الفوسفونيوم

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة
أيون الفوسفونيوم
بنية PH+
4، كاتيون الفوسفونيوم الأصلي.

في الكيمياء ، يشير مصطلح الفوسفونيوم (بشكل أكثر غموضًا: الفوسفينيوم ) إلى الكاتيونات متعددة الذرات ذات الصيغة الكيميائية P R+
4(حيث R هي مجموعة هيدروجين أو ألكيل أو أريل أو هاليد ). هذه الكاتيونات لها هياكل رباعية السطوح . الأملاح عديمة اللون عمومًا أو تأخذ لون الأنيونات. [1]

أنواع كاتيونات الفوسفونيوم

الفوسفينات البروتونية

الفوسفونيوم الأصلي هو PH+
4كما هو موجود في ملح اليوديد يوديد الفوسفونيوم . أملاح الـ PH الأصلي+
4نادرًا ما يتم العثور على هذا الأيون، ولكن هذا الأيون هو وسيط في تحضير كلوريد رباعي الهيدروكسي ميثيل الفوسفونيوم المفيد صناعيًا :

PH 3 + HCl + 4 CH 2 O → P(CH
2أوه)+
4كل-

يتم إنتاج العديد من أملاح الفوسفونيوم العضوي عن طريق بروتونات الفوسفينات الأولية والثانوية والثالثية :

العلاقات العامة 3 + H + → HPR+
3

تتبع قاعدية الفوسفينات الاتجاهات المعتادة، حيث يكون R = ألكيل أكثر قاعدية من R = أريل. [2]

كاتيونات رباعي الفوسفونيوم العضوي

تحتوي مركبات الفوسفونيوم الأكثر شيوعًا على أربعة بدائل عضوية مرتبطة بالفوسفور. تشمل كاتيونات الفوسفونيوم الرباعية رباعي فينيل فوسفونيوم ، (C 6 H 5 ) 4 P + ورباعي ميثيل فوسفونيوم P (CH
3)+
4.

بروميد رباعي ميثيل الفوسفونيوم [3]
بنية "خماسي كلوريد الفوسفور" الصلب، توضح تأينه الذاتي إلى رباعي كلورو فوسفونيوم. [4]

كاتيونات الفوسفونيوم الرباعية ( PR+
4) يتم إنتاجها عن طريق ألكلة الفوسفينات العضوية. [3] على سبيل المثال، يؤدي تفاعل ثلاثي فينيل الفوسفين مع بروميد الميثيل إلى بروميد ميثيل ثلاثي فينيل الفوسفونيوم :

PPh 3 + CH 3 Br → [CH 3 PPh 3 ] + Br −

تعتبر المجموعة الميثيلية في أملاح الفوسفونيوم حمضية بشكل معتدل، حيث تقدر قيمة ap K بحوالي 15: [5]

[CH 3 PPh 3 ] + + قاعدة → CH 2 =PPh 3 + [Hbase] +

يعطي تفاعل إزالة البروتونات هذا كواشف فيتيج . [6]

خماسي كلوريد الفوسفور الصلب هو مركب أيوني ، يتم صياغته على شكل PCl+
4بي سي إل-
6، أي ملح يحتوي على كاتيون رباعي كلورو فوسفونيوم. [7] [8] تتفكك المحاليل المخففة وفقًا للتوازن التالي:

PCl 5 ⇌ PCl+
4+ الكلوريد −

يوجد ثنائي كلوريد ثلاثي فينيل الفوسفين (Ph 3 PCl 2 ) في صورة فوسفوران خماسي الإحداثيات وفي صورة كلوريد كلورو ثلاثي فينيل الفوسفونيوم، وذلك حسب الوسط. [9] والوضع مشابه لوضع PCl 5 . وهو مركب أيوني (PPh 3 Cl) + Cl − في المحاليل القطبية ونوع جزيئي ذو هندسة جزيئية ثنائية الهرم ثلاثية الزوايا في محلول غير قطبي. [10]

أملاح ألكوكسيفوسفونيوم: تفاعل أربوزوف

تفاعل ميكايليس -أربوزوف هو التفاعل الكيميائي لإستر الفوسفور الثلاثي التكافؤ مع هاليد ألكيل لتكوين نوع فوسفور خماسي التكافؤ وهاليد ألكيل آخر. بشكل عام، يكون ركيزة الفوسفور عبارة عن إستر فوسفيت (P(OR) 3 ) ويكون عامل الألكلة يوديد ألكيل. [11]

آلية تفاعل ميكايليس-أربوزوف
آلية تفاعل ميكايليس-أربوزوف

الاستخدامات

التشطيبات النسيجية

يستخدم كلوريد تيتراكس (هيدروكسي ميثيل) فوسفونيوم في إنتاج المنسوجات.

