stringtranslate.com

Пентасульфид фосфора

Пентасульфид фосфора — неорганическое соединение с формулой P2S5 ( эмпирической ) или P4S10 ( молекулярной ). Это желтое твердое вещество — один из двух сульфидов фосфора, имеющих коммерческую ценность. Образцы часто кажутся зеленовато-серыми из-за примесей. Он растворим в сероуглероде , но реагирует со многими другими растворителями, такими как спирты , ДМСО и ДМФА . [3]

Структура и синтез

Его тетраэдрическая молекулярная структура похожа на структуру адамантана и почти идентична структуре пентоксида фосфора . [4]

Пентасульфид фосфора получают реакцией жидкого белого фосфора ( P4 ) с серой при температуре выше 300 ° C . Первый синтез P4S10 Берцелиусом в 1843 году [5] был осуществлен этим методом. Альтернативно, P4S10 может быть образован реакцией элементарной серы или пирита , FeS2 , с феррофосфором , сырой формой Fe2P ( побочный продукт производства белого фосфора ( P4 ) из фосфатной руды ) :

4 Fe2P + 18S → P4S10 + 8FeS
4 Fe2P + 18 FeS2 нагревать→ П 4 С 10 + 26 FeS

Приложения

Ежегодно производится около 150 000 тонн P 4 S 10 . Соединение в основном преобразуется в другие производные для использования в качестве смазочных добавок, таких как дитиофосфаты цинка . Он широко используется в производстве дитиофосфата натрия для применения в качестве флотационного агента при концентрации молибденитовых минералов. Он также используется в производстве пестицидов, таких как паратион и малатион . [6] Он также является компонентом некоторых аморфных твердых электролитов (например, Li 2 S - P 2 S 5 ) для некоторых типов литиевых батарей .

Пентасульфид фосфора — материал двойного назначения , используемый для производства ранних инсектицидов, таких как Амитон , а также для производства родственных нервно-паралитических агентов VX .

Реактивность

В результате гидролиза под воздействием атмосферной влаги P 4 S 10 выделяет сероводород H 2 S , поэтому P 4 S 10 ассоциируется с запахом тухлых яиц. Помимо H 2 S гидролиз P 4 S 10 в конечном итоге дает фосфорную кислоту :

P4S10 + 16H2O → 4H3PO4 + 10H2S​​​​​​

Другие мягкие нуклеофилы реагируют с P 4 S 10 , включая спирты и амины . Реакция с хлоридом аммония дает полимерный (SPN) ∞ . [7] Ароматические соединения, такие как анизол , ферроцен и 1-метоксинафталин реагируют с образованием 1,3,2,4-дитиадифосфетана 2,4-дисульфидов, таких как реагент Лоуссона .

P 4 S 10 используется в качестве тионирующего реагента. Реакции этого типа требуют кипящих растворителей, таких как бензол , диоксан или ацетонитрил , при этом P 4 S 10 диссоциирует в P 2 S 5 . Некоторые кетоны , эфиры и имиды преобразуются в соответствующие тиокарбонилы . Амиды дают тиоамиды . С 1,4-дикетонами реагент образует тиофены . Он также используется для дезоксигенирования сульфоксидов . Использование P 4 S 10 было вытеснено вышеупомянутым реагентом Лоуссона . [8]

P 4 S 10 реагирует с пиридином с образованием комплекса P 2 S 5 (пиридин) 2 . [9]

Ссылки

  1. ^ abcde Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0510". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ "Пентасульфид фосфора". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  3. ^ Скотт Д. Эдмондсон, Мусуми Санниграхи "Фосфор(V) сульфид" Энциклопедия реагентов для органического синтеза 2004 John Wiley & Sons. doi :10.1002/047084289X.rp166s.pub2
  4. ^ Corbridge, DEC (1995). Фосфор: Очерк его химии, биохимии и технологии (5-е изд.). Амстердам: Elsevier. ISBN 0-444-89307-5.
  5. ^ Берцелиус, Йонс Дж. (1843). «Ueber die Verbindungen des Phosphors mit Schwefel», части I и II. Annalen der Chemie und Pharmacie , vol. 46, выпуск 2, стр. 129–154, 251–281. doi : 10.1002/jlac.18430460202 и 10.1002/jlac.18430460303.
  6. ^ Беттерманн, Г.; Краузе, В.; Рисс, Г.; Хофманн, Т. (2002). "Соединения фосфора, неорганические". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_527. ISBN 3527306730.
  7. ^ Almasi, Lucreţia (1971). "Связь серы и фосфора". В Senning, Alexander (ред.). Сера в органической и неорганической химии . Том 1. Нью-Йорк: Marcel Dekker. стр. 69. ISBN 0-8247-1615-9. LCCN  70-154612.
  8. ^ Озтюрк, Т.; Эртас, Э.; Мерт, О. (2010). «Реагент Берцелиуса, декасульфид фосфора (P 4 S 10 ), в органическом синтезе». Химические обзоры . 110 (6): 3419–3478. дои : 10.1021/cr900243d. ПМИД  20429553.
  9. ^ Бергман, Ян; Петтерссон, Биргитта; Хасимбегович, Ведран; Свенссон, Пер Х. (2011). «Тионирование с использованием комплекса P4S10-пиридин в таких растворителях, как ацетонитрил и диметилсульфон». Журнал органической химии . 76 (6): 1546–1553. doi :10.1021/jo101865y. PMID  21341727.