Тионилхлорид

Тионилхлорид
Общие
Систематическое наименование	Тионилхлорид
Хим. формула	Cl₂OS
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	118,97 г/моль
Плотность	1,638 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	−104,5 ℃
Т. кип.	76,11 ℃
Энтальпия образования	−247 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	гидролизуется
Классификация
Номер CAS	7719-09-7
PubChem	24386
ChemSpider	22797
Номер EINECS	231-748-8
RTECS	XM5150000
ChEBI	29290
Номер ООН	1836
SMILES
O=S(Cl)Cl
InChI
InChI=1S/Cl2OS/c1-4(2)3
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Тионилхлорид (хлористый тионил) SOCl₂ — хлорангидрид сернистой кислоты. Относится к тионилгалогенидам.

Свойства

Тионилхлорид — бесцветная дымящаяся на воздухе жидкость с удушающим запахом. Молекула тионилхлорида имеет пирамидальное строение.

При нагревании выше температуры кипения тионилхлорид начинает разлагаться с образованием S₂Cl₂, SO₂, Cl₂. Выше 440 °C наблюдается полный распад соединения.

В воде разлагается на диоксид серы и хлороводород:

${\mathsf {SOCl_{2}+H_{2}O\rightarrow SO_{2}+2HCl}}$

Широко применяется в органическом синтезе в качестве хлорирующего агента, например, для получения хлорангидридов карбоновых кислот и алкилгалогенидов:

${\mathsf {RCOOH+SOCl_{2}\rightarrow RCOCl+SO_{2}+HCl}}$

${\mathsf {ROH+SOCl_{2}\rightarrow RCl+SO_{2}+HCl}}$

Получение

Тионилхлорид можно получить по следующим реакциям:

${\mathsf {SO_{3}+SCl_{2}\rightarrow SOCl_{2}+SO_{2}}}$

${\mathsf {SO_{2}+PCl_{5}\rightarrow SOCl_{2}+POCl_{3}}}$

${\mathsf {SO_{2}+Cl_{2}+SCl_{2}\rightarrow 2SOCl_{2}}}$

${\mathsf {SO_{3}+Cl_{2}+2SCl_{2}\rightarrow 3SOCl_{2}}}$

В промышленности тионилхлорид получают прямым взаимодействием серы, кислорода, хлора при 180—200 °C (с использованием в качестве катализатора активного угля) или действием избытка диоксида серы на тетрахлорметан в присутствии хлорида алюминия при 150 °C и давлении около 4 МПа (40 кгс/см²).

Применение

Литийтионилхлоридные батарейки

Применяют в производстве красителей, фармацевтических препаратов, графена, для хлорирования.

Реакция кодеина с тионилхлоридом и последующим каталитическим восстановлением и деметилированием используется для получения дезоморфина.

Применяют в качестве положительного электрода в одноразовых литиевых химических источниках тока, т.н. литийтионилхлоридных батарейках. Отрицательный электрод литиевый, электролит lithium tetrachloroaluminate. Химический процесс в батарее:

4Li + 2 SOCl₂ → 4 LiCl + S + SO₂

Эти батарейки отличаются высокой плотностью энергии, длительными сроками работы и широким температурным диапазоном. Однако их применение ограничено профессиональными применениями в связи с токсичностью содержимого и риском взрывного разрушения при коротком замыкании.

Опасность

Биологическая опасность

Раздражает и разъедает слизистые оболочки, вызывая тяжёлые ожоги. При н.у. тионилхлорид легко испаряется (парциальное давление паров 16 кПа). Его пары обладают очень сильным раздражающим действием при контакте с кожей, глазами и слизистыми оболочками. Вдыхание паров тионилхлорида может вызвать отек легких. Чрезмерное воздействие может привести к появлению симптомов нефиброзного повреждения легких. При воздействии вещества возможны обострения астмы и других респираторных заболеваний, кожной аллергии, экземы. При контакте с веществом место контакта промывают большим количеством воды. Пары тионилхлорида тяжелее воздуха.

При попадании в ЖКТ или легкие вещество активно всасывается в организм. Летальная доза (LC₅₀) при вдыхании паров для крысы 1 час при концентрации 500 ppm. При попадании в ЖКТ запрещается вызывать рвоту водой.

В России класс опасности 2, максимальная разовая ПДК в воздухе рабочей зоны 0,3 мг/м3 (1998 год). В США предельный пороговый уровень однократного воздействия согласно OSHA и ACGIH 1,0 ppm (5,0 мг/м3) (2001 год).

Химическая опасность

Вещество разлагается при разогреве свыше 140 °C с образованием токсичных и едких дымов. Бурно реагирует с водой, образуя токсичные пары диоксида серы и хлорводорода. Реагирует с опасностью пожара и взрыва со многими веществами, например, аминами, основаниями и металлами.

Вещество входит в Список 3 Конвенции о запрещении химического оружия как прекурсор некоторых боевых нервно-паралитических отравляющих веществ.

Пожарная опасность

Не горюче, но многие реакции могут привести к пожару или взрыву. При температурах выше 140°С (в том числе в огне) выделяют раздражающие или токсичные пары и газы. Запрещается применение воды при тушении пожара если рядом есть тионилхлорид. Допустимо применение порошковых и углекислотных средств тушения.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4 (Пол-Три). — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.