五硫化リン
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| 名前 | |
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その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.013.858 |
| EC番号 |
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PubChem CID | |
| RTECS番号 |
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| ユニイ |
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CompToxダッシュボード（EPA） | |
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| プロパティ | |
| P 4 S 10 | |
| モル質量 | 444.50 g/モル |
| 外観 | 黄色の固体 |
| 臭い | 腐った卵[ 1 ] |
| 密度 | 2.09 g/cm 3 |
| 融点 | 288℃（550°F; 561K） |
| 沸点 | 514℃（957°F; 787K） |
| 加水分解 | |
| 他の溶媒への 溶解性 |
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| 蒸気圧 | 1 mmHg (300 °C) [ 1 ] |
| 構造 | |
| 三斜晶系、aP28 | |
| P 1（第2号） | |
| T d | |
| 危険 | |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50（中間投与量） | 389 mg/kg（経口、ラット）[ 2 ] |
| NIOSH（米国健康曝露限界）： | |
PEL（許可） | TWA 1 mg/m 3 [ 1 ] |
REL（推奨） | TWA 1 mg/m 3 ST 3 mg/m 3 [ 1 ] |
IDLH（差し迫った危険） | 250 mg/m 3 [ 1 ] |
| 関連化合物 | |
関連化合物 | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
五硫化リンは、化学式P 2 S 5（実験式）またはP 4 S 10（分子式）で表される無機化合物です。この黄色の固体は、商業的に価値のある2種類の硫化リンのうちの1つです。サンプルは不純物の影響で緑がかった灰色を呈することがよくあります。二硫化炭素には溶けますが、アルコール、DMSO、DMFなど、他の多くの溶媒とも反応します。[ 3 ]
構造と合成
その四面体分子構造はアダマンタンに似ており、五酸化リンの構造とほぼ同じである。[ 4 ]
五硫化リンは、液体の白リン（P 4 ）と硫黄を300℃以上で反応させることで得られます。 1843年、ベルセリウス[ 5 ]は、この方法を用いて初めてP 4 S 10を合成しました。あるいは、元素硫黄または黄鉄鉱（ FeS 2 ）と、リン酸岩から白リン（P 4 ）を製造する際に副産物として得られる粗製の鉄リン（Fe 2 P ）を反応させることによってもP 4 S 10を生成できます。
- 4 Fe 2 P + 18 S → P 4 S 10 + 8 FeS
- 4 Fe 2 P + 18 FeS 2熱→P 4 S 10 + 26 FeS
アプリケーション
年間約15万トンのP 4 S 10が生産されています。この化合物は主に、ジチオリン酸亜鉛などの潤滑添加剤として利用するために他の誘導体に変換されます。モリブデン鉱石の濃縮における浮選剤としてのジチオリン酸ナトリウムの製造に広く使用されています。また、パラチオンやマラチオンなどの農薬の製造にも使用されています。[ 6 ]また、一部のリチウム電池用の非晶質固体電解質（例：Li 2 S - P 2 S 5）の成分でもあります。
五硫化リンは、アミトンなどの初期の殺虫剤の製造と、関連するVX神経ガスの製造に使用された二重用途物質です。
五硫化リンはエタノールと反応してジエチルジチオリン酸を生成する：[ 7 ]
- P 2 S 5 + 4 C 2 H 5 OH → 2 (C 2 H 5 O) 2 PS 2 H + H 2 S
ジオルガノジチオリン酸は、商業的に使用される金属ジチオリン酸塩の製造に使用されます。
反応性
P 4 S 10 は大気中の水分による加水分解により硫化水素H 2 Sを発生するため、腐った卵のような臭いを放つ。H 2 S のほかに、 P 4 S 10の加水分解により最終的にリン酸も生成される。
- P 4 S 10 + 16 H 2 O → 4 H 3 PO 4 + 10 H 2 S
P 4 S 10と反応する他の穏やかな求核剤には、アルコールやアミンなどがある。塩化アンモニウムとの反応では、ポリマー状の(SPN) ∞が得られる。[ 8 ]アニソール、フェロセン、1-メトキシナフタレン などの芳香族化合物は、ローソン試薬などの1,3,2,4-ジチアジホスフェタン2,4-ジスルフィドを生成する。
- P 4 S 10 + 4 ArH → 2 [ArPS 2 ] 2 + 2 H 2 S（Ar =アリール）
チオネーション
P 4 S 10はチオ化（チエーション）の試薬として用いられる。この反応では、P=S結合がP=O結合に変換され、同時にC=O結合がC=S結合に変換される。一部のケトン、エステル、イミドは対応するチオカルボニルに変換される。アミドはチオアミドを与える。1,4-ジケトンと反応させるとチオフェンが生成する。P 4 S 10はスルホキシドの脱酸素化にも用いられる。典型的な条件では、沸騰有機溶媒（ベンゼン、ジオキサン、またはアセトニトリル）が必要となる。ヘキサメチルジシロキサンは、リン含有副生成物を生成物からより容易に分離できるため、これらのチオ化に効果的な溶媒である。[ 9 ]
P 4 S 10の使用は、前述のローソン試薬にいくらか置き換えられた。[ 10 ]
チオ化反応は、 P 4 S 10をより反応性の高い種、おそらくP 2 S 5へと解離させる反応である可能性が高い。これを裏付ける証拠として、 P 4 S 10とピリジンが反応してP 2 S 5 (ピリジン) 2錯体を形成することが挙げられます。[ 11 ]
参考文献
- ^ a b c d e NIOSH化学物質ハザードポケットガイド。「#0510」。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ 「五硫化リン」。生命または健康に直ちに危険となる濃度。米国労働安全衛生研究所。
- ^スコット・D・エドモンドソン、ムスミ・サンニグラヒ「硫化リン(V)」有機合成試薬百科事典 2004年 ジョン・ワイリー・アンド・サンズdoi : 10.1002/047084289X.rp166s.pub2
- ^ Corbridge, DEC (1995).リン：その化学、生化学、技術の概要（第5版）. アムステルダム: エルゼビア. ISBN 0-444-89307-5。
- ^ベルゼリウス、ジョンズ J. (1843)。 「Ueber die Verbindungen des Phosphors mit Schwefel」、パートIおよびII。 化学と薬局のアナレン、vol. 46、第 2 号、129 ～ 154、251 ～ 281 ページ。 土井: 10.1002/jlac.18430460202および10.1002/jlac.18430460303。
- ^ Bettermann, G.; Krause, W.; Riess, G.; Hofmann, T. (2002). 「無機リン化合物」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a19_527 . ISBN 3527306730。
- ^ Coldbery, David E.; Fernelius, W. Conard; Shamma, Maurice (1960). 「クロム(III) O,O ′-ジエチルジチオリン酸」.無機合成. 第6巻. p. 142. doi : 10.1002/9780470132371.ch44 .
- ^アルマシ、ルクレツィア (1971). 「硫黄–リン結合」. アレクサンダー・センニング編. 『有機・無機化学における硫黄』第1巻. ニューヨーク: マルセル・デッカー. p. 69. ISBN 0-8247-1615-9。LCCN 70-154612。
- ^ Spencer Knapp, Richard A. Huhn, Benjamin Amorelli (2007). 「チオネーション：GlcNAc-チアゾリントリアセテート」.有機合成. 84:68 . doi : 10.15227/orgsyn.084.0068 .
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^オズターク、T.;エルタス、E.マート、O. (2010)。 「有機合成におけるベルゼリウス試薬、十硫化リン (P 4 S 10 )」。化学レビュー。110 (6): 3419–3478 .土井: 10.1021/cr900243d。hdl : 11511/67266。PMID 20429553。
- ^ Bergman, Jan; Pettersson, Birgitta; Hasimbegovic, Vedran; Svensson, Per H. (2011). 「アセトニトリルやジメチルスルホンなどの溶媒中でのP4S10−ピリジン錯体を用いたチオネーション」. The Journal of Organic Chemistry . 76 (6): 1546– 1553. doi : 10.1021/jo101865y . PMID 21341727 .
