塩化チオニル

塩化チオニル
塩化チオニルの構造式
別名	塩化スルフィニル
組成式	Cl2OS
式量	118.97 g/mol
形状	淡黄色液体
CAS登録番号	[7719-09-7]
密度と相	1.65 g/cm3, 液体
融点	−104.5 °C
沸点	76 °C

塩化チオニル（えんか—、thionyl chloride）とは、亜硫酸の酸塩化物に相当する無機化合物で、化学式 SOCl₂、分子量 118.97、融点 −104.5 ℃、沸点 76 ℃、比重 1.65 g/cm³ の淡黄色透明の液体であり、発煙性や刺激臭を有する。CAS登録番号は [7719-09-7]。塩化スルフィニル (sulfinyl chloride) とも呼ばれる。

性質

塩化チオニルは、ベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素には溶ける。水に対しては激しく発熱しながら反応し、二酸化硫黄 SO₂ と塩化水素 HCl になる。また無水の金属ハロゲン化物を作る際の脱水剤やカルボン酸およびアルコールの塩素化によく用いられる。

${\mbox{FeCl}}_{3}\cdot 6{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}+6{\mbox{SOCl}}_{2}\rightarrow {\mbox{FeCl}}_{3}+6{\mbox{SO}}_{2}+12{\mbox{HCl}}$

${\mbox{RCOOH}}+{\mbox{SOCl}}_{2}\rightarrow {\mbox{RCOCl}}+{\mbox{SO}}_{2}+{\mbox{HCl}}$

${\mbox{ROH}}+{\mbox{SOCl}}_{2}\rightarrow {\mbox{RCl}}+{\mbox{SO}}_{2}+{\mbox{HCl}}$

特に他のハロゲン化剤と異なり、反応後の生成物が HCl や SO₂ などガスであることと、塩化チオニル自身が低沸点であることから反応系外に除去することが容易である。それゆえ実験室におけるヒドロキシ基の塩素化に好んで用いられる。

また、塩化チオニルによるアルコールの塩素化は、他の塩素化剤とは異なり反応機構はS_N1反応でもS_N2反応でも進行しないことが知られており、ワルデン反転せずに立体保持で反応が進行する。その際の反応機構として四員環遷移状態が提唱されている。

このような分子内置換反応の機構は、S_Ni機構と呼ばれる。

製法

塩化チオニルは二酸化硫黄 SO₂ と五塩化リン PCl₅ と反応させ、副生するリン酸トリクロリド POCl₃ と分留すると得られる。

${\mbox{SO}}_{2}+{\mbox{PCl}}_{5}\rightarrow {\mbox{SOCl}}_{2}+{\mbox{POCl}}_{3}$

工業的には二塩化硫黄 SCl₂ を三酸化硫黄 SO₃で酸化して製造される。

${\mbox{SCl}}_{2}+{\mbox{SO}}_{3}\rightarrow {\mbox{SOCl}}_{2}+{\mbox{SO}}_{2}$

関連項目

• 塩素化
• 塩化スルフリル