Chlorek tionylu

Chlorek tionylu
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
podst.	dichloro-λ4-sulfanon
addyt.	dichlorydooksydosiarka
	Inne nazwy i oznaczenia
	tlenochlorek siarki, dichlorek tlenek siarki, oksochlorek siarki, chlorek sulfinylu
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	SOCl2
Masa molowa	118,97 g/mol
Wygląd	bezbarwna bądź żółta ciecz o duszącym zapachu
	Identyfikacja
Numer CAS	7719-09-7
PubChem	24386
SMILES
	O=S(Cl)Cl
InChI
	InChI=1S/Cl2OS/c1-4(2)3
	InChIKey
	FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
	Gęstość
	1,631 g/cm³; ciecz
	Rozpuszczalność w wodzie
	reaguje z wodą
	w innych rozpuszczalnikach
	rozpuszczalny w benzenie, chloroformie i tetrachlorometanie
Temperatura topnienia	−101 °C
Temperatura wrzenia	75,6 °C
Współczynnik załamania	1,527 (589 nm, 10 °C)
Budowa
Moment dipolowy	(1,45 ± 0,03) D
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2023-11-05]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanego źródła
Zwroty H	H302, H314, H331, H335, EUH014, EUH029
Zwroty P	P261, P280, P301+P312, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338
Numer RTECS	XM5150000
Dawka śmiertelna	LD50 324 mg/kg (szczur, drogą pokarmową)
	Podobne związki
Podobne związki	fluorek tionylu (SOF; 2), bromek tionylu (SOBr; 2), chlorek sulfurylu (SO; 2Cl; 2), fosgen (COCl; 2), chlorek nitrozylu (ClNO)
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons

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

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
2O + SOCl
2 → 2HCl + SO
2

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

Otrzymywanie

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

Chemia organiczna

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 R−O−SOCl, który rozpada się do chlorku i SO
2^[8]:

R−OH + SOCl
2 → R−O−SOCl + HCl → R−Cl + 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

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

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

Baterie litowe

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

↑ Thionyl chloride, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 24386 [dostęp 2023-08-22] (ang.).
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-90, 4-132, 9-66, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).
↑ 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)
↑ N.N.N.N. Greenwood N.N.N.N., A.A. Earnshaw A.A., Chemistry of the Elements, Pergamon Press, 1984 .
↑ M.W.M.W. Rutenberg M.W.M.W., E.C.E.C. Horning E.C.E.C., 1-Methyl-3-ethyloxindole, „Organic Syntheses”, 30, 1950, s. 62, DOI: 10.15227/orgsyn.030.0062 (ang.).
↑ Kathleen R.K.R. Mondanaro Kathleen R.K.R., William P.W.P. Dailey William P.W.P., 3-Chloro-2-(chloromethyl)-1-propene, „Organic Syntheses”, 75, 1998, s. 89, DOI: 10.15227/orgsyn.075.0089 (ang.).
↑ Krzysztof E.K.E. Krakowiak Krzysztof E.K.E., Jerald S.J.S. Bradshaw Jerald S.J.S., 4-Benzyl-10,19-diethyl-4,10,19-triaza-1,7,13,16-tetraoxacycloheneicosane, „Organic Syntheses”, 70, 1992, s. 129, DOI: 10.15227/orgsyn.070.0129 (ang.).
↑ ^a ^b FengF. Xu FengF. i inni, Chlorination/cyclodehydration of amino alcohols with SOCl₂: An old reaction revisited, „Journal of Organic Chemistry”, 73 (1), 2008, s. 312–315, DOI: 10.1021/jo701877h (ang.).
↑ Alfred R.A.R. Pray Alfred R.A.R. i inni, Anhydrous Metal Chlorides, „Inorganic Syntheses”, 28, 1990, s. 321–323, DOI: 10.1002/9780470132593.ch80 (ang.).
↑ ^a ^b Lithium Thionyl Chloride Battery [online], Maxell [zarchiwizowane z adresu 2021-06-23] (ang.).

[PubChem-1] Thionyl chloride, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 24386 [dostęp 2023-08-22] (ang.).

[CRC-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-90, 4-132, 9-66, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).

[SA-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)

[ref1-4] N.N.N.N. Greenwood N.N.N.N., A.A. Earnshaw A.A., Chemistry of the Elements, Pergamon Press, 1984 .

[Rutenberg1963-5] M.W.M.W. Rutenberg M.W.M.W., E.C.E.C. Horning E.C.E.C., 1-Methyl-3-ethyloxindole, „Organic Syntheses”, 30, 1950, s. 62, DOI: 10.15227/orgsyn.030.0062 (ang.).

[Mondanaro2004-6] Kathleen R.K.R. Mondanaro Kathleen R.K.R., William P.W.P. Dailey William P.W.P., 3-Chloro-2-(chloromethyl)-1-propene, „Organic Syntheses”, 75, 1998, s. 89, DOI: 10.15227/orgsyn.075.0089 (ang.).

[Krakowiak-7] Krzysztof E.K.E. Krakowiak Krzysztof E.K.E., Jerald S.J.S. Bradshaw Jerald S.J.S., 4-Benzyl-10,19-diethyl-4,10,19-triaza-1,7,13,16-tetraoxacycloheneicosane, „Organic Syntheses”, 70, 1992, s. 129, DOI: 10.15227/orgsyn.070.0129 (ang.).

[Xu2008-8] FengF. Xu FengF. i inni, Chlorination/cyclodehydration of amino alcohols with SOCl₂: An old reaction revisited, „Journal of Organic Chemistry”, 73 (1), 2008, s. 312–315, DOI: 10.1021/jo701877h (ang.).

[Pray1990-9] Alfred R.A.R. Pray Alfred R.A.R. i inni, Anhydrous Metal Chlorides, „Inorganic Syntheses”, 28, 1990, s. 321–323, DOI: 10.1002/9780470132593.ch80 (ang.).

[baterie-10] Lithium Thionyl Chloride Battery [online], Maxell [zarchiwizowane z adresu 2021-06-23] (ang.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

1. Litowców	LiCl NaCl KCl RbCl CsCl
2. Berylowców	BeCl 2 MgCl 2 CaCl 2 SrCl 2 BaCl 2 RaCl 2
3. Skandowców	ScCl 3 YCl 3 LaCl 3 AcCl 3
4. Tytanowców	TiCl 2 TiCl 3 TiCl 4 ZrCl 2 ZrCl 3 ZrCl 4 ZrOCl 2 HfCl 4 HfOCl 2
5. Wanadowców	VCl 2 VCl 3 VCl 4 VOCl VOCl 2 VOCl 3 NbCl 3 NbCl 5 NbOCl 3 TaCl 5
6. Chromowców	CrCl 2 CrCl 3 MoCl 2 (Mo 3Cl 6) MoCl 3 MoCl 4 MoCl 5 WCl 2 WCl 4 WCl 5 WCl 6
7. Manganowców	MnCl 2 MnCl 3 TcCl 3 ReCl 3 ReCl 5
8. Żelazowców	FeCl 2 FeCl 3 (Fe 2Cl 6) Fe 2Cl 5 RuCl 3 RuCl 4 OsCl 2 OsCl 3 OsCl 4
9. Kobaltowców	CoCl 2 CoCl 3 RhCl 3 IrCl 2 IrCl 3 IrCl 4
10. Niklowców	NiCl 2 PdCl 2 PtCl 2 PtCl 3 PtCl 4
11. Miedziowców	CuCl (Cu 2Cl 2) CuCl 2 Cu(OH)Cl AgCl AuCl AuCl 3 (Au 2Cl 6)
12. Cynkowców	ZnCl 2 Zn(OH)Cl 2 CdCl 2 Cd(OH)Cl 2 Hg 2Cl 2 HgCl 2
13. Borowców	BCl 3 AlCl 3 GaCl 2 GaCl 3 InCl InCl 2 InCl 3 TlCl TlCl 3
14. Węglowców	CCl 4 SiCl 4 GeCl 2 GeCl 4 GeOCl 2 SnCl 2 SnCl 4 Sn 2OCl 2 SnOCl 2 PbCl 2 Pb(OH)Cl PbCl 4
15. Azotowców	NCl 3 NH 4Cl NOCl PCl 2 PCl 3 POCl 3 PCl 5 AsCl 3 AsCl 5 SbCl 3 SbCl 5 BiCl 3 BiCl 2 BiOCl
16. Tlenowców	S 2Cl 2 SCl 2 SCl 4 SOCl 2 SO 2Cl 2 Se 2Cl 2 SeCl 4 SeO 2Cl 2 TeCl 2 TeCl 4 PoCl 2 PoCl 4
17. Fluorowców	ICl ICl 3 BrCl