五酸化リン

五酸化リン
五酸化リン	五酸化リン
名前
	IUPAC名四リン十酸化; トリシクロ[3.3.1.1 3,7 ]テトラホスホキサン1,3,5,7-テトラオキシド
	体系的なIUPAC名 2,4,6,8,9,10-ヘキサオキサ-1λ 5 ,3λ 5 ,5λ 5 ,7λ 5 -テトラホスファトリシクロ[3.3.1.1 3,7 ]デカン1,3,5,7-テトラオキシド
	その他の名前五酸化二リン酸化; リン(V) 無水; リン酸; 十酸化四リン; 十酸化四リン
識別子
CAS番号	1314-56-3 ; 16752-60-6 (P 4 O 10 ) ;
3Dモデル（JSmol）	分子形態:インタラクティブ画像; 結晶の形態:インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:37376 ;
ケムスパイダー	14128 ;
ECHA 情報カード	100.013.852
パブケム CID	14812;
RTECS番号	TH3945000;
ユニ	51SWB7223J ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID701335584 DTXSID9047754、DTXSID701335584;
	インチ InChI=1S/O10P4/c1-11-5-12(2)8-13(3,6-11)10-14(4,7-11)9-12 キー: DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N ;
	笑顔分子形式: O=P13OP2(=O)OP(=O)(O1)OP(=O)(O2)O3; 結晶の形: P12(=O)OP3(=O)OP4(=O)OP5(=O)OP6(=O)OP(=O)(O1)OP7(=O)OP(=O)OP(=O)OP( =O)(O2)OP(=O)OP(=O)OP( =O)(O3)OP(=O)OP(=O)OP(=O)(O4)OP(=O)OP(=O)OP(=O)(O5)OP(=O)OP(= O)OP(=O)(O6)OP(=O)OP(=O)(O7)O;
プロパティ
化学式	P 4 O 10
モル質量	283.9 g モル−1
外観	白色粉末; 非常に潮解性がある
臭い	無臭
密度	2.39グラム/ cm3
融点	340 °C (644 °F; 613 K)
沸点	360 °C（昇華）
水への溶解度	発熱加水分解
蒸気圧	1 mmHg @ 385 °C (安定状態)
危険
	労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	水と反応し、強力な脱水剤、腐食性がある
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H314
注意事項	P280、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P305+P351+P338、P310
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 0 3 わ
安全データシート（SDS）	製品安全データシート
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。インフォボックス参照

五酸化リンは、分子式P ₄O ₁₀（一般名は実験式P ₂ O _{5に由来）の}化合物です。この白い結晶固体はリン酸の無水物です。強力な乾燥剤および脱水剤です。

構造

五酸化リンは、少なくとも 4 つの形態、すなわち多形で結晶化する。最もよく知られているのは準安定形態^[1] (図に示す) で、P ₄ O ₁₀分子から構成される。弱いファンデルワールス力により、これらの分子は六方格子状に保持される (しかし、分子の対称性が高いにもかかわらず、結晶の充填は最密充填ではない^{[2] )。P}₄ O ₁₀ケージの構造は、 T _d対称点群を持つアダマンタンを彷彿とさせる。^{[3]これは、対応する}亜リン酸の無水物であるP ₄ O ₆と密接な関連がある。後者には末端オキソ基がない。密度は 2.30 g/cm ³。大気圧下では 423 °C で沸騰し、より急速に加熱すると昇華する。この形態は五酸化リンの蒸気を急速に凝縮することによって作られ、その結果として極めて吸湿性の高い固体となる。^[4]

その他の多形はポリマー状であるが、いずれの場合もリン原子は酸素原子の四面体によって結合しており、そのうちの1つは末端P=O結合を形成し、末端酸素p軌道電子が反結合性のリン-酸素単結合に供与される。高分子形態は、化合物を密封管内で数時間加熱し、溶融物を高温に維持してから溶融物を固体まで冷却することによって製造できる。^[4]準安定斜方晶系「O」形態（密度2.72 g/cm ³、融点562 °C）は、相互接続されたP ₆ O ₆リングからなる層状構造を採用しており、特定のポリケイ酸塩が採用する構造と似ている。安定形態はより高密度の相で、これも斜方晶系で、いわゆるO'形態である。これは3次元フレームワークで構成され、密度は3.5 g/cm ^{3 で}ある。^[1]^[5]残りの多形はガラスまたはアモルファス形態である。他のもののいずれかを融合することで作成できます。

準備

P ₄ O _10は白リンを十分な酸素を供給しながら燃焼させることで生成される。 ^[6]

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

リン酸を脱水して五酸化リンを得ることは不可能である。加熱するとさまざまなポリリン酸が形成されるが、P ₄ O ₁₀を形成するほど十分に脱水されないからである。

アプリケーション

五酸化リンは、加水分解によってリン酸を生成する発熱特性からもわかるように、強力な脱水剤です。

P ₄ O ₁₀ + 6 H ₂ O → 4 H ₃ PO ₄ (-177 kJ )

_{しかし、乾燥用途では、未使用の物質によるさらなる脱水を妨げる保護粘性コーティングを形成する傾向があるため、その有用性はある程度制限されます。P 4} O ₁₀の粒状形態はデシケーターで使用されます。

_{P 4} O ₁₀は強力な乾燥力を持つことから、有機合成において脱水剤として利用されている。最も重要な用途は、第一級アミドをニトリルに変換することである。^[7]

P ₄ O ₁₀ + RC(O)NH ₂ → P ₄ O ₉ (OH) ₂ + RCN

示されている副生成物P ₄ O ₉ (OH) _2は、P₄ O ₁₀の水和から生じる未定義の生成物の理想化された式です。

あるいは、カルボン酸と組み合わせると、対応する無水物が得られる：^[8]

P ₄ O ₁₀ + RCO ₂ H → P ₄ O ₉ (OH) ₂ + [RC(O)] ₂ O

「小野寺試薬」はDMSO中のP ₄ O ₁₀の溶液であり、アルコールの酸化に使用されます。^{[9]この反応は}スワーン酸化を彷彿とさせます。

_{P 4} O ₁₀の乾燥力は、多く_の鉱酸をその無水物に変換するのに十分強力です。例: HNO ₃はN ₂ O ₅に変換されます。H 2 SO ₄はSO ₃に変換されます。HClO ₄はCl ₂ O ₇に変換されます。CF ₃ SO ₃ Hは (CF 3 ₎ 2 _S 2 _O 5 _に変換されます。

代理測定として

P ₂ O ₅含有量は、物質に含まれるすべてのリン酸化物の代理値として業界でよく使用されています。たとえば、肥料グレードのリン酸には、同様に有用なさまざまな関連リン化合物も含まれています。これらの化合物はすべて、「 P ₂ O ₅含有量」という用語でまとめて説明されており、さまざまな製品のリン含有量を簡単に比較できます。ただし、五酸化リンは水溶液中では安定していないため、ほとんどのサンプルには実際には存在しません。

危険

五酸化リン自体は可燃性ではありません。三酸化硫黄と同様に、水や木材や綿などの水分を含む物質と激しく反応し、大量の熱を放出し、そのような反応の非常に発熱的な性質のために火災を引き起こすこともあります。金属に対して腐食性があり、非常に刺激性があり、 1 mg/m ³という低濃度でも目、皮膚、粘膜、呼吸器に重度の火傷を引き起こす可能性があります。^[11]

参照

イートン試薬

参考文献

^ ab グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。ISBN 978-0-08-037941-8。
^ Cruickshank, DWJ (1964). 「Si、P、S、ClとOまたはNの結合を含む構造の改良: V. P4O10」. Acta Crystallogr . 17 (6): 677–9. doi : 10.1107/S0365110X64001669 .
^ DEC Corbridge「リン：その化学、生化学、技術の概要」第5版、Elsevier：アムステルダム。ISBN 0-444-89307-5。
^ ab . Catherine E. Housecroft、Alan G. Sharpe (2008)。「第 15 章: 15 族元素」。無機化学、第 3 版。ピアソン。p. 473。ISBN 978-0-13-175553-6。
^ D. Stachel、I. Svoboda、H. Fuess (1995年6月)。「233 Kでの五酸化リン」。Acta Crystallogr. C. 51 ( 6): 1049–1050. doi :10.1107/S0108270194012126。
^ スレルフォール、リチャード E.、(1951)。リン製造の 100 年の物語: 1851 - 1951。オールドベリー: アルブライト & ウィルソン社
^ Meier, MS「リン(V)酸化物」、Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004、J. Wiley & Sons、ニューヨーク。doi :10.1002/047084289X 。
^ ジョセフ・C・サラモネ編（1996年）。ポリマー材料百科事典：C、第2巻。CRCプレス。p.1417。ISBN 0-8493-2470-X。
^ Tidwell, TT「ジメチルスルホキシド–五酸化リン」『Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis』（Ed: L. Paquette）2004、J. Wiley & Sons、ニューヨーク。doi :10.1002/047084289X。
^ ルアー、B.; Jansen, M. 「四酸化四リン、P ₄ O ₉の結晶構造の精密化」 Zeitschrift für Kristallographie 1991、197 巻、247 ～ 8 ページ。
^ 五酸化リン MSDS

外部リンク

[Greenwood-1] グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。ISBN 978-0-08-037941-8。

[2] Cruickshank, DWJ (1964). 「Si、P、S、ClとOまたはNの結合を含む構造の改良: V. P4O10」. Acta Crystallogr . 17 (6): 677–9. doi : 10.1107/S0365110X64001669 .

[3] DEC Corbridge「リン：その化学、生化学、技術の概要」第5版、Elsevier：アムステルダム。ISBN 0-444-89307-5。

[InorgChem-4] . Catherine E. Housecroft、Alan G. Sharpe (2008)。「第 15 章: 15 族元素」。無機化学、第 3 版。ピアソン。p. 473。ISBN 978-0-13-175553-6。

[5] D. Stachel、I. Svoboda、H. Fuess (1995年6月)。「233 Kでの五酸化リン」。Acta Crystallogr. C. 51 ( 6): 1049–1050. doi :10.1107/S0108270194012126。

[6] スレルフォール、リチャード E.、(1951)。リン製造の 100 年の物語: 1851 - 1951。オールドベリー: アルブライト & ウィルソン社

[7] Meier, MS「リン(V)酸化物」、Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004、J. Wiley & Sons、ニューヨーク。doi :10.1002/047084289X 。

[8] ジョセフ・C・サラモネ編（1996年）。ポリマー材料百科事典：C、第2巻。CRCプレス。p.1417。ISBN 0-8493-2470-X。

[9] ^ Tidwell, TT「ジメチルスルホキシド–五酸化リン」『Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis』（Ed: L. Paquette）2004、J. Wiley & Sons、ニューヨーク。doi :10.1002/047084289X。

[10] ルアー、B.; Jansen, M. 「四酸化四リン、P ₄ O ₉の結晶構造の精密化」 Zeitschrift für Kristallographie 1991、197 巻、247 ～ 8 ページ。

[11] 五酸化リン MSDS

構造

準備

アプリケーション

代理測定として

関連するリン酸化物

危険

参照

参考文献

外部リンク