Тионилхлорид

Тионилхлорид — неорганическое соединение с химической формулой SOCl2. Это умеренно летучая бесцветная жидкость с неприятным едким запахом. Тионилхлорид в основном используется в качестве хлорирующего реагента, в начале 1990-х годов производилось около 45 000 тонн (50 000 коротких тонн) в год, но иногда также используется в качестве растворителя.

Он токсичен, вступает в реакцию с водой, а также внесен в список в соответствии с Конвенцией по химическому оружию, поскольку он может быть использован для производства химического оружия.

Тионилхлорид иногда путают с сульфурилхлоридом, SO2Cl2, но свойства этих соединений существенно различаются. Сульфурилхлорид является источником хлора, тогда как тионилхлорид является источником хлорид-ионов.

Производство

Основной промышленный синтез включает реакцию триоксида серы и дихлорида серы: Этот синтез может быть адаптирован к лабораторным условиям путем нагревания олеума для медленной перегонки триоксида серы в охлажденную колбу с дихлоридом серы.

В результате первой из вышеуказанных четырех реакций также получается оксихлорид фосфора (фосфорилхлорид), который по многим своим реакциям напоминает тионилхлорид.

SOCl2 использует тригонально-пирамидальную молекулярную геометрию с молекулярной симметрией Cs. Такая геометрия объясняется воздействием одинокой пары на центральный центр серы (IV).

В твердом состоянии SOCl2 образует моноклинные кристаллы с пространственной группой P21/c.

Тионилхлорид имеет длительный срок хранения, однако «состаренные» образцы приобретают желтый оттенок, возможно, из-за образования дихлорида дисульфура. Он медленно разлагается до S2Cl2, SO2 и Cl2 при температуре чуть выше точки кипения.

Тионилхлорид восприимчив к фотолизу, который в основном протекает по радикальному механизму. Образцы, имеющие признаки старения, могут быть очищены дистилляцией при пониженном давлении с получением бесцветной жидкости.

Реакции

Тионилхлорид в основном используется в промышленном производстве хлорорганических соединений, которые часто являются промежуточными продуктами в фармацевтике и агрохимии.

Обычно он предпочтительнее других реагентов, таких как пентахлорид фосфора, поскольку его побочные продукты (HCl и SO2) являются газообразными, что упрощает очистку продукта.

Многие продукты тионилхлорида сами по себе обладают высокой реакционной способностью, и поэтому он участвует в широком спектре реакций.

Аналогичным образом он также вступает в реакцию со спиртами с образованием алкилхлоридов. Если спирт является хиральным, реакция обычно протекает по механизму SNi с сохранением стереохимии; однако, в зависимости от конкретных используемых условий, также может быть достигнута стереоинверсия. Исторически использование SOCl2 с пиридином называлось галогенированием Дарценса, но это название редко используется современными химиками.

В реакциях с избытком спирта образуются сульфитные эфиры, которые могут быть мощными реагентами для метилирования, алкилирования и гидроксиалкилирования.

С карбоновыми кислотами

Классически он превращает карбоновые кислоты в ацилхлориды

С азотными соединениями

С первичными аминами тионилхлорид образует производные сульфиниламина (RNSO), одним из примеров которых является N-сульфиниланилин. Тионилхлорид вступает в реакцию с первичными формамидами с образованием изоцианидов и со вторичными формамидами с образованием ионов хлораминия; таким образом, в результате реакции с диметилформамидом образуется реагент Вильсмайера.

С помощью аналогичного процесса первичные амиды вступают в реакцию с тионилхлоридом с образованием имидоилхлоридов, при этом вторичные амиды также дают ионы хлораминия. Эти соединения обладают высокой реакционной способностью и могут быть использованы для катализа превращения карбоновых кислот в ацилхлориды, они также используются в реакции Бишлера–Наперальского как средство образования изохинолинов.

Первичные амиды при нагревании продолжают образовывать нитрилы (разложение амида Фон Брауна). Тионилхлорид также использовался для стимулирования бекмановской перегруппировки оксимов.

С видами фосфора

Тионилхлорид превращает фосфоновые кислоты и фосфонаты в фосфорилхлориды. Именно для этого типа реакции тионилхлорид включен в список соединений списка 3, поскольку его можно использовать в методе «ди-ди» для получения нервно-паралитических веществ серии G. Например, тионилхлорид превращает диметилметилфосфонат в дихлорид метилфосфоновой кислоты, который может быть использован при производстве зарина и сомана.

С металлами

Поскольку SOCl2 вступает в реакцию с водой, его можно использовать для обезвоживания различных гидратов хлоридов металлов, таких как хлорид магния (MgCl2·6H2O), хлорид алюминия (AlCl3·6H2O) и хлорид железа(III) (FeCl3·6H2O).

Это превращение включает обработку тионилхлоридом с обратным флюсом и осуществляется следующим образом общее уравнение:

Другие реакции

Тионилхлорид может участвовать в ряде различных реакций электрофильного присоединения. Он присоединяется к алкенам в присутствии AlCl3 с образованием алюминиевого комплекса, который может быть гидролизован с образованием сульфоновой кислоты. Как арилсульфинилхлориды, так и диарилсульфоксиды могут быть получены из аренов путем реакции с тионилхлоридом в трехосновной кислоте или в присутствии катализаторов, таких как BiCl3, Bi(OTf)3, LiClO4 или NaClO4.

В лабораторных условиях реакцию между тионилхлоридом и избытком безводного спирта можно использовать для получения безводных спиртовых растворов HCl.
Тионилхлорид подвергается реакциям галогенообмена с образованием таких соединений, как трифторид сурьмы и трихлорид сурьмы.

Батареи

Тионилхлорид является компонентом литий–тионилхлоридных батарей, где он действует как положительный электрод (в батареях: катод), а литий образует отрицательный электрод (анод); электролитом обычно является тетрахлоралюминат лития.

Статья носит исключительно информационный характер. Наркотики смертельно опасны и наносят колоссальный вред человеческому организму. Мы не поддерживаем их употребление и призываем вас вести здоровый образ жизни.

Нитроэтан
24 апреля, 2023
In "Прекурсоры"

Ацетилхлорид
27 апреля, 2023
In "Прекурсоры"

Толуол
29 апреля, 2023
In "Прекурсоры"