Nitrosyl chloride

Nitrosyl chloride
	Cấu trúc phân tử của Nitrosyl chloride
Tổng quan
Danh pháp IUPAC	Nitrosyl chloride
Công thức phân tử	NOCl
	Ngoại trừ có thông báo khác, các dữ liệu; được lấy ở 25 °C, 100 kPa; Thông tin về sự phủ nhận và tham chiếu

Nitrosyl chloride là hợp chất hóa học có công thức NOCl. Nó là chất khí màu vàng thường gặp khi nước cường toan (hỗn hợp gồm 3 phần acid hydrochloric đặc và 1 phần acid nitric đặc) thoát khí này ra khi để trong không khí thường. Nó là một chất điện phân và là chất oxy hóa mạnh. Nó còn được được gọi là thuốc thử của Tilden, theo tên của William A. Tilden, người đầu tiên tạo ra nó dưới dạng hợp chất tinh khiết.^[1]

Cấu trúc và tổng hợp

Cấu trúc phân tử của nó là cấu trúc cong. Giữa nguyên tử N và O có một liên kết đôi tồn tại (khoảng cách = 1,16 Å) và giữa N và Cl có một liên kết đơn (khoảng cách = 1,96 Å). Góc tạo bởi phân tử O = N – Cl là 113°.^[2]

Sản xuất

Nitrosyl chloride có thể được sản xuất bằng nhiều cách:

Phương pháp được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp là kết hợp acid nitrosylsufuric và HCl tạo ra hợp chất:^[3]

HCl + NOHSO₄ → H₂SO₄ + NOCl

Một phương pháp khác thuận tiện hơn được dùng chủ yếu trong phòng thí nghiệm, nó liên quan đến việc khử acid nitrơ bằng HCl (có thể phản ứng theo chiều nghịch).^[4]

HNO₂ + HCl → H₂O + NOCl

Bằng sự kết hợp trực tiếp giữa chlor và nitơ monoxide; có thể phản ứng theo chiều nghịch (ở điều kiện trên 100°C).

Cl₂ + 2NO → 2NOCl

Bằng cách khử nitơ dioxide bằng hydro chloride:^[5]

2NO₂ + 4HCl → 2NOCl + 2H₂O + Cl₂

Xuất hiện trong nước cường toan

NOCl cũng được sinh ra từ sự kết hợp của acid hydrochloric và acid nitric theo phản ứng sau: ^[6]

HNO₃ + 3HCl → 2[Cl] + 2H₂O + NOCl

Trong acid nitric, NOCl dễ bị oxy hóa thành nitơ dioxide. Sự hiện diện của NOCl trong nước cường toan được Edmund Davy mô tả vào năm 1831.^[7]

Phản ứng

NOCl hoạt động như một chất điện li và chất oxy hóa trong hầu hết các phản ứng của nó. Với chất nhận halogen, ví dụ như antimon pentachloride, chuyển đổi thành muối nitrosoni:

NOCl + SbCl₅ → [NO] ⁺ [SbCl₆] ^-

Trong một phản ứng liên quan, acid sulfuric tạo ra acid nitrosylsulfuric, anhydride acid hỗn hợp của acid nitrơ và acid sulfuric:

ClNO + H₂SO₄ → ONHSO₄ + HCl

NOCl phản ứng với bạc thiocyanat để tạo ra bạc chloride và nitrosyl thiocyanat giả:

ClNO + AgSCN → AgCl + ONSCN

Tương tự, nó phản ứng với bạc cyanide để tạo ra nitrosyl cyanide.^[8]

Nitrosyl chloride được sử dụng để điều chế phức nitrosyl kim loại. Với hexacarbonyl molybden, NOCl tạo phức dinitrosyldichloride:^[9]

Mo(CO)₆ + 2NOCl → MoCl₂(NO)₂ + 6CO

Nó hòa tan bạch kim: ^[10]

