Пероксимонофосфорная кислота ( H
3PO
5) Является оксикислотой из фосфора . Его соли называются пероксимонофосфатами. Это одна из двух известных пероксифосфорных кислот, наряду с пероксидифосфорной кислотой .
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК пероксифосфорная кислота | |
Систематическое название ИЮПАК (диоксиданидо) дигидроксидооксидофосфор | |
Другие названия
| |
Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
ЧЭБИ | |
ЧЭМБЛ | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
H 3 PO 5 | |
Молярная масса | 114,00 г / моль |
Появление | бесцветная жидкость |
Растворимость | растворим в ацетонитриле , диоксане |
Родственные соединения | |
Родственные соединения | пероксидифосфорная кислота ; фосфорная кислота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки на инфобоксы | |
История
Обе пероксифосфорные кислоты были впервые синтезированы и охарактеризованы в 1910 году Юлиусом Шмидлином и Полем Массини посредством реакции между пентоксидом фосфора и высококонцентрированным водным раствором перекиси водорода . [1] Однако эта реакция протекает очень бурно и ее трудно контролировать. Помимо пятиокиси фосфора, также сообщалось о синтезе метафосфорной кислоты и дифосфорной кислоты .
Менее эффективный метод получения пероксифосфорной кислоты путем введения инертного растворителя ацетонитрила был описан Герритом Тоеннисом в 1937 году. Было показано, что этот метод непригоден для диэтилового эфира или изоамилового спирта . [2]
Подготовка
Наиболее широко используемый метод получения - гидролиз калия пероксидифосфата лития в сильной кислоте, такой как хлорная кислота. [3] Пероксидифосфатные соли могут быть получены электролизом их соответствующих фосфатных солей. [4]
Его можно получить в результате реакции между пентоксидом фосфора и высококонцентрированной перекисью водорода в инертном растворителе, таком как ацетонитрил или четыреххлористый углерод . [3]
Его также получают в виде смеси с пероксидифосфорной кислотой, когда фосфорную кислоту обрабатывают фтором . [4] Соединение не является коммерчески доступным и должно быть приготовлено по мере необходимости.
Характеристики
Пероксимонофосфорная кислота - бесцветная вязкая жидкость. Он стабилизирован внутримолекулярной водородной связью. [5] Соединение представляет собой трипротонную кислоту с константами кислотной диссоциации pK a1 = 1,1, pK a2 = 5,5 и pK a3 = 12,8. В водных растворах медленно гидролизуется до перекиси водорода и фосфорной кислоты. [6]
При избытке воды гидролиз можно рассматривать как псевдопервый порядок. Период полураспада для этого разложения зависит от pH и температуры и составляет около 31 часа при 35 ° C и 2,5 часа при 61 ° C. [6] Раствор в ацетонитриле также медленно разлагается, теряя 30% активного кислорода после 26 дней хранения при 5 ° C. [5] Относительно стабильные соли могут быть получены нейтрализацией основаниями, например гидроксидом калия, с получением гигроскопичного дигидропероксимонофосфата калия KH 2 PO 5 . [4]
Использует
Пероксимонофосфорная кислота используется в органическом синтезе как электрофильный реагент для окисления алкенов , алкинов , ароматических соединений и аминов . Из - за сильно кислую природу, лишь относительно стабильных кислотно-эпоксидов могут быть получены из алкенов, например , транс - оксид стильбны из транса - стильбно. Менее стабильные эпоксиды расщепляются или вступают в дальнейшую реакцию; циклогексен , стирол или α-метилстирол не дают выделяемых эпоксидов. В случае стирола и α-метилстирола катализируемые кислотой алкильные миграции вместо этого приводят к основным продуктам - фенилуксусной кислоте и 2-фенилпропионовой кислоте соответственно. [7]
Окисление дифенилацетилена при комнатной температуре дает бензил , предположительно через промежуточный оксирен . [8]
Пероксимонофосфорная кислота - эффективный реагент для гидроксилирования ароматических колец. Превращение мезитилена в мезитол может быть достигнуто при комнатной температуре менее чем за четыре часа. [9]
Соединение можно использовать в качестве эффективного окислителя для окисления Байера-Виллигера . Замещенные ацетофеноны можно превратить в соответствующие фенилацетаты при 30 ° C с высокими выходами. Скорость примерно в 100 раз выше, чем при использовании пероксибензойной кислоты . [10]
Третичные ароматические амины, такие как диметиланилин , окисляются до соответствующего оксида амина . [11]
Окисление ТГФ пероксимонофосфорной кислотой дает γ-бутиролактон . [5]
Рекомендации
- ^ Шмидлин, Юлий; Массини, Пол (1910). "Phosphormonopersäure und Überphosphorsäure" . Бер. Dtsch. Chem. Ges. 43 (1): 1162–1171. DOI : 10.1002 / cber.191004301195 .
- ^ Toennies, Геррит (1937). «Новый метод приготовления пермонофосфорной кислоты». Варенье. Chem. Soc. 59 (3): 555–557. DOI : 10.1021 / ja01282a037 .
- ^ а б Чжу, Тянь; Чанг, Хоу-Минь; Кадия, Джон Ф. (2003). «Новый метод получения пероксимонофосфорной кислоты». Может. J. Chem. 81 (2): 156–160. DOI : 10.1139 / v03-010 .
- ^ а б в Харальд, Якоб; Лейнингер, Стефан; Леманн, Томас; Якоби, Сильвия; Gutewort, Свен (2007). «Пероксосоединения неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley ‐ VCH Verlag. С. 310–311. DOI : 10.1002 / 14356007.a19_177.pub2 . ISBN 9783527306732.
- ^ а б в Рао, А. Сомасекар; Мохан, Х. Рама (2001). «Монопероксифосфорная кислота». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Джон Вили и сыновья. DOI : 10.1002 / 047084289X.rm287m . ISBN 9780470842898.
- ^ а б Батталья, Чарльз Дж .; Эдвардс, Джон О. (1965). «Константы диссоциации и кинетика гидролиза пероксимонофосфорной кислоты». Неорг. Chem. 4 (4): 552–558. DOI : 10.1021 / ic50026a024 .
- ^ Огата, Йоширо; Томидзава, Кохтаро; Икеда, Тошиюки (1979). «Окисление транс-Стилбена пероксимонофосфорной кислотой». J. Org. Chem. 44 (14): 2362–2364. DOI : 10.1021 / jo01328a006 .
- ^ Огата, Йоширо; Саваки, Ясухико; Оно, Такаши (1982). «Механизм окисления фенилацетиленов пероксимонофосфорной кислотой. Оксирен как промежуточное соединение, не превращающееся в кетокарбен». Варенье. Chem. Soc. 104 (1): 216–219. DOI : 10.1021 / ja00365a039 .
- ^ Огата, Йоширо; Саваки, Ясухико; Томидзава, Кохтаро; Оно, Такаши (1981). «Ароматическое гидроксилирование пероксимонофосфорной кислотой». Тетраэдр . 37 (8): 1485–1486. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (01) 92087-3 .
- ^ Огата, Йоширо; Томидзава, Кохтаро; Икеда, Тошиюки (1978). «Кинетика реакции Байера-Виллигера ацетофенонов с пермонофосфорной кислотой». J. Org. Chem. 43 (12): 2417–2419. DOI : 10.1021 / jo00406a025 .
- ^ Огата, Йоширо; Томидзава, Кохтаро; Морикава, Такаши (1979). «Кинетика окисления ароматических аминов пероксимонофосфорной кислотой». J. Org. Chem. 44 (3): 352–355. DOI : 10.1021 / jo01317a009 .