Trichlorure de phosphoryle

Le trichlorure de phosphoryle, ou oxychlorure de phosphore, est un composé inorganique de la famille des oxychlorures, de formule brute POCl₃.

Trichlorure de phosphoryle
Molécule de trichlorure de phosphoryle
Identification
Nom UICPA	Trichlorure de phosphoryle
Synonymes	Oxychlorure de phosphore
No CAS	10025-87-3
No ECHA	100.030.030
No CE	233-046-7
No RTECS	TH4897000
PubChem	24813
ChEBI	30336
SMILES	O=P(Cl)(Cl)Cl PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/Cl3OP/c1-5(2,3)4 Std. InChIKey : XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N
Apparence	liquide incolore, fumant, d'odeur acre.
Propriétés chimiques
Formule	Cl3OPPOCl3
Masse molaire	153,332 ± 0,006 g/mol Cl 69,36 %, O 10,43 %, P 20,2 %,
Moment dipolaire	2,54 D
Propriétés physiques
T° fusion	1,2 °C
T° ébullition	106 °C
Solubilité	dans l'eau : réaction
Paramètre de solubilité δ	19,8 J1/2·cm-3/2 (25 °C)
Masse volumique	1,6 g·cm-3
Pression de vapeur saturante	à 27,3 °C : 5,3 kPa
Précautions
SGH
Danger H302, H314, H330, H372, EUH014, EUH029, P280, P305, P310, P338 et P351 H302 : Nocif en cas d'ingestion H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H330 : Mortel par inhalation H372 : Risque avéré d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) EUH014 : Réagit violemment au contact de l'eau EUH029 : Au contact de l'eau, dégage des gaz toxiques P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P305 : En cas de contact avec les yeux : P310 : Appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P338 : Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P351 : Rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes.
SIMDUT
B6, D1A, E, F, B6 : Matière réactive inflammable dégage un gaz inflammable au contact de l'eau : phosphine D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (rat) =48 ppm E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 F : Matière dangereusement réactive réagit violemment au contact de l'eau en dégageant un gaz très toxique : chlorure d'hydrogène Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
0 4 2 W
Transport
X80    1810    Code Kemler : X80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité réagissant dangereusement avec l'eau) Numéro ONU : 1810 : OXYCHLORURE DE PHOSPHORE Classe : 8 Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Écotoxicologie
DL50	36 mg·kg-1 (rats, oral)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés chimiques et toxicologie

Le trichlorure de phosphoryle réagit avec l'eau et les alcools pour donner du chlorure d'hydrogène et respectivement de l'acide phosphorique et des esters de phosphate :

POCl₃ + 3 H₂O → H₃PO₄ + 3 HCl.

POCl₃ peut également réagir avec un acide de Lewis tel que le tétrachlorure de titane selon le schéma réactionnel suivant :

Cl₃P⁺-O⁻ + TiCl₄ → Cl₃P⁺-O⁻-TiCl₄.

Le composé POCl₃·AlCl₃ résultant de l'addition de chlorure d'aluminium sur le trichlorure de phosphoryle est assez stable, de sorte que POCl₃ peut être utilisé pour éliminer le chlorure d'aluminium du mélange résultant d'une réaction de Friedel-Crafts.

POCl₃ réagit avec le bromure d'hydrogène en présence de chlorure d'aluminium pour former le tribromure de phosphoryle POBr₃.

L'oxychlorure de phosphore réagit violemment avec l'eau, les métaux, les bases, l'acétone (vraisemblablement toutes les cétones), les alcools, les amines, les phénols, les substances oxydantes et organiques fortes.

