Foszfóniumion
A foszfóniumionok [PR1R2R3R4]+ képletű ionok (ahol R általában hidrogén, szerves csoport vagy halogén). Ezek tetraéderes molekulaszerkezetűek. Vegyületei általában színtelenek vagy az anionoknak megfelelő színűek.[1]
Foszfóniumionok fajtái szerkesztés
Protonált foszfinok szerkesztés
Az alapvegyület, a foszfóniumion képlete PH+4, és megtalálható a foszfónium-jodidban. Az alapvegyület sói ritkák, de ez intermedier a tetrakisz(hidroximetil)foszfónium-klorid előállításában:
Számos szerves foszfóniumvegyület állítható elő primer, szekunder és tercier foszfinok protonálásából:
- PR1R2R3 + H+ → HPR+3
A foszfinok bázikussága a szokásos rendszert követi: ha R alkil, az bázikusabb, mintha R aril.[2]
Tetraorganofoszfóniumionok szerkesztés
A leggyaoribb foszfóniumionokban a foszforhoz 4 szerves szubsztituens csatlakozik. E kvaterner foszfóniumionok közé tartozik a tetrafenilfoszfónium- ((C6H5)4P+ és a tetrametilfoszfóniumion ((CH3)4P+).
A kvaterner foszfóniumionok ([PR1R2R3R4]+, ahol egyik R sem H) szerves foszfinok alkilációjával hozhatók létre.[3] Például a trifenilfoszfin brómmetánnal való reakciója metiltrifenilfoszfónium-bromidot ad:
E foszfóniumvegyületek metilcsoportja kevéssé savas, a pKa becslések szerint 15 körül van:[5]
- (ahol B bázis).
E deprotonáció Wittig-reagenseket ad.[6]
Foszfor-pentaklorid és hasonló vegyületek szerkesztés
A szilárd foszfor-pentaklorid ionos, képlete PCl+4PCl−6, vagyis tetraklórfoszfónium kationt és hexaklórfoszfát aniont tartalmazó vegyület.[7][8] Híg oldatokban az alábbi egyenlet szerint disszociál:
A trifenilfoszfin-diklorid(Ph3PCl2) 5 koordinációjú foszforánként és klórtrifenilfoszfónium-kloridként is létezik közegtől függően.[9] Hasonlít a PCl5-hoz: ionos vegyület ((PPh3Cl)+Cl−) poláris oldószerekben, illetve trigonális bipiramis alakú molekulákból álló vegyület apolárisakban.[10]
Alkoxifoszfónium-vegyületek: Arbuzov-reakció szerkesztés
A Michaelis–Arbuzov-reakció egy háromértékű foszfortartalmú észter halogénalkánnal való reakciója, mely ötértékű foszforvegyületet ad és egy másik halogénalkánt. A foszforszubsztrát gyakran foszfit (P(OR)3), az alkilezőszer egy jódalkán.[11]
Használata szerkesztés
Textilekhez szerkesztés
phosphonium_chloride.png)
A tetrakisz(hidroximetil)foszfónium-kloridot gyűrődés- és tűzálló textilimpegnáló szerként használják pamuthoz és más cellulózalapú szövetekhez.[12][13] Tűzálló impregnálószer készíthető THPC-ből annak karbamiddal való kezelésével.[14] A karbamid a hidroximetilcsoportokkal reagál, a foszfóniumszerkezet foszfin-oxiddá alakul a reakció eredményeként.[15]
Fázistranszfer-katalizátorok és csapadékképző szerek szerkesztés
A szerves foszfóniumionok lipofilek és fázistranszfer-katalizátorként használatosak a kvaterner ammóniumionokhoz hasonlóan. A sók, a szervetlen anionok és a tetrafenilfoszfónium (PPh+4) poláris szerves oldószerekben oldódnak. Példa erre a perrenátja (PPh4ReO4).[16]
Szerves szintézisek reagensei szerkesztés
A Wittig-reagensek használatosak szerves szintézisekben is. Ezek a foszfóniumsókból származnak. A deprotonáláshoz erős bázis, például nátrium-amid vagy butillítium kell:
Az egyik legegyszerűbb ilid a metiléntrifenilfoszforán (Ph3P=CH2).[6]
A Ph3PX2 (X = Cl, Br) képletű vegyületek használhatók a Kirsanov-reakcióban.[17] A Kinnear–Perren-reakció használatos alkánfoszfonil-dikloridok (RP(O)Cl2 és -észterek (R1P(O)(OR2)OR3) szintéziséhez. A foszfor-triklorid alkilációval keletkező alkiltriklórfoszfónium-sók fontos köztitermékek:[18]
„Zöldhidrogénhez” való ammóniatermeléshez szerkesztés
A fő ipari ammóniatermelő folyamat a Haber–Bosch-folyamat, mely általában hidrogénforrásként földgázt használ, mely nitrogénnel reagálva ammóniát hoz létre. 2021-ben Doug MacFarlane, Alekszandr Szimonov és Bryan Suryantó a Monash Egyetemen létrehozott egy módszert „zöldammónia” előállítására, mely feltehetően a Haber–Bosch-folyamatot felválthatja.[19] E folyamat hasonlít az elektrolitikus hidrogén-előállító folyamathoz. A sóból fehérítőt előállítani kívánó Verdant céggel együtt dolgozva Suryantóék felfedezték, hogy egy tetraalkilfoszfónium-só képes hatékony ammónia-előállításra szobahőmérsékleten.[20]
Jegyzetek szerkesztés
- ↑ Corbridge, D. E. C.. Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology, 5., Amsterdam: Elsevier (1995). ISBN 978-0-444-89307-9
- ↑ (2007) „An Acidity Scale of Tetrafluoroborate Salts of Phosphonium and Iron Hydride Compounds in [D2]Dichloromethane”. Chem. Eur. J. 13 (13), 3796–3803. o. DOI:10.1002/chem.200601484. PMID 17245785.
- ↑ a b H.-F. Klein. Trimethylphosphonium Methylide (Trimethyl Methylenephosphorane), Inorganic Syntheses, Inorganic Syntheses, 138–140. o.. DOI: 10.1002/9780470132494.ch23 (1978). ISBN 9780470132494
- ↑ (1993) „Crystal and Molecular structure of a metastable modification of phosphorus pentachloride”. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (11), 957–958. o. DOI:10.1039/c39930000957.
- ↑ (1990) „Measurement of pKa Values for Phosphonium Salts via the Kinetics of Proton Transfer to an Electrogenerated Base”. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (9), 662. o. DOI:10.1039/C39900000662.
- ↑ a b Leírása: (1960) „Methylenecyclohexane”. Organic Syntheses 40, 66. o. DOI:10.15227/orgsyn.040.0066.
- ↑ Inorganic Chemistry. Academic Press (2001). ISBN 978-0-12-352651-9
- ↑ (1978) „Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents”. Journal of the American Chemical Society 95 (5), 1474–1479. o. DOI:10.1021/ja00786a021.
- ↑ (1996) „An X-ray crystallorgraphic study of the reagent Ph3PCl2; not charge-transfer, R3P–Cl–Cl, trigonal bipyramidal or [R3PCl]Cl but an unusual dinuclear ionic species, [Ph3PCl+⋯Cl–⋯+CIPPh3]Cl containing long Cl–Cl contacts”. Chemical Communications (22), 2521–2522. o. DOI:10.1039/CC9960002521.
- ↑ (2014) „Degenerate Nucleophilic Substitution in Phosphonium Salts”. J. Am. Chem. Soc. 136 (46), 16217–16226. o. DOI:10.1021/ja507433g. PMID 25384344.
- ↑ (1981) „Michaelis–Arbuzov rearrangement”. Chem. Rev. 81 (4), 415–430. o. DOI:10.1021/cr00044a004.
- ↑ (2008) „Flame Retardants in Commercial Use or Development for Textiles”. J. Fire Sci. 26 (3), 243–281. o. DOI:10.1177/0734904108089485.
- ↑ Svara, Jürgen; Weferling, Norbert; Hofmann, Thomas. Phosphorus Compounds, Organic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley & Sons, Inc.. DOI: 10.1002/14356007.a19_545.pub2 (2008)
- ↑ Frequently asked questions: What is the PROBAN® process?. Rhodia Proban. [2012. december 7-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. február 25.)
- ↑ (1956) „Intermediate for Flame-Resistant Polymers-Reactions of Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium Chloride”. Industrial and Engineering Chemistry 48 (1), 64–67. o. DOI:10.1021/ie50553a021.
- ↑ Tetrahalo Oxorhenate Anions, Inorganic Syntheses, Inorganic Syntheses, 257–262. o.. DOI: 10.1002/9780470132623.ch42 (1996). ISBN 9780470132623
- ↑ G. A. Wiley, R. L. Hershkowitz, B. M. Rein, B. C. Chung. „Studies in Organophosphorus Chemistry. I. Conversion of Alcohols and Phenols to Halides by Tertiary Phosphine Dihalides”. J. Am. Chem. Soc. 1964 (86 (5)), 964–965. o. DOI:10.1021/ja01059a073.
- ↑ Ullmann Vegyipari Enciklopédia
- ↑ Breakthrough brings green ammonia production closer to reality
- ↑ Nitrogen reduction to ammonia at high efficiency and rates based on a phosphonium proton shuttle
Fordítás szerkesztés
Ez a szócikk részben vagy egészben a Phosphonium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.