Pt + 6NOCl → (NO⁺)₂[PtCl₆]^2- + 4NO

Ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ

Ngoài vai trò của nó trong việc sản xuất caprolactam, NOCl còn có một số công dụng khác trong tổng hợp hữu cơ. Nó cộng với alken để tạo ra các oxim α-clo.^[11] Việc bổ sung NOCl tuân theo quy tắc Markovnikov. Xeten cũng thêm NOCl, tạo ra các dẫn xuất nitrosyl:

H₂C = C = O + NOCl → ONCH₂C(O)Cl

Epoxide phản ứng với NOCl tạo dẫn xuất α-chloronitritoalkyl. Trong trường hợp của propylen oxide, việc bổ sung tiến hành với tính chất hóa học cao: ^[12]

Nó chuyển đổi các amide thành các dẫn xuất N-nitroso. ^[13] NOCl chuyển một số amin mạch vòng thành alken. Ví dụ, aziridin phản ứng với NOCl để tạo ra ethylen, dinitơ monoxide và hydro chloride.

Ứng dụng công nghiệp

NOCl và cyclohexan phản ứng quang hóa để tạo ra cyclohexanon oxim hydrochloride. Quá trình này khai thác xu hướng NOCl trải qua quá trình quang phân ly thành các gốc NO và Cl. oxide được chuyển thành caprolactam, tiền thân của Nylon-6.^[3]

An toàn

Nitrosyl chloride rất độc và gây khó chịu cho phổi, mắt và da.

Tham khảo

^ Tilden, William A. (1 tháng 1 năm 1874). “XXXII.?On aqua regia and the nitrosyl chlorides”. doi:10.1039/js8742700630. Chú thích journal cần |journal= (trợ giúp)
^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
^ ^a ^b Ritz, Josef; Fuchs, Hugo; Kieczka, Heinz; Moran, William C. Bách khoa toàn thư Ullmann về Hóa chất công nghiệp. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a05_031.
^ Morton, J. R.; Wilcox, H. W.; Moellerf, Therald; Edwards, Delwin C. (1953). “Nitrosyl Chloride”. Trong Bailar, John C. Jr (biên tập). Inorganic Syntheses. 4. McGraw-Hill. tr. 48. doi:10.1002/9780470132357.ch16. ISBN 9780470132357.
^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản thứ 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, tr. 456, ISBN 0-7506-3365-4
^ Beckham, L. J.; Fessler, W. A.; Kise, M. A. (1951). “Nitrosyl Chloride”. Chemical Reviews. 48 (3): 319–396. doi:10.1021/cr60151a001. PMID 24541207.
^ Edmund Davy (1830–1837). “On a New Combination of Chlorine and Nitrous Gas”. Abstracts of the Papers Printed in the Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 3: 27–29. JSTOR 110250.
^ Kirby, G. W. (1977). “Tilden Lecture. Electrophilic C-Nitroso Compounds”. Chemical Society Reviews. 6: 1. doi:10.1039/CS9770600001.
^ Johnson, B. F. G.; Al-Obadi, K. H. (1970). “Dihalogenodinitrosylmolybdenum and Dihalogenodinitrosyltungsten”. Inorganic Syntheses. Inorg. Synth. 12. tr. 264–266. doi:10.1002/9780470132432.ch47. ISBN 9780470132432.
^ Moravek, Richard T. (1986). “Nitrosyl Hexachloroplatinate(IV)”. Inorganic Syntheses. 24. tr. 217–220. doi:10.1002/9780470132555.ch63. ISBN 9780470132555.
^ Ohno, M.; Naruse, N.; Terasawa, I. (1969). “7-Cyanoheptanal”. Org. Synth. 49: 27. doi:10.15227/orgsyn.049.0027.
^ Malinovskii, M. S.; Medyantseva, N. M. (1953). “Olefin Oxides. IX. Condensation of Olefin Oxides with Nitrosyl Chloride”. Zhurnal Obshchei Khimii. 23: 84–6. (dịch từ tiếng Nga)
^ Van Leusen, A. M.; Strating, J. (1977). “p-Tolylsulfonyldiazomethane”. Org. Synth. 57: 95. doi:10.15227/orgsyn.057.0095.