Les solvants à utiliser pour les réactions avec l'oxychlorure de phosphore doivent donc être anhydres. Les solvants secs peuvent être éliminés par séchage, par ex. B. produit facilement et commodément à l’aide de tamis moléculaires. Les solvants contenant plus d'eau doivent être pré-séchés avec du sulfate de sodium. Une réaction explosive peut se produire au contact des solvants diméthylformamide ou diméthylsulfoxyde.[1]

Le chlorure de phosphoryle est corrosif pour les yeux, la peau et les voies respiratoires. La vapeur est environ 5 fois plus lourde que l'air. L'inhalation de vapeurs peut provoquer un œdème pulmonaire. L'exposition à des doses élevées peut être mortelle. Les effets peuvent se produire avec un certain retard. La « limite d'exposition recommandée » du NIOSH pour une durée d'exposition de 10 heures est de 0,1 ppm (0,6 mg/m³). Le « niveau guide d'exposition aiguë » pour 1 heure d'exposition est de 0,85 ppm et peut entraîner des effets potentiellement mortels sur la santé, voire la mort.

Préparation

Le trichlorure de phosphoryle peut être préparé par action de l'oxygène O₂ sur le trichlorure de phosphore PCl₃ à 20-25 °C (l'air est inefficace) :

2 PCl₃ + O₂ → 2 O=PCl₃.

Une synthèse alternative fait appel à la réaction du pentachlorure de phosphore PCl₅ avec le pentoxyde de phosphore P₄O₁₀. Dans la mesure où ces deux composés sont solides, une manière efficace de réaliser la réaction est de chlorer un mélange de PCl₃ et de P₄O₁₀ afin de produire le PCl₅. Au fur et à mesure que le PCl₃ réagit, le POCl₃ devient le solvant de réaction :

6 PCl₃ + 6 Cl₂ → 6 PCl₅.

6 PCl₅ + P₄O₁₀ → 10 POCl₃.

Le pentachlorure de phosphore forme également du trichlorure de phosphoryle avec l'eau, mais cette réaction est plus difficilement contrôlable que la précédente.

Utilisation

Le chlorure de phosphoryle est un agent de chloration couramment utilisé dans les réactions organiques. Il est utilisé pour la production de composés organophosphorés, qui sont transformés en ignifugeants, fluides hydrauliques, lubrifiants, additifs plastiques tels que plastifiants et insecticides. Comme elle pourrait également être utilisée pour la production de gaz neurotoxique, son exportation est soumise à des contrôles stricts.

Dans la réaction de Bischler-Napieralski, la substance agit comme un déshydrateur.

La réaction avec les alcools, qui est exothermique, produit des esters phosphatés. Ce type de réaction, notamment dans le cas des alcools aromatiques (tels que les dérivés phénoliques), est industriellement important.

L'oxychlorure de phosphore est une matière première importante pour la production d'esters d'acide phosphorique (phosphites d'alkyle et d'aryle). La synthèse se produit par réaction de l'oxychlorure de phosphore avec des alcools, des phénols ou des époxydes et fournit des produits économiquement importants tels que

• Plastifiant pour PVC et autres plastiques
• Retardateurs de flamme
• Additifs pour carburant
• Huiles hydrauliques et additifs pour huiles hydrauliques
• Agent d'extraction pour le traitement de l'uranium et l'extraction des métaux
• Insecticides

L'utilisation de l'oxychlorure de phosphore pour la production d'insecticides organophosphorés est étroitement liée à son utilisation dans la production de gaz neurotoxiques organophosphorés appartenant à la même famille de substances.

L'oxychlorure de phosphore est encore utilisé comme:

• Agent de chloration pour la production de chlorures d'acides carboxyliques et d'anhydrides d'acide
• Catalyseur dans la production de colorants triphénylméthane
• Réactif pour la formation du complexe de Vilsmeier-Haack
• solvant non aqueux

• Auxiliaire à la production de fibres de verre optiques
• n-dopant dans la production de semi-conducteurs et de cellules solaires

Ce produit est utilisé dans l'industrie photovoltaïque pour doper au phosphore les wafers en silicium par diffusion afin de réaliser un dopage n sur un substrat dopé p (typiquement au bore) en vue de réaliser une jonction p-n.

Voir aussi

Articles connexes

• pentachlorure de phosphore