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外観
無色～黄色, 澄明の液体
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性質
塩化チオニルには発煙性や刺激臭があり、融点は–104.5℃、沸点は76℃です。140℃以上に加熱すると分解し始めて、完全に分解するのは500℃です。塩化チオニルの分解によって、 (SO2) 、二塩化二硫黄 (S2Cl2) 、 (Cl2) が生成します。
塩化チオニルはや等の溶媒と混合します。また、水と激しく発熱しながら反応して、塩化水素 (HCl) と (SO2) を生じます。
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溶解性
水, エタノールに分解, ベンベン, エーテルに可溶。
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反応
カルボン酸やアルコールの塩素化に、塩化チオニルがよく用いられています。他のハロゲン化剤とは異なり、反応による生成物がHClやSO2のようなガスであり、塩化チオニルが低沸点なので、反応系から除去することが容易です。
それに加えて塩化チオニルを用いたアルコールの塩素化は、他の塩素化剤のようにSN1反応やSN2反応では進行しません。したがって、ワルデン反転 (英: Walden inversion) することなく、反応が立体保持で起こります。反応機構として、四員環遷移状態が提唱されており、SNi機構と呼ばれています。
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解説
塩化スルフィニル，室温では，無色，発煙性の刺激臭のある液体．密度1.66 g cm－3(20 ℃)．気体分子はSを頂点とする三方すい型で，S-O1.48 Å，S-Cl2.07 Å．∠Cl-S-O108.0°，∠Cl-S-Cl97.0°．融点－105 ℃，沸点78.8 ℃．140 ℃ 以上で分解してS2Cl2，SO2，Cl2 になる．水とははげしく反応してSO2とHClになる．ベンゼン，クロロホルムなどに可溶．有機合成で，酸化剤や塩素化剤として使われる．たとえば，-OHや-SH基を-Cl基にかえて塩化アシルをつくったり，グリニャール試薬をスルホキシドにかえる作用をする．皮膚，粘膜などをおかす．
森北出版「化学辞典（第2版）
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用途
クロル化剤(アルコール性水酸基のクロル化、カルボン酸のクロル化、酸無水物のクロル化、有機スルホン酸?ニトロ化合物のクロル置換)、脱水作用(二重結合の生成、酸無水物の生成、ニトリルの生成)、分子内閉環(トリアジン生成、ピロリドン生成、アミド生成)、クロロスルホン化剤、ベックマン転位
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用途
有機合成(和光試薬時報Vol.63 No.3,p.27(1995))。
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製法
塩化スルフィニル，IUPAC命名法で許される慣用名は二塩化チオニル．付加方式体系名はジクロリドオキシド硫黄．S2Cl2またはSCl2とSO3との反応や，PCl5とSO2との反応などで合成される．
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構造
塩化チオニルはの酸塩化物のような化合物であり、化学式はSOCl2、分子量は118.97で、比重が1.65g/cm3の液体です。硫黄－酸素結合 (S-O) はおよそ143pmで、硫黄－塩素結合 (S-Cl) の長さはおよそ207pmです。
塩化チオニルの分子は三角錐形を取っています。∠O-S-Clと∠Cl-S-Clは、それぞれ107.4°と96.5°です。
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合成
塩化チオニルは、 (PCl5) と二酸化硫黄 (SO2) の反応によって生じる塩化ホスホリル (POCl3) を蒸留で分離することにより得られます。また、 (SO3) と二塩化硫黄 (SCl2) の反応でも、塩化チオニルが生成可能です。
三酸化硫黄の代わりに、発煙硫酸 (英: Oleum) や (ClSO3H) で酸化しても製造できます。塩化アンチモンなどの触媒を使用すると反応しやすいです。
さらに、活性炭触媒を用いて二酸化硫黄 (SO2) と四塩化硫黄 (SCl4) の混合物を反応させて生成物を蒸留しても、塩化チオニルを得られます。
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使用上の注意
水で分解し、亜硫酸及び塩酸を生じる。
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化学的特性
Thionyl chloride is a pale yellow to reddish liquid. Suffocating odor like sulfur dioxide. Fumes form when exposed to moist air.
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物理的性質
Pale yellow to red fuming liquid; suffocating odor; refractive index 1.517 at 20°C; density 1.631 g/mL at 20°C; freezes at -101°C; boils at 75.6°C; decomposes at 140°C; decomposes in water; soluble in benzene, chloroform, and carbon tetrachloride.
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使用
Thionyl chloride (SOCl2) is used as a chlorinating agent in
manufacturing organic compounds. It is also used as a
solvent in high-energy lithium batteries.
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製造方法
Sulfurous oxychloride can be prepared by oxidation of sulfur dichloride with sulfur trioxide: SCl2 + SO3 → SOCl2 + SO2
Also, the compound can be prepared by reacting sulfur dioxide with phosphorus pentachloride: SO2 + PCl5 → SOCl2 + POCl3.
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定義
ChEBI: Thionyl chloride is a sulfinyl halide in which both of the halide atoms are chorines. It is a sulfinyl halide and a chlorine molecular entity.
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一般的な説明
Thionyl chloride appears as a colorless to yellow fuming liquid with a suffocating pungent odor. Boiling point 79 °C. A lachrymator. Highly corrosive and toxic. Long-term inhalation of low concentrations or short-term inhalation of high concentrations has adverse health effects.
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反応プロフィール
Thionyl chloride reacts, potentially explosively, with dimethyl sulfoxide or dimethylformamide containing traces of iron or zinc [Spitulnik, M. J., Chem. Eng. News, 1977, 55(31), p. 31]. Undergoes violent reactions with bases (ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, amines), alkali metals (sodium, potassium), esters (ethyl acetate), toluene mixed with ethanol / water [Bretherick, 5th ed., 1995, p. 1325]. Has an expansion ratio from gas to liquid of nearly 1000:1. Hence may cause an explosion if heated while contained [MCA Case History No. 1808]. May react vigorously or explosively if mixed with diisopropyl ether or other ethers in the presence of trace amounts of metal salts [J. Haz. Mat., 1981, 4, 291]. Perchloric acid ignites on contact with sulfinyl chloride. (Bailar, 1973, Vol. 2, 1442). SOCl2 reacts with esters, such as ethyl acetate, forming toxic SO2 gas and water soluble/toxic acyl chlorides, catalyzed by Fe or Zn (Spagnuolo, C.J. et al. 1992. Chemical and Engineering News 70(22):2.).
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危険性
Strong irritant to skin, tissue, and upper
respiratory tract.
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健康ハザード
CORROSIVE and/or TOXIC; inhalation, ingestion or contact (skin, eyes) with vapors, dusts or substance may cause severe injury, burns or death. Fire will produce irritating, corrosive and/or toxic gases. Reaction with water may generate much heat that will increase the concentration of fumes in the air. Contact with molten substance may cause severe burns to skin and eyes. Runoff from fire control or dilution water may cause pollution.
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火災危険
EXCEPT FOR ACETIC ANHYDRIDE (UN1715), THAT IS FLAMMABLE, some of these materials may burn, but none ignite readily. May ignite combustibles (wood, paper, oil, clothing, etc.). Substance will react with water (some violently), releasing corrosive and/or toxic gases and runoff. Flammable/toxic gases may accumulate in confined areas (basement, tanks, hopper/tank cars, etc.). Contact with metals may evolve flammable hydrogen gas. Containers may explode when heated or if contaminated with water. Substance may be transported in a molten form.
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保管
容器を密閉し、湿気や直射日光を避け、換気の良い冷暗所に保管することが推奨されています。水分に触れると加水分解が起こり、激しく反応するとが生成します。
参考文献
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使用用途
塩化チオニルは、染料・医療・農薬などの有機合成において、水酸基やメルカプト基を塩素原子で置換する際に用いられています。また、グリニャール試薬と反応させ、スルホン基を導入するのにも、塩化チオニルが使用可能です。その他、無水の金属ハロゲン化物を得るための脱水剤としても使用されています。
液体状の塩化チオニルは、塩化チオニルの正極活物質として重宝されています。塩化チオニルリチウム電池は、のバックアップ用をはじめ、エレクトロニクス機器電源、電力、ガス、水道メーター用電源などに広く利用されています。
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安全性プロファイル
Moderately toxic by
inhalation. The material itself is more toxic
than sulfur dioxide. Has a pungent odor
similar to that of sulfur dioxide; it fumes
upon exposure to air. Violent reaction with
water releases hydrogen chloride and sulfur
dioxide. Both these decomposition products
constitute serious toxicity hazards. A
corrosive irritant that causes burns to the
skin and eyes. A powerful chlorinating
agent. Potentially explosive reaction with
ammonia, bis(dimethy1amino)sulfoxide -
(above 80℃), chloryl perchlorate, 1,2,3-
cyclohexanetrione trioxime + sulfur dioxide,
dimethyl sulfoxide, hexafluoroisopropylideneaminolithium.
Violent reaction or
ignition with 2,4-hexadiyn-1-6-di01, onitrobenzoyl
acetic acid, o-nitrophenylacetic
acid, sodum (ignites at 300℃).
Incompatible with ammonia, dimethyl
formamide + trace iron or zinc, linseed oil +
quinoline, toluene + ethanol + water. When
heated to decomposition it emits toxic
fumes of SOx and Cl-. See also
HYDROGEN CHLORIDE and SULFUR
DIOXIDE.
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職業ばく露
Thionyl chloride is used as specialty chlorinating agent, particularly in preparation of organic acid chlorides; in organic synthesis; as a catalyst.
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輸送方法
UN1836 Thionyl chloride, Hazard class: 8; Labels: 8-Corrosive material.
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純化方法
Crude SOCl2 can be freed from sulfuryl chloride, sulfur monochloride and sulfur dichloride by refluxing it with sulfur and then fractionally distilling twice. [The SOCl2 is converted to SO2 and sulfur chlorides. The S2Cl2 (b 135.6o) is left in the residue, whereas SCl2 (b 59o) passes over in the forerun.] The usual purification is to distil it from quinoline (50g SOCl2 to 10g quinoline) to remove acid impurities, followed by distillation from boiled linseed oil (50g SOCl2 to 20g of oil). Precautions must be taken to exclude moisture. Thionyl chloride is used extensively in organic syntheses and can be prepared by distillation of technical SOCl2 in the presence of diterpene (12g/250mL SOCl2), and avoiding overheating. Further purification is achieved by redistillation from linseed oil (1-2%) [Rigby Chem Ind (London) 1508 1969]. Gas chromatographically pure material is obtained by distillation from 10% (w/w) triphenyl phosphite [Friedman & Wetter J Chem Soc (A) 36 1967, Larsen et al. J Am Chem Soc 108 6950 1986]. HARMFUL VAPOURS.
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不和合性
Reacts violently with water releasing sulfur dioxide and hydrogen chloride. Keep away from water, acids, alcohols, alkalis, ammonia, chloryl perchlorate.
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廃棄物の処理
Spray on a thick layer of a (1:1) mixture of dry soda ash and slaked lime behind a shield. After mixing, spray water from an atomizer with great precaution. Transfer slowly into a large amount of water. Neutralize and drain into the sewer with sufficient water.
