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Cloruro di fosforile - chimicamo

Cloruro di fosforile

  |   Chimica, Chimica Generale

Il cloruro di fosforile detto anche ossicloruro di fosforo è un liquido incolore avente formula POCl3 ottenuto a livello industriale dal tricloruro di fosforo e ossigeno.

Proprietà

Nel cloruro di fosforile il fosforo è ibridato sp3 ed in esso cui il fosforo, che presenta numero di ossidazione +5, è legato a tre atomi di cloro e a un atomo di ossigeno tramite doppio legame.

La geometria molecolare è di tipo tetraedrico con una distribuzione asimmetrica della carica intorno all’atomo centrale e pertanto la molecola è polare.

Ha una temperatura di fusione di 1°C e una temperatura di ebollizione di 106 °C pertanto sia a causa della polarità della molecola che della temperatura di fusione e di ebollizione ha, sotto certi aspetti, un comportamento simile a quello dell’acqua.

Il cloruro di fosforile dà, come l’acqua, una autoionizzazione:

2 POCl3 ⇄ POCl2+ + POCl4

È altamente solubile in cloroformio, benzene, tetracloruro di carbonio e solfuro di carbonio.

Può comportarsi come una base di Lewis formando addotti con diversi acidi di Lewis come, ad esempio il tetracloruro di titanio.

 Sintesi

Il cloruro di fosforile venne ottenuto per la prima volta nel 1847 dal chimico francese Adolphe Wurtz facendo reagire il pentacloruro di fosforo con acqua secondo la reazione:

PCl5 + H2O → POCl3 + 2 HCl

Può essere ottenuto per ossidazione del tricloruro di fosforo secondo due vie sintetiche:

  • per reazione con ossigeno. Nella reazione il fosforo passa da numero di ossidazione +3 a +5 mentre l’ossigeno passa da numero di ossidazione zero a -2:

PCl3 + O2 → 2 POCl3

  • per reazione con il clorato di potassio. Nella reazione il fosforo passa da numero di ossidazione +3 a +5 mentre il cloro passa da numero di ossidazione +5 a -1:

3 PCl3 + KClO3 → 3 POCl3 + KCl

  • per reazione del fosfato di calcio in presenza di carbonio che passa da numero di ossidazione zero a + 2 e di cloro che passa da numero di ossidazione zero a numero di ossidazione -1:

Ca3(PO4)2 + 6 C + 6 Cl2 → 3 CaCl2 + 6 CO + 2 POCl3

Reazioni

  • reazione con acqua

Dalla reazione si ottiene acido fosforico e acido cloridrico:

POCl3 + 3 H2O → H3PO4 + 3 HCl

  • reazione con gli alcoli

La disidratazione degli disidratazione degli alcoli in presenza di cloruro di fosforile e una base amminica come la piridina costituisce una buona alternativa alla disidratazione degli alcoli in ambiente acido in specie in presenza di composti che si decompongono in presenza di acidi forti.

La reazione può avvenire con gli alcoli primari, secondari e terziari e avviene secondo un meccanismo di tipo E2 che non comporta, come le reazioni che avvengono con meccanismo E1 la formazione di un carbocatione e ciò implica che non avvengono riarrangiamenti.

Un esempio di reazione di un alcol con cloruro di fosforile è quello tra il 2-metil, 2-propanolo che dà il 2-metil, 1-propene

  • reazione con ammidi

Le ammidi primarie in presenza di cloruro di fosforile vengono trasformate in nitrili. Ad esempio dalla reazione tra etanammide e cloruro di fosforile si ottiene l’etanonitrile:

CH3CONH2 → CH3C≡N

Le ammidi sostituite possono reagire con il cloruro di fosforile in presenza di composti aromatici per dare un’aril-aldeide o un aril-chetone secondo la reazione di Vilsmeier-Haack

Usi

Il cloruro di fosforile è utilizzato per la sintesi di esteri fosforici come, ad esempio, il trifenilfosfato (C6H5O)3P=O usato come plastificante e ritardante della fiamma.

Viene utilizzato nell’industria dei semiconduttori come fonte di fosforo liquido nei processi di diffusione oltre che come agente disidratante

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