Phosphorus oxychloride, còn được gọi là phosphorus pentoxide trichloride hoặc POCl3, là một hợp chất hóa học có công thức hóa học là PCl3O. Đây là một hợp chất của phosphorus (phốtpho) và clo (clo). Phosphorus oxychloride là một chất lỏng không màu hoặc màu vàng nhạt có mùi khá khắc.

Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng hóa học và công nghiệp như trong quá trình tổng hợp hợp chất hữu cơ, như các este clo hóa, amide clo hóa, và trong quá trình sản xuất mạch polymer. Nó cũng có thể được sử dụng làm chất khử trong một số phản ứng hóa học. Tuy nhiên, cần phải làm việc cẩn thận với phosphorus oxychloride vì nó có tính ăn mòn mạnh và có thể gây cháy hoặc nổ khi tiếp xúc với nước hoặc không khí ẩm.

2. Tính chất vật lý và hóa học của Phosphorus OxyChloride – Phosphoryl Clorua – POCl3

2.1. Tính chất vật lý

• Công thức hóa học: POCl₃
• Khối lượng mol: 153,33 g/mol
• Ngoại quan: Chất lỏng không màu đến vàng nhạt, có mùi hắc đặc trưng.
• Tỷ trọng: 1,645 g/cm³ (ở 25°C)
• Điểm nóng chảy: 1,25°C
• Điểm sôi: 105,8°C (dễ bay hơi)
• Áp suất hơi: 13,3 kPa (ở 20°C), dễ bay hơi và phát tán trong không khí.
• Độ hòa tan: Không tan trong nước, nhưng phản ứng mạnh với nước, tan trong dung môi hữu cơ như benzen, toluen và chloroform.
• Tính dễ cháy: Không dễ cháy, nhưng phản ứng mạnh với nhiều chất.

2.2. Tính chất hóa học

Phosphoryl chloride (POCl₃) là một hợp chất có tính phản ứng cao, đặc biệt với nước và các hợp chất hữu cơ chứa nhóm hydroxyl (-OH).

(1) Phản ứng với nước (Thủy phân mạnh, tạo ra khí độc)

POCl₃ phản ứng dữ dội với nước tạo thành axit phosphoric (H₃PO₄) và khí hydro chloride (HCl), có thể gây ăn mòn và nguy hiểm khi hít phải. POCl3​+3H2​O→H3​PO4​+3HCl

(2) Phản ứng với rượu và phenol (Tạo dẫn xuất Phosphat hữu cơ)

Phosphoryl chloride phản ứng với rượu (ROH) tạo thành phosphate hữu cơ, ứng dụng trong tổng hợp dược phẩm và thuốc trừ sâu.  POCl3​+3ROH→PO(OR)3​+3HCl

(3) Phản ứng với amoniac và amin (Tạo hợp chất phosphoramidate)

POCl₃ phản ứng với amoniac (NH₃) hoặc amin để tạo thành các phosphoramidate, ứng dụng trong tổng hợp hợp chất hữu cơ phốt pho.  POCl3​+C5​H5​N→[POCl3​⋅C5​H5​N]

(4) Tính chất axit Lewis (Tạo phức với bazơ Lewis)

Do có nguyên tử P có thể nhận cặp electron, POCl₃ hoạt động như một axit Lewis mạnh và tạo phức với nhiều bazơ Lewis như pyridine, DMF,..  POCl3​+C5​H5​N→[POCl3​⋅C5​H5​N]

(5) Phản ứng với kim loại và oxit kim loại

POCl₃ có thể phản ứng với oxit kim loại như Na₂O, CaO tạo thành muối phosphat kim loại tương ứng.

3.Ứng dụng của Phosphorus OxyChloride – Phosphoryl Clorua – POCl3 do KDCCHEMICAL cung cấp

3.1. Tổng hợp hợp chất hữu cơ chứa phospho

POCl₃ là một tác nhân phosphoryl hóa quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp phosphoramidate, phosphate ester và nhiều hợp chất phospho hữu cơ khác. Những hợp chất này đóng vai trò quan trọng trong ngành dược phẩm, hóa chất nông nghiệp, sản xuất chất hoạt động bề mặt và polymer chuyên dụng.

Ứng dụng cụ thể:

• Trong dược phẩm: POCl₃ được sử dụng để tổng hợp nucleotide phosphate, thành phần thiết yếu trong DNA và RNA. Những nucleotide phosphate này là cơ sở của nhiều loại thuốc điều trị ung thư, HIV, và bệnh di truyền.
• Trong hóa chất nông nghiệp: Các phosphate ester được tổng hợp từ POCl₃ là thành phần quan trọng trong thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật nhờ khả năng can thiệp vào hoạt động sinh hóa của côn trùng.
• Trong công nghiệp hóa chất: POCl₃ giúp tổng hợp các phosphoramidate và phosphoric ester, được sử dụng làm chất bôi trơn, chất chống ăn mòn và phụ gia polymer nhằm tăng cường độ bền và tính năng của vật liệu.

Cơ chế hoạt động:

POCl₃ phản ứng với rượu (ROH), amin (NH₃) hoặc phenol để tạo thành các dẫn xuất phosphat, trong đó nhóm hydroxyl (-OH) được thay thế bằng nhóm phosphate (-OPOCl₂).

• Khi phản ứng với alcohol: Tạo ra các phosphate ester, giúp tăng tính ổn định nhiệt và khả năng tương thích sinh học của hợp chất hữu cơ.
• Khi phản ứng với amin: Tạo ra phosphoramidate, có vai trò quan trọng trong tổng hợp DNA nhân tạo và các hợp chất hoạt tính sinh học.

3.2. Sản xuất thuốc trừ sâu và hóa chất bảo vệ thực vật

POCl₃ là nguyên liệu chính để sản xuất thuốc trừ sâu gốc phospho, một nhóm hóa chất có hiệu quả cao trong kiểm soát sâu bệnh nông nghiệp. Các hợp chất quan trọng được tổng hợp từ POCl₃ bao gồm:

• Chlorpyrifos: Được sử dụng rộng rãi để tiêu diệt các loại côn trùng gây hại trên cây trồng và trong kho lưu trữ lương thực.
• Parathion: Một loại thuốc trừ sâu cực mạnh, có tác dụng ngăn chặn enzyme thần kinh của côn trùng, gây tê liệt và tử vong.
• Dichlorvos: Được ứng dụng trong kiểm soát ruồi, muỗi và các loại côn trùng có cánh khác.

Cơ chế hoạt động:

POCl₃ phản ứng với alcohol và amin hữu cơ để tạo ra các hợp chất organophosphate. Những hợp chất này có khả năng ức chế enzyme acetylcholinesterase, làm tích tụ acetylcholine trong hệ thần kinh của côn trùng. Khi tín hiệu thần kinh không được truyền tải bình thường, côn trùng bị co giật, tê liệt và cuối cùng tử vong.

3.3. Công nghiệp dược phẩm

POCl₃ là nguyên liệu quan trọng trong tổng hợp nhiều hợp chất dược phẩm có giá trị cao. Đặc biệt, nó đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các thuốc chống ung thư, kháng sinh và thuốc chống viêm.

Ứng dụng cụ thể:

• Cyclophosphamide: Một loại thuốc chống ung thư quan trọng, hoạt động bằng cách can thiệp vào DNA của tế bào ung thư, ngăn chặn sự phân chia và tăng sinh của chúng.
• Fosfomycin: Một loại kháng sinh phổ rộng, được sử dụng để điều trị nhiễm trùng đường tiết niệu bằng cách ức chế sự hình thành thành tế bào vi khuẩn.
• Nucleotide phosphate: Thành phần thiết yếu trong tổng hợp DNA và RNA. Được sử dụng trong sản xuất thuốc điều trị HIV và các bệnh di truyền.

Cơ chế hoạt động:

POCl₃ hoạt động như một chất phosphoryl hóa, giúp chuyển đổi các hợp chất hữu cơ thành dạng phosphate ester hoặc phosphoramidate, từ đó tăng cường tính ổn định và hoạt tính sinh học của thuốc.

3.4. Công nghiệp bán dẫn và sản xuất vi mạch điện tử

POCl₃ được sử dụng làm nguồn cung cấp phospho trong quá trình khuếch tán tạp chất vào wafer silicon, giúp chế tạo các linh kiện bán dẫn như transistor, diode và vi mạch tích hợp.

Ứng dụng cụ thể:

• Sản xuất transistor: POCl₃ giúp điều chỉnh nồng độ tạp chất, tạo ra vùng bán dẫn loại n có độ dẫn điện mong muốn.
• Sản xuất diode và vi mạch: Việc kiểm soát chính xác quá trình khuếch tán phospho từ POCl₃ giúp tối ưu hóa đặc tính điện tử của linh kiện.

Cơ chế hoạt động:

Khi được nung nóng, POCl₃ phân hủy và giải phóng khí phospho (P₂O₅ hoặc PO₂). Chất này khuếch tán vào bề mặt silicon để tạo thành lớp bán dẫn loại n.

3.5. Sản xuất polymer chống cháy (Flame retardants)

POCl₃ là nguyên liệu chính trong tổng hợp polymer chống cháy chứa phospho. Giúp giảm tính dễ cháy của nhiều vật liệu công nghiệp.

Ứng dụng cụ thể:

• Trong ngành nhựa và vật liệu xây dựng: POCl₃ giúp tạo ra các hợp chất phospho có khả năng giảm tốc độ cháy và hạn chế sự lan truyền của lửa.
• Trong thiết bị điện tử: Sử dụng trong vỏ nhựa cách điện để giảm nguy cơ cháy nổ.

Cơ chế hoạt động:

• POCl₃ gắn nhóm phosphate (-PO₄) vào chuỗi polymer, giúp vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao hơn.
• Khi cháy, các hợp chất phospho phân hủy tạo ra axit phosphoric (H₃PO₄), giúp tạo thành lớp carbonized char bảo vệ bề mặt vật liệu, làm chậm quá trình cháy.

3.6. Sản xuất thuốc nhuộm và hóa chất xử lý bề mặt

POCl₃ là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất thuốc nhuộm azo và phẩm màu hữu cơ. Giúp cải thiện độ bền màu và độ bám dính của thuốc nhuộm trên vải.

Ứng dụng cụ thể:

• Trong công nghiệp dệt may: POCl₃ giúp tạo ra thuốc nhuộm có khả năng chống phai màu khi giặt hoặc tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
• Trong xử lý bề mặt kim loại: POCl₃ tham gia vào phản ứng tạo lớp phosphate bảo vệ, giúp chống oxy hóa và ăn mòn.

Cơ chế hoạt động:

POCl₃ tạo nhóm phosphoryl (-PO₃) trên phân tử thuốc nhuộm, giúp chúng dễ dàng liên kết với sợi vải, tăng độ bền màu.

3.7. Sản xuất chất hóa học trung gian và dẫn xuất phospho

POCl₃ là tiền chất quan trọng để tổng hợp triphenyl phosphate (TPP), phosphoric triamide và phosphoric ester, có ứng dụng trong:

• Công nghiệp nhựa: Dùng làm chất hóa dẻo và phụ gia chống cháy.
• Sản xuất dầu bôi trơn: Cải thiện khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn.

Cơ chế hoạt động:

POCl₃ phản ứng với amin, phenol hoặc alcohol. Tạo ra các hợp chất phospho có tính chất đặc biệt như khả năng bôi trơn cao và chịu nhiệt tốt.

Tỷ lệ sử dụng % Phosphorus OxyChloride – Phosphoryl Clorua – POCl3:

1. Tổng hợp hợp chất hữu cơ chứa phospho

• Tỷ lệ sử dụng: 5 – 30% theo khối lượng phản ứng
• Lý do: POCl₃ là tác nhân phosphoryl hóa mạnh. Được dùng với tỷ lệ khác nhau tùy vào loại hợp chất hữu cơ cần tổng hợp (phosphate ester, phosphoramidate).

2. Sản xuất thuốc trừ sâu và hóa chất bảo vệ thực vật

• Tỷ lệ sử dụng: 10 – 40% trong quá trình tổng hợp
• Lý do: POCl₃ là nguyên liệu chính để tổng hợp organophosphate. Các tiền chất như chlorpyrifos, parathion, dichlorvos thường yêu cầu nồng độ cao để đảm bảo hiệu suất phản ứng.

3. Công nghiệp dược phẩm

• Tỷ lệ sử dụng: 5 – 20% trong phản ứng phosphoryl hóa
• Lý do: Trong tổng hợp dược phẩm, POCl₃ thường được sử dụng ở mức vừa phải để tránh tác dụng phụ không mong muốn và kiểm soát tính chọn lọc của phản ứng.

4. Công nghiệp bán dẫn và vi mạch điện tử

• Tỷ lệ sử dụng: 0.5 – 5% trong quá trình pha tạp phospho
• Lý do: POCl₃ được sử dụng ở nồng độ thấp để đảm bảo sự khuếch tán đồng đều phospho vào lớp wafer silicon mà không làm thay đổi tính chất của vật liệu bán dẫn.

5. Sản xuất polymer chống cháy (Flame retardants)

• Tỷ lệ sử dụng: 10 – 30% trong quá trình tổng hợp polymer chống cháy
• Lý do: POCl₃ giúp gắn nhóm phosphate vào chuỗi polymer. Tạo hiệu ứng chống cháy hiệu quả mà không làm ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật liệu.

6. Sản xuất thuốc nhuộm và hóa chất xử lý bề mặt

• Tỷ lệ sử dụng: 5 – 15% trong tổng hợp phẩm màu và xử lý bề mặt kim loại
• Lý do: POCl₃ giúp cải thiện độ bám dính và bền màu của thuốc nhuộm. Đồng thời tham gia tạo lớp bảo vệ trên kim loại.

7. Sản xuất chất hóa học trung gian và dẫn xuất phospho

• Tỷ lệ sử dụng: 10 – 35% trong tổng hợp phosphoric ester, phosphoramidate và triphenyl phosphate (TPP)
• Lý do: Các hợp chất phospho này yêu cầu một lượng POCl₃ đáng kể để đảm bảo phản ứng đạt hiệu suất cao.

Ngoài Phosphorus OxyChloride – Phosphoryl Clorua – POCl3thì bạn có thể tham khảo thêm các hóa chất dưới đây:

• Hóa chất phosphoryl hóa: PCl₃, PCl₅, H₃PO₄, TEP – Dùng trong tổng hợp organophosphate, dược phẩm, phân bón, chất chống cháy.
• Dược phẩm & mỹ phẩm: DMSO, Benzyl Alcohol, NaBH₄, Acetic Anhydride – Dung môi, tác nhân khử, trung gian tổng hợp thuốc.
• Polymer & nhựa: THF, Acrylonitrile, BPA, Styrene Monomer – Nguyên liệu sản xuất nhựa, sợi tổng hợp.
• Bán dẫn & điện tử: SiCl₄, BCl₃, HF, TMA – Dùng trong chế tạo vi mạch, sợi quang.
• Bảo vệ thực vật: Chlorpyrifos, Glyphosate, DDVP, Captan – Thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt nấm.

4. Cách bảo quản an toàn và xử lý sự cố khi sử dụng Phosphorus OxyChloride – Phosphoryl Clorua – POCl3:

4.1. Bảo quản đúng cách

• Môi trường lưu trữ: Bảo quản POCl₃ trong thùng kín, chống ăn mòn, đặt ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và nguồn nhiệt.
• Tránh tiếp xúc với nước: POCl₃ phản ứng mạnh với nước tạo ra khí HCl ăn mòn