يتمتع كلوريد رباعي الهيدروكسي ميثيل فوسفونيوم بأهمية صناعية في إنتاج التشطيبات المقاومة للتجعد والمقاومة للحريق على المنسوجات القطنية والأقمشة السليلوزية الأخرى. [12] [13] يمكن تحضير تشطيب مقاوم للحريق من THPC بواسطة عملية Proban، [14] حيث يتم معالجة THPC باليوريا. تتكثف اليوريا مع مجموعات الهيدروكسي ميثيل على THPC. يتم تحويل بنية الفوسفونيوم إلى أكسيد الفوسفين نتيجة لهذا التفاعل. [15]

محفزات نقل الطور وعوامل الترسيب

كاتيونات الفوسفونيوم العضوية محبة للدهون ويمكن أن تكون مفيدة في تحفيز انتقال الطور ، تمامًا مثل أملاح الأمونيوم الرباعية. الأملاح أو الأنيونات غير العضوية ورباعي فينيل الفوسفونيوم ( PPh)+
4) قابلة للذوبان في المذيبات العضوية القطبية. ومن الأمثلة على ذلك بيرينات (PPh 4 [ReO 4 ]). [16]

الكواشف المستخدمة في التركيب العضوي

تستخدم كواشف فيتيج في التخليق العضوي . وهي مشتقة من أملاح الفوسفونيوم. يلزم وجود قاعدة قوية مثل بوتيل الليثيوم أو أميد الصوديوم لإزالة البروتون:

[Ph 3 P + CH 2 R]X − + C 4 H 9 Li → Ph 3 P=CHR + LiX + C 4 H 10

أحد أبسط الإيليدات هو ميثيلين تريفينيل فوسفوران (Ph 3 P = CH 2 ). [6]

تُستخدم المركبات Ph 3 PX 2 (X = Cl, Br) في تفاعل كيرسانوف . [17] يُستخدم تفاعل كينير-بيرين لتحضير ثنائي كلوريد ألكيل فوسفونيل (RP(O)Cl 2 ) وإسترات (RP(O)(OR′) 2 ). أملاح ألكيل ثلاثي كلورو فوسفونيوم الوسيطة الرئيسية، والتي يتم الحصول عليها عن طريق ألكلة ثلاثي كلوريد الفوسفور : [18]

RCl + PCl 3 + AlCl 3 → [RPCl 3 ] + AlCl-
4

إنتاج الأمونيا لإنتاج "الهيدروجين الأخضر"

