Thionylchloride

Thionylchloride (of thionyldichloride) is een anorganische stof met formule SOCl₂. SOCl₂ is een reactieve chemische stof die gebruikt wordt in chloreringsreacties. Chemisch gezien is thionylchloride het dizuurchloride van zwaveligzuur. Het is een kleurloze tot gele vloeistof bij kamertemperatuur die degradeert boven 140 °C. SOCl₂ wordt soms verward met sulfurylchloride, SO₂Cl₂, maar de chemische eigenschappen van deze S(IV)- en S(VI)-stoffen zijn zeer verschillend.

Eigenschappen en structuur

Thionylchloride is piramidaal qua structuur, wat aangeeft dat er een vrij elektronenpaar op het zwavelcentrum zit. Het vergelijkbare molecuul COCl₂ (fosgeen) is vlak.

Thionylchloride reageert met water om zo waterstofchloride en zwaveldioxide te vormen.

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}=\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Vanwege de hoge reactiviteit met water wordt thionylchloride niet aangetroffen in de natuur.

Industrieel gebruik

Thionylchloride wordt gebruikt in lithium-thionylchloride-batterijen als het positieve materiaal, met lithium als het negatieve materiaal. Het wordt ook gebruikt als reagens in de productie van diverse chemische stoffen.

Thionylchloride wordt gebruikt als grondstof voor zenuwgassen uit de G-serie (tabun, sarin en soman).

Gebruik in organische chemie

Thionylchloride wordt veel gebruikt om carbonzuren en alcoholen om te zetten in de bijbehorende acylchloriden en alkylchloriden respectievelijk. Het wordt verkozen boven andere reagentia zoals fosforpentachloride omdat de producten van de thionylchloridereacties, HCl en SO₂, gassen zijn, wat het zuiveren van het product vereenvoudigt. Een overmaat aan thionylchloride kan verwijderd worden door middel van destillatie.

$\mathrm{R}\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{O}=\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{R}-\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{O}=\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}-\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Sulfonzuren reageren met thionylchloride om zo sulfonylchlorides te produceren.

Diverse reacties

Thionylchloride reageert met primaire formamides om zo isocyaniden te vormen.

Amiden reageren met thionylchloride om zo imidoylchloriden te vormen. Primaire amiden reageren onder verhitting door met thionylchloride om nitrilen te vormen.

Synthese van thionylchloride

De grootschalige industriële synthese is de reactie van zwaveltrioxide met zwaveldichloride:

$\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Andere methoden zijn:

$\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_5⟶\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3$

$\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶3\mathrm{S}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

De eerste van de drie bovenstaande reacties levert ook fosforoxychloride op, wat in vele reacties op thionylchloride lijkt.

Veiligheid

SOCl₂ is giftig en corrosief. Het heeft daarnaast een zeer stekende geur.

Zie ook

• Thionylbromide