Chlorek tionylu – Wikipedia, wolna encyklopedia

Chlorek tionylu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

SOCl2

Masa molowa

118,97 g/mol

Wygląd

bezbarwna bądź żółta ciecz o duszącym zapachu[1]

Identyfikacja
Numer CAS

7719-09-7

PubChem

24386

Podobne związki
Podobne związki

fluorek tionylu (SOF
2
), bromek tionylu (SOBr
2
), chlorek sulfurylu (SO
2
Cl
2
), fosgen (COCl
2
), chlorek nitrozylu (ClNO)

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Chlorek tionylu, SOCl
2
nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków kwasowych, pochodna kwasu siarkawego. W temperaturze pokojowej jest bezbarwną cieczą, dymiąca na powietrzu. Wykorzystywany w reakcjach chlorowania związków organicznych, m.in. podczas produkcji gazów bojowych.

Budowa i właściwości

[edytuj | edytuj kod]

Cząsteczka chlorku tionylu ma budowę piramidalną, wskazującą na obecność wolnej pary elektronowej (w przeciwieństwie do fosgenu o budowie płaskiej). Chlorek tionylu reaguje z wodą tworząc chlorowodór i dwutlenek siarki:

H
2
O + SOCl
2
2HCl + SO
2

Jest bardzo reaktywny. W temperaturze około 140 °C ulega rozkładowi.

Otrzymywanie

[edytuj | edytuj kod]

Podstawową metodą przemysłowej syntezy chlorku tionylu jest reakcja trójtlenku siarki z dwuchlorkiem siarki[4]:

SO
3
+ SCl
2
SOCl
2
+ SO
2

Inne metody otrzymywania:

SO
2
+ PCl
5
SOCl
2
+ POCl
3
SO
2
+ Cl
2
+ SCl
2
2SOCl
2
SO
3
+ Cl
2
+ 2SCl
2
3SOCl
2

Zastosowania

[edytuj | edytuj kod]

Chemia organiczna

[edytuj | edytuj kod]

Chlorek tionylu jest szeroko stosowany w reakcjach chlorowania, np. do przekształcania kwasów karboksylowych w chlorki acylowe[5]:

Otrzymywanie chlorków acylowych z kwasów karboksylowych

Reaguje z alkoholami dając odpowiednie chlorki alkilowe[6][7]:

Otrzymywanie chlorków alkilowych z alkoholi

W reakcji tej w pierwszym etapie powstaje ester chlorosulfinylowy ROSOCl, który rozpada się do chlorku i SO
2
[8]:

ROH + SOCl
2
ROSOCl + HCl RCl + SO
2

Ze względu na to, że produktami ubocznymi chlorowania za pomocą chlorku tionylu są gazy (HCl i SO
2
), a nadmiar SOCl
2
można usunąć przez destylację, procedura oczyszczania właściwego produktu jest zwykle prostsza niż w przypadku chlorowania za pomocą pięciochlorku fosforu.

Z 1,2-aminoalkoholami reaguje z wytworzeniem cyklicznych sulfamidów, natomiast gdy grupy OH i NH
2
są bardziej oddalone, grupa hydroksylowa ulega substytucji atomem chloru, a z aminowej powstaje amid, jak np. w pierwszym etapie otrzymywania bicifadyny (leku przeciwbólowego)[8]:

Synteza bicifadyny

Chemia nieorganiczna

[edytuj | edytuj kod]

Chlorek tionylu stosuje się do otrzymywania bezwodnych chlorków metali z soli uwodnionych[9]:

MCl
n
·mH
2
O + mSOCl
2
MCl
n
+ mSO
2
+ 2mHCl

Baterie litowe

[edytuj | edytuj kod]

Chlorek tionylu wykorzystuje się także w ogniwach o zastosowaniach specjalnych. Chlorek tionylu jest składnikiem ogniw litowo-chlorkowo tionylowych jako elektroda dodatnia (katoda), z metalicznym litem jako elektrodą ujemną (anodą). Reakcja zachodząca w czasie rozładowywania ogniwa to[10]:

4Li + 2SOCl
2
4LiCl + S + SO
2

Ogniwa te mają wiele zalet nad innymi rodzajami litowych ogniw pierwotnych, między innymi wysoką gęstość energii, szeroki zakres temperatur pracy i dużą trwałość, jednakże ich wysoka cena i kwestie bezpieczeństwa ograniczają ich zastosowanie. Zawartość tych ogniw jest wysoce toksyczna i wymaga specjalnych procedur utylizacji, dodatkowo istnieje ryzyko eksplozji ogniwa w wyniku zwarcia[10].

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. Thionyl chloride, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 24386 [dostęp 2023-08-22] (ang.).
  2. a b c d e f g CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-90, 4-132, 9-66, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).
  3. Chlorek tionylu [online], karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, 1 września 2023, numer katalogowy: 230464 [dostęp 2023-11-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  4. N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, 1984.
  5. M.W. Rutenberg, E.C. Horning, 1-Methyl-3-ethyloxindole, „Organic Syntheses”, 30, 1950, s. 62, DOI10.15227/orgsyn.030.0062 (ang.).
  6. Kathleen R. Mondanaro, William P. Dailey, 3-Chloro-2-(chloromethyl)-1-propene, „Organic Syntheses”, 75, 1998, s. 89, DOI10.15227/orgsyn.075.0089 (ang.).
  7. Krzysztof E. Krakowiak, Jerald S. Bradshaw, 4-Benzyl-10,19-diethyl-4,10,19-triaza-1,7,13,16-tetraoxacycloheneicosane, „Organic Syntheses”, 70, 1992, s. 129, DOI10.15227/orgsyn.070.0129 (ang.).
  8. a b Feng Xu i inni, Chlorination/cyclodehydration of amino alcohols with SOCl2: An old reaction revisited, „Journal of Organic Chemistry”, 73 (1), 2008, s. 312–315, DOI10.1021/jo701877h (ang.).
  9. Alfred R. Pray i inni, Anhydrous Metal Chlorides, „Inorganic Syntheses”, 28, 1990, s. 321–323, DOI10.1002/9780470132593.ch80 (ang.).
  10. a b Lithium Thionyl Chloride Battery [online], Maxell [zarchiwizowane z adresu 2021-06-23] (ang.).