الإجراء الصناعي الرئيسي لإنتاج الأمونيا اليوم هو عملية هابر بوش الحرارية ، والتي تستخدم عمومًا الغاز الأحفوري كمصدر للهيدروجين، والذي يتم دمجه بعد ذلك مع النيتروجين لإنتاج الأمونيا. في عام 2021، ابتكر البروفيسور دوج ماكفارلين وزملاؤه ألكسندر سيمونوف وبريان سوريانتو من جامعة موناش طريقة لإنتاج الأمونيا الخضراء التي لديها القدرة على جعل مصانع هابر بوش قديمة. [19] تشبه عمليتهم طريقة التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين. أثناء العمل مع شركة Verdant المحلية، التي أرادت صنع مبيض من الماء المالح عن طريق التحليل الكهربائي، اكتشف سوريانتو أن ملح رباعي ألكيل الفوسفونيوم يسمح بالإنتاج الفعال للأمونيا في درجة حرارة الغرفة. [20]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ كوربريدج، دي إي سي (1995). الفوسفور: مخطط عام لكيمياءه، والكيمياء الحيوية، والتكنولوجيا (الطبعة الخامسة). أمستردام: إلسفير. رقم ISBN 978-0-444-89307-9.
  2. ^ Li, T.; Lough, AJ; Morris, RH (2007). "مقياس حموضة أملاح رباعي فلورو بورات الفوسفونيوم ومركبات هيدريد الحديد في ثنائي كلورو الميثان [D2 ] . Chem. Eur. J. 13 ( 13): 3796–3803. doi :10.1002/chem.200601484. PMID  17245785.
  3. ^ ab H.-F. Klein (1978). "Trimethylphosphonium Methylide (Trimethyl Methylenephosphorane)". Inorganic Syntheses . Inorganic Syntheses. المجلد 18. ص 138-140. doi :10.1002/9780470132494.ch23. ISBN 9780470132494.
  4. ^ فينش، أ.؛ فيتش، أ.؛ جيتس، ب. ن. (1993). "البنية البلورية والجزيئية لتعديل غير مستقر لخماسي كلوريد الفوسفور". مجلة الجمعية الكيميائية، الاتصالات الكيميائية (11): 957-958. doi :10.1039/c39930000957.
  5. ^ Ling-Chung, Sim; Sales, Keith D.; Utley, James HP (1990). "قياس قيم pK a لأملاح الفوسفونيوم عبر حركية نقل البروتون إلى قاعدة مولدة بالكهرباء". مجلة الجمعية الكيميائية، الاتصالات الكيميائية (9): 662. doi :10.1039/C39900000662.
  6. ^ أب فيتيج. شويلكوف، يو. (1960). "الميثيلين حلقي الهكسان". التوليفات العضوية . 40 : 66. دوى :10.15227/orgsyn.040.0066.. يصف Ph 3 P=CH 2 .
  7. ^ هولمان، إيه إف؛ ويبر، إي؛ ويبرج، إن. (2001). الكيمياء غير العضوية . أكاديميك بريس. رقم ISBN 978-0-12-352651-9.
  8. ^ Suter, RW; Knachel, HC; Petro, VP; Howatson, JH & Shore, SG (1978). "طبيعة كلوريد الفوسفور (V) في المذيبات المؤينة وغير المؤينة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 95 (5): 1474–1479. doi :10.1021/ja00786a021.
  9. ^ SM Godfrey؛ CA McAuliffe؛ RG Pritchard؛ JM Sheffield (1996). "دراسة بلورية بالأشعة السينية للعامل Ph 3 PCl 2 ؛ ليس نقل شحنة، R 3 P–Cl–Cl، ثنائي الهرم ثلاثي الزوايا أو [R 3 PCl]Cl ولكن نوعًا أيونيًا ثنائي النواة غير عادي، [Ph 3 PCl + ⋯Cl – ⋯ + CIPPh 3 ]Cl يحتوي على اتصالات Cl–Cl طويلة". Chemical Communications (22): 2521–2522. doi :10.1039/CC9960002521.
  10. ^ Jennings, EV; Nikitin, K; Ortin, Y; Gilheany, DG (2014). "الاستبدال النووي المتحلل في أملاح الفوسفونيوم". J. Am. Chem. Soc . 136 (46): 16217–16226. doi :10.1021/ja507433g. PMID  25384344.
  11. ^ بهاتاشاريا، أيه كيه؛ ثياجاراجان، ج. (1981). “إعادة ترتيب ميكاليس – أربوزوف”. الكيمياء. القس 81 (4): 415-430. دوى :10.1021/cr00044a004.
  12. ^ Weil, Edward D.; Levchik, Sergei V. (2008). "مثبطات اللهب في الاستخدام التجاري أو التطوير للمنسوجات". J. Fire Sci. 26 (3): 243–281. doi :10.1177/0734904108089485. S2CID  98355305.
  13. ^ Svara, Jürgen; Weferling, Norbert; Hofmann, Thomas. Phosphorus Compounds, Organic. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley & Sons, Inc., 2008 doi :10.1002/14356007.a19_545.pub2
  14. ^ "الأسئلة الشائعة: ما هي عملية PROBAN®؟". Rhodia Proban. مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2012. تم الاسترجاع في 25 فبراير 2013 .
  15. ^ Reeves, Wilson A.; Guthrie, John D. (1956). "Intermediate for Flame-Resistant Polymers-Reactions of Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium Chloride". الكيمياء الصناعية والهندسية . 48 (1): 64–67. doi :10.1021/ie50553a021.
  16. ^ Dilworth, JR; Hussain, W.; Hutson, AJ; Jones, CJ; McQuillan, FS (1996). "أنيونات رباعي الهالو أوكسورينيت". التركيبات غير العضوية . التركيبات غير العضوية. المجلد الحادي والثلاثون. ص 257-262. doi :10.1002/9780470132623.ch42. ISBN 9780470132623.
  17. ^ دراسات في كيمياء الفوسفور العضوي. I. تحويل الكحولات والفينولات إلى هاليدات بواسطة ثنائيات هاليدات الفوسفين الثلاثية GA Wiley، RL Hershkowitz، BM Rein، BC Chung J. Am. Chem. Soc. ، 1964 ، 86 (5)، ص 964-965 doi :10.1021/ja01059a073
  18. ^ Svara, J.; Weferling, N.; Hofmann, T. "مركبات الفوسفور العضوية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_545.pub2. ISBN 978-3527306732.
  19. ^ إنجاز كبير يجعل إنتاج الأمونيا الخضراء أقرب إلى الواقع
  20. ^ اختزال النيتروجين إلى الأمونيا بكفاءة عالية ومعدلات تعتمد على مكوك بروتون الفوسفونيوم
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=فوسفونيوم&oldid=1158095919"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate