Хлорциан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Хлорциан
Хлорциан
Хлорциан
Общие
Сокращения CK
Хим. формула ClCN
Физические свойства
Состояние бесцветный газ
Молярная масса 61,46 г/моль
Плотность при -30 °C - 1.550 г/см³
Термические свойства
Т. плав. -6,9 °C
Т. кип. 12,6 °C
Энтальпия образования 134.2 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 506-77-4
PubChem 10477
SMILES
ChemSpider 10045
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Хлорциан — хлорангидрид циановой кислоты ClCN, бесцветный газ (при нормальных условиях) с резким запахом, высокотоксичен. Хлорциан — легко сжижающийся газ (давление паров при 20 С = 1002 мм.рт.ст) с температурой плавления −6.9 °C, в твердой фазе образует кристаллы ромбической сингонии.

Реакционная способность[править | править исходный текст]

Хлорциан является типичным псевдогалогеном и обладает высокой реакционной способностью по отношению к нуклеофилам, для него типичны как реакции замещения хлора, так и присоединения к тройной связи. Так, он взаимодействует с щелочами с образованием цианатов щелочных металлов:

\mathsf{ClCN + 2NaOH \rightarrow NaOCN + NaCl + H_2O}

Хлорциан медленно гидролизуется водой в нейтральных и кислых растворах с образованием изоциановой кислоты, которая, в свою очередь, гидролизуется с образованием до аммиака и диоксида углерода:

\mathsf{ClCN + H_2O \rightarrow HNCO + HCl}
\mathsf{HNCO + H_2O \rightarrow NH_3 + CO_2}

C аммиаком хлорциан образует цианамид:

\mathsf{ClCN + NH_3 \rightarrow H_2N\text{-}CN + HCl}

Реакции с азотными и кислородными нуклеофилами, начинаясь с замещения хлора, могут сопровождаться последующим присоединением к тройной углерод-азотной связи: так, первичные и вторичные амины образуют с хлорцианом сначала N-замещенные цианамиды, а затем — гуанидины:

\mathsf{ClCN + R_2NH \rightarrow R_2N\text{-}CN + HCl}
\mathsf{2R_2N\text{-}CN + B \rightarrow (R_2N)_2C\text{=}NH}

В отличие от аминов, при взаимодействие хлорциана со спиртами продукты замещения алкоксилом хлора — эфиры циановой кислоты — не образуются, реакция ведет к образованию нестойких имидоэфиров угольной кислоты:

\mathsf{ClCN + 2ROH \rightarrow (RO)_2C\text{=}NH + HCl}

Хлорциан реагирует и с углеродными нуклеофилами, при этом идут реакции замещения хлора. Так, хлорциан при взаимодействии с реактивами Гриньяра образует нитрилы:

\mathsf{RMgCl + ClCN \rightarrow RCN + MgCl_2}

Ароматические углеводороды цианируются хлорцианом в условиях реакции Фриделя-Крафтса[1]:

\mathsf{ArH + ClCN \rightarrow ArCN + HCl}

В частности, бензол в этих условиях образует бензонитрил, однако эта реакция имеет ограниченное синтетическое применение.

Токсичность[править | править исходный текст]

По действию хлорциан аналогичен синильной кислоте, поскольку при гидролизе в организме образует цианид-ионы, но в отличие от неё оказывает и раздражающее действие, обусловленное воздействием хлорциана на нуклеофильные функциональные группы рецепторов слизистых оболочек. Смертельная концентрация хлорциана в воздухе: ЛКτ50 = 11 мг·мин/л.

Хлорциан не обладает кумулятивными свойствами, его воздействие проявляется немедленно. При концентрации 0,002 мг/л начинает ощущаться раздражающее действие, а при 0,06 мг/л развивается обильное слезотечение и спазм век. Концентрация 0,4 мг/л может вызвать смертельный исход (достаточно 10-минутного воздействия, при этом смерть наступает в течение 1-15 минут).

Применение[править | править исходный текст]

В химическом производстве[править | править исходный текст]

Хлорциан является исходным веществом в синтезе цианурхлорида (2,4,6-трихлор-1,3,5-триазина), применяющегося в синтезе гербицидов триазинового ряда и триазиновых активных красителей, синтез проводится каталитической тримеризацией хлорциана:

\mathsf{3ClCN \rightarrow C_3N_3Cl_3}

Как отравляющее веществo[править | править исходный текст]

Хлорциан также производился в качестве боевого отравляющего вещества общеядовитого действия, впервые был применен войсками Антанты в июле 1916 года в ходе Первой мировой войны.[2]

Хлорциан, обладающий схожим с синильной кислотой характером токсического действия и уровнем летальной дозы, очень плохо сорбируется угольной шихтой противогаза. При подходящих метеоусловиях можно создавать такие концентрации хлорциана, при которых наступает пробой противогаза, и живая сила противника будет поражена, даже если успеет воспользоваться стандартными средствами защиты от ОВ.[3]

Примечания[править | править исходный текст]

Литература[править | править исходный текст]

  • В. Н. Александров, В. И. Емельянов Отравляющие вещества — Москва, Военное изд-во — 1990

Ссылки[править | править исходный текст]