Хлорциан
Хлорциан | |||
---|---|---|---|
| |||
Общие | |||
Систематическое наименование | Хлорангидрид циановой кислоты | ||
Сокращения | CK | ||
Традиционные названия | хлористый цианоген, "хлорциан", цианхлорид | ||
Хим. формула | ClCN | ||
Рац. формула | ClCN | ||
Физические свойства | |||
Состояние | бесцветный чрезвычайно ядовитый тяжёлый газ или жидкость | ||
Молярная масса | 61,46 г/моль | ||
Плотность | при -30 °C - 1.550 г/см³ | ||
Энергия ионизации | 12,49 ± 0,01 эВ[1] и 12,34 эВ[2] | ||
Термические свойства | |||
Температура | |||
• плавления | -6,9 °C | ||
• кипения | 12,6 °C | ||
Энтальпия | |||
• образования | 134.2 кДж/моль | ||
Давление пара | 1010 ± 1 мм рт.ст.[1] | ||
Структура | |||
Дипольный момент | 9,4E−30 Кл·м[2] | ||
Классификация | |||
Рег. номер CAS | 506-77-4 | ||
PubChem | 10477 | ||
Рег. номер EINECS | 208-052-8 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
RTECS | GT2275000 | ||
Номер ООН | 1589 | ||
ChemSpider | 10045 | ||
Безопасность | |||
Предельная концентрация | 0,5 мг/м3 | ||
ЛД50 | 9,9-14,2 мг/кг | ||
Токсичность | Чрезвычайно токсичен, СДЯВ | ||
Пиктограммы ECB | |||
NFPA 704 | |||
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
Медиафайлы на Викискладе |
Хлорциа́н (хло́ристый синеро́д, цианхлорид) — хлорангидрид циановой кислоты ClCN, бесцветный газ тяжелее воздуха (при нормальных условиях) с резким неприятным запахом, чрезвычайно токсичен. Хлорциан — легко сжижающийся газ (давление паров при 20°C = 1002 мм рт. ст.) с температурой плавления − 6,9 °C, с температурой кипения + 12,6 °C, в твёрдой фазе образует кристаллы ромбической сингонии.
Реакционная способность
Хлорциан является типичным псевдогалогеном и обладает высокой реакционной способностью по отношению к нуклеофилам, для него типичны как реакции замещения хлора, так и присоединения к тройной связи. Так, он взаимодействует со щелочами с образованием цианатов щелочных металлов:
Хлорциан медленно гидролизуется водой в нейтральных и кислых растворах с образованием изоциановой кислоты, которая, в свою очередь, гидролизуется с образованием аммиака и диоксида углерода. Хлорциан теряет свои ядовитые свойства в избытке воды, так как образующиеся аммиак и хлороводород соединяются с образованием хлорида аммония:
C аммиаком хлорциан образует цианамид:
Реакции с азотными и кислородными нуклеофилами, начинаясь с замещения хлора, могут сопровождаться последующим присоединением к тройной углерод-азотной связи: так, первичные и вторичные амины образуют с хлорцианом сначала N-замещенные цианамиды, а затем — гуанидины:
В отличие от аминов, при взаимодействие хлорциана со спиртами продукты замещения алкоксилом хлора — эфиры циановой кислоты — не образуются, реакция ведет к образованию нестойких имидоэфиров угольной кислоты:
Хлорциан реагирует и с углеродными нуклеофилами, при этом идут реакции замещения хлора. Так, хлорциан при взаимодействии с реактивами Гриньяра образует нитрилы:
Ароматические углеводороды цианируются хлорцианом в условиях реакции Фриделя-Крафтса[3]:
В частности, бензол в этих условиях образует бензонитрил, однако эта реакция имеет ограниченное синтетическое применение.
Физиологическое значение
Хлорциан (ClCN, цианоген хлорид, цианхлорид) особо токсичен, числится в списке сильнодействующих ядовитых веществ, относится ко второму классу опасности и в высоких концентрациях обладает сильным удушающим действием. Смертельно ядовит.
По действию хлористый цианоген аналогичен синильной кислоте, поскольку при гидролизе в организме образует цианид-ионы, но в отличие от неё оказывает и раздражающее действие, обусловленное воздействием хлорциана на нуклеофильные функциональные группы рецепторов слизистых оболочек. Смертельная концентрация хлорциана в воздухе: ЛКτ50 = 11 мг·мин/л.
Хлорциан не обладает кумулятивными свойствами, его воздействие проявляется немедленно. При концентрации 0,002 мг/л начинает ощущаться раздражающее действие, а при 0,06 мг/л развивается обильное слезотечение и спазм век. Концентрация 0,4 мг/л может вызвать смертельный исход (достаточно 10-минутного воздействия, при этом смерть наступает в течение 1-15 минут).
ПДК в рабочей зоне — 0,5 мг/м³ по ГОСТ 12.1.007-76.
Применение
В химическом производстве
Хлорциан является исходным веществом в синтезе цианурхлорида (2,4,6-трихлор-1,3,5-триазина), применяющегося в синтезе гербицидов триазинового ряда и триазиновых активных красителей, синтез проводится каталитической тримеризацией хлорциана:
Как отравляющее веществo
Хлорциан также производился в качестве боевого отравляющего вещества общеядовитого действия, впервые был применен войсками Антанты в июле 1916 года в ходе Первой мировой войны.[4]
Хлорциан, обладающий схожим с синильной кислотой характером токсического действия и уровнем летальной дозы, очень плохо сорбируется угольной шихтой противогаза. При подходящих метеоусловиях можно создавать такие концентрации хлорциана, при которых наступает пробой противогаза, и живая сила противника будет поражена, даже если успеет воспользоваться стандартными средствами защиты от отравляющих веществ.[5]
Примечания
- ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0162.html
- ↑ 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑ Gore, P. H.; F. S. Kamounah, A. Y. Miri. Friedel-crafts cyanation of some reactive aromatic hydrocarbons (англ.) // Tetrahedron : journal. — 1979. — Vol. 35, no. 24. — P. 2927—2929. — ISSN 0040-4020. — doi:10.1016/S0040-4020(01)99510-9. (недоступная ссылка)
- ↑ Chemical Weapons in World War I Архивировано 19 сентября 2010 года.
- ↑ Химическое оружие на рубеже двух столетий . Дата обращения: 1 июня 2011. Архивировано 1 декабря 2011 года.
Литература
- В. Н. Александров, В. И. Емельянов Отравляющие вещества — Москва, Военное изд-во — 1990