15. ^ Gross, H.; Rieche, A.; Höft, E.; Beyer, E. (1973). "Dichloromethyl methyl ether". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 5, p. 365
  16. ^ Spaggiari, A.; Vaccari, D.; Davoli, P.; Torre, G.; Prati, F. (2007). "A Mild Synthesis of Vinyl Halides and gem-Dihalides Using Triphenyl Phosphite−Halogen-Based Reagents". The Journal of Organic Chemistry. 72 (6): 2216–2219. doi:10.1021/jo061346g. ISSN 0022-3263. PMID 17295542.
  17. ^ Schmutzler, R. (1973). "Styrylphosphonic dichloride". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 5, p. 1005
  18. ^ Cotton, Frank Albert (1999). Advanced Inorganic Chemistry. Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-19957-1.
  19. ^ Bushkova, O. V.; Yaroslavtseva, T. V.; Dobrovolsky, Yu. A. (4 August 2017). "New lithium salts in electrolytes for lithium-ion batteries (Review)". Russian Journal of Electrochemistry. 53 (7): 677–699. doi:10.1134/S1023193517070035. S2CID 103854243.
  20. ^ 데이비, 험프리(1809년)."Bakerian 강의.새로운 분석적 연구의 특정한 몸, 특히 alkalies, 인, 유황, 탄소를 포함한 자연의 문제에 대한 계정은 acids 지금까지, 썩지 않은 화학 theory"에 몇가지 일반적인 관찰과 함께.왕립 협회 런던의 철학적 거래.99:39–104. doi:10.1098/rstl.1809.0005.S2CID 98814859.를 대신하여 서명함. 94–95일, 데이비는 염소 가스("oxymuriatic 산성 가스")에 인 있다는 것을, 그는 깨끗한 액체(삼염화인)과 흰 고체(5염화인)를 언급했다.
  21. ^ 데이비, 험프리(1810년)."연구에oxymuriatic 산성[즉, 염소], 본성과 조합, 그리고 요소의 염산[즉, 염화 수소].유황과 인에 약간의 실험, 왕립 Institution"의 실험실에서로.왕립 협회 런던의 철학적 거래.100:231–257. doi:10.1098/rstl.1810.0016.우편 257일, 데이비"oxymuriatic 가스"(염소)의 3부분에 5염화인에 대한 그의 실험식: 인 1부분 제시했다.
  22. ^ Dulong(1816년)."Extrait(phosphore avec l'oxigènemémoire 쒸르 combinaisons d'un"[인의 화합물에 적은 회고록에서 산소와 발췌하다.].Annales 드 Chimie 에 드 Physique.2시리즈(프랑스어로).2:141–150.우편 148일, 뒬롱 vs.5염화인의 무게로 된 14.9%인과 85.1%염소는 정확하게 분석(, 제시했다 둘롱의 값은 각각 15.4%, 84.6%이다.

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