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| 名前 | |||
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| IUPAC名
五塩化リン ペンタクロロ
-λ5-ホスファン | |||
| その他の名前
ペンタクロロホスホラン
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.030.043 | ||
| EC番号 |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1806 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 塩素5P | |||
| モル質量 | 208.22 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 黄白色の結晶 | ||
| 臭い | 刺激的な、不快な[1] | ||
| 密度 | 2.1グラム/ cm3 | ||
| 融点 | 160.5 °C (320.9 °F; 433.6 K) | ||
| 沸点 | 166.8 °C (332.2 °F; 439.9 K) 昇華 | ||
| 反応する | |||
| 溶解度 | CS2、クロロカーボン、ベンゼンに可溶 | ||
| 蒸気圧 | 1.11 kPa (80 °C) 4.58 kPa (100 °C) [2] | ||
| 構造 | |||
| 正方晶 | |||
| D 3h (三角両錐形) | |||
| 0 日 | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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111.5 J/モル·K [2] | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
364.2 J/モル·K [2] | ||
| 危険 | |||
| GHSラベル: | |||
   [3]
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| 危険 | |||
| H302、H314、H330、H373 [3] | |||
| P260、P280、P284、P305+P351+P338、P310 [3] | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 不燃性 | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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660 mg/kg（ラット、経口）[4] | ||
LC 50 (中央濃度)
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205 mg/m3 （ラット）[4] | ||
LC Lo (公表最低額)
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1020 mg/m3 （マウス、10分）[4] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 1 mg/m3 [ 1] | ||
REL (推奨)
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TWA 1 mg/m3 [ 1] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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70 mg/m3 [ 1] | ||
| 安全データシート（SDS） | ICSC 0544 | ||
| 関連化合物 | |||
関連する五ハロゲン化リン
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五フッ化リン 五臭化 リン 五ヨウ化リン | ||
関連化合物
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三塩化 リン 塩化リン | ||
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。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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五塩化リンは、化学式 PCl 5の化合物です。これは最も重要なリン塩化物/オキシ塩化物の 1 つで、他にはPCl 3やPOCl 3があります。PCl 5 は塩素化試薬として使用されます。これは無色で水に敏感な固体ですが、市販のサンプルは黄色がかっていて、塩化水素で汚染されている場合があります。
構造
リン塩化物の構造は、常にVSEPR 理論と一致しています。 PCl 5の構造は、その環境に依存します。 気体および溶融 PCl 5 は、三方両錐形状と ( D 3h )対称性を持つ中性分子です。この種 (およびPCl−
6（下記参照）は、非結合分子軌道（分子軌道理論）または共鳴（原子価結合理論）を含めることで説明できる。この三方両錐構造は、 CS 2やCCl 4などの非極性溶媒中でも持続する。[5]固体状態のPCl 5は、テトラクロロホスホニウムヘキサクロロリン酸と呼ばれるイオン性化合物であり、PCl+
4PCl−
6[6 ]
極性溶媒の溶液中では、PCl 5は自己イオン化を起こす。[8] 希薄溶液は次の平衡に従って解離する。
- PCl 5 ⇌ PCl+
4+ 塩素−
濃度が高くなると、2 番目の平衡がより一般的になります。
- 2 PCl 5 ⇌ PCl+
4+ PCl−
6
陽イオンPCl+
4そして陰イオンPCl−
6はそれぞれ四面体と八面体です。かつては、溶液中の PCl 5 は二量体構造 P 2 Cl 10を形成すると考えられていましたが、この考えはラマン分光測定では裏付けられていません。
関連する五塩化物
AsCl 5とSbCl 5も三方両錐構造をとる。関連する結合距離は 211 pm (As−Cl eq )、221 pm (As−Cl ax )、227 pm (Sb−Cl eq )、および 233.3 pm (Sb−Cl ax ) である。[9]低温では、SbCl 5 は二量体、二八面体 Sb 2 Cl 10に変換され、構造的には五塩化ニオブに関連する。
準備
PCl 5はPCl 3の塩素化によって製造されます。[10] この反応は、年間約10,000トンのPCl 5を生産するために使用されています（2000年現在）。[6]
- PCl 3 + Cl 2 ⇌ PCl 5 (Δ H = −124 kJ/mol)
PCl 5はPCl 3および塩素と平衡状態で存在し、180℃での解離度は約40％です。[6]この平衡のため、PCl 5のサンプルには塩素が含まれることが多く、緑色を帯びています。
反応
加水分解
最も特徴的な反応では、PCl 5 は 水と接触すると反応して塩化水素を放出し、リン酸化物を生成します。最初の加水分解生成物はオキシ塩化リンです。
- PCl 5 + H 2 O → POCl 3 + 2 HCl
熱水中では加水分解が完全に進行し、オルトリン酸になります。
- PCl 5 + 4 H 2 O → H 3 PO 4 + 5 HCl
ルイス酸度
五塩化リンはルイス酸である。この性質は、自動イオン化、塩素化、加水分解など、多くの特徴的な反応の基礎となっている。よく研究されている付加物はPCl 5（ピリジン）である。[11]
有機化合物の塩素化
合成化学では、通常、酸化塩素化と置換塩素化という 2 種類の塩素化が重要です。酸化塩素化では、試薬から基質にCl 2が移動します。置換塩素化では、O 基または OH 基が塩素に置き換えられます。PCl 5 は両方のプロセスに使用できます。
PCl 5で処理すると、カルボン酸は対応するアシル塩化物に変換されます。[12]次のようなメカニズムが提案されています。[13]
また、アルコールをアルキル塩化物に変換します。結果として生じる二酸化硫黄はPOCl 3よりも有機生成物から簡単に分離できるため、実験室では塩化チオニルの方が一般的に使用されています。
PCl 5 はジメチルホルムアミド(DMF)などの第三級アミドと反応してジメチルクロロメチレンアンモニウムクロリドを生じ、これはヴィルスマイヤー試薬[(CH 3 ) 2 N=CClH]Cl と呼ばれます。より典型的には、DMF と POCl 3の反応から関連塩が生成されます。このような試薬は、ホルミル化によるベンズアルデヒドの誘導体の調製や、C−OH 基の C−Cl 基への変換に有用です。 [14]
これは特にC=O基をCCl2基に変換する反応として有名である。[15] 例えば、ベンゾフェノンと五塩化リンは反応してジフェニルジクロロメタンを生成する。[16]
- (C 6 H 5 ) 2 CO + PCl 5 → (C 6 H 5 ) 2 CCl 2 + POCl 3
PCl5の求電子特性はスチレンとの反応で顕著に表れ、加水分解後にホスホン酸誘導体を生成します。[17]
関連試薬との比較
PCl 3と PCl 5 は両方ともR 3 COH 基を塩化物 R 3 CCl に変換します。ただし、五塩化物は多くの反応で塩素源となります。これはアリルおよびベンジルCH 結合を塩素化します。PCl5 は、やはり Cl 2源であるSO 2 Cl 2によく似ています。実験室規模の酸化塩素化では、ガス状の SO 2副産物が容易に分離される ため、PCl 5よりも塩化スルフリルが好まれることが多いです。
無機化合物の塩素化
有機化合物との反応に関しては、PCl 5の使用はSO 2 Cl 2に取って代わられました。五酸化リンとPCl 5の反応ではPOCl 3が生成されます : [18] [ページが必要]
- 6PCl5 + P4O10 → 10POCl3
PCl 5 は二酸化窒素を塩素化して不安定な塩化ニトリルを形成します。
- PCl 5 + 2 NO 2 → PCl 3 + 2 NO 2 Cl
- 2 NO 2 Cl → 2 NO 2 + Cl 2
PCl 5は六フッ化リン酸リチウムLiPF 6の前駆体である。六フッ化リン酸リチウムはリチウムイオン電池の電解質によく使われる塩である。[19] LiPF
6PClの反応によって生成される
5フッ化リチウム、副産物として
塩化リチウムを含む：
- PCl5 + 6LiF→LiPF6 + 5LiCl
安全性
PCl 5 は水と激しく反応する危険な物質です。また、皮膚に触れると腐食性があり、吸入すると致命的となる可能性があります。
歴史
五塩化リンは1808年にイギリスの化学者ハンフリー・デービーによって初めて合成されました。[20] デービーによる五塩化リンの分析は不正確でした。 [21]最初の正確な分析は1816年にフランスの化学者ピエール・ルイ・デュロンによって提供されました。[22]
参照
参考文献
- ^ abcd NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0509」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ abc リンストロム、ピーター J.、マラード、ウィリアム G.（編）; NIST 化学 WebBook、NIST 標準参照データベース番号 69、国立標準技術研究所、ゲイサーズバーグ（MD）（2014-05-15 取得）
- ^ abc 五塩化リン
- ^ abc 「五塩化リン」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ Corbridge, DEC (1995).リン: 化学、生化学、用途の概要。Elsevier Science。ISBN 0-444-89307-5。
- ^ abc Holleman, AF; Wiber, E.; Wiberg, N. (2001).無機化学. アカデミックプレス. ISBN 978-0-12-352651-9。
- ^ Finch, A.; Fitch, AN; Gates, PN (1993). 「五塩化リンの準安定修飾の結晶および分子構造」。Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (11): 957–958. doi :10.1039/C39930000957.
- ^ Suter, RW; Knachel, HC; Petro, VP; Howatson, JH & Shore, SG (1978). 「イオン化溶媒および非イオン化溶媒中の塩化リン(V)の性質」アメリカ化学会誌. 95 (5): 1474–1479. doi :10.1021/ja00786a021.
- ^ ハウプト、S.;セッペルト、K. (2002)。 「AsCl5 と SbCl5 の固体構造」。有機体と化学の研究。628 (4): 729–734。土井：10.1002/1521-3749(200205)628:4<729::AID-ZAAC729>3.0.CO;2-E。
- ^ Maxson, RN (1939). 「五塩化リン」.無機合成. 第1巻. pp. 99–100. doi :10.1002/9780470132326.ch34. ISBN 9780470132326。
- ^ Wong, Chih Y.; Kennepohl, Dietmar K.; Cavell, Ronald G. (1996). 「中性6配位リン」.化学レビュー. 96 (6): 1917–1952. doi :10.1021/cr9410880. PMID 11848816.
- ^ Adams, R. ; Jenkins, RL (1941). 「p-ニトロベンゾイルクロリド」有機合成;全集第1巻、394ページ。
- ^ クレイデン、ジョナサン（2005年）。有機化学（再版）。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-850346-0。
- ^ Burks Jr., JE (2004). 「塩化リン(V)」 Paquette, L. (編)有機合成試薬百科事典ニューヨーク、NY: J. Wiley & Sons. doi :10.1002/047084289X.rp158. ISBN 0471936235。
- ^ Gross, H.; Rieche, A.; Höft, E.; Beyer, E. (1973). 「ジクロロメチルメチルエーテル」.有機合成;全集第5巻365ページ。
- ^ Spaggiari, A.; Vaccari, D.; Davoli, P.; Torre, G.; Prati, F. (2007). 「トリフェニルホスファイト−ハロゲン系試薬を用いたビニルハライドおよびgem-ジハライドの穏やかな合成」. The Journal of Organic Chemistry . 72 (6): 2216–2219. doi :10.1021/jo061346g. ISSN 0022-3263. PMID 17295542.
- ^ Schmutzler, R. (1973). 「スチリルホスホン酸ジクロリド」有機合成;全集第5巻、1005ページ。
- ^ コットン、フランク・アルバート（1999年）。『無機化学の高度化』。ワイリー・インターサイエンス。ISBN 978-0-471-19957-1。
- ^ Bushkova, OV; Yaroslavtseva, TV; Dobrovolsky, Yu. A. (2017年8月4日). 「リチウムイオン電池用電解質における新しいリチウム塩（レビュー）」. Russian Journal of Electrochemistry . 53 (7): 677–699. doi :10.1134/S1023193517070035. S2CID 103854243.
- ^ デイビー、ハンフリー (1809)。「ベーカー講義。特定の物体、特にアルカリ、リン、硫黄、炭素質物質、これまで分解されなかった酸の性質に関するいくつかの新しい分析研究の報告。化学理論に関する一般的な見解も添えて」。ロンドン王立協会哲学論文集。99 :39–104。doi : 10.1098/rstl.1809.0005。S2CID 98814859 。 94～95ページで、デイビーは、リンを塩素ガス（「オキシ塩化物ガス」）で燃焼させたとき、透明な液体（三塩化リン）と白い固体（五塩化リン）が得られたと述べています。
- ^ デイビー、ハンフリー (1810)。「オキシ塩化物 [塩素]、その性質と組み合わせ、および塩化物酸の成分 [塩化水素] に関する研究。王立研究所の実験室で行われた硫黄とリンに関するいくつかの実験を含む」。ロンドン王立協会哲学論文集。100 : 231–257。doi : 10.1098 /rstl.1810.0016。S2CID 95219058。257 ページで、デイビーは五塩化リンの経験式を提示しました。リン 1 部に対して「オキシムリアティックガス」(塩素) 3 部です。
- ^ デュロン (1816)。 「Extrait d'un mémoire sur les combinaisons duphohore avec l'oxygène」[リンと酸素の化合物に関する回想録からの抜粋]。アナール・ド・シミーとフィジーク。シリーズ第２弾（フランス語）。2：141～150。148 ページで、デュロンは五塩化リンの正しい分析結果を提示しました (重量でリン 14.9%、塩素 85.1%、デュロンの値はそれぞれ 15.4% と 84.6%)。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、五塩化リンに関連するメディアがあります。
- 周期3塩化物
- 国際化学物質安全性カード 0544
- CDC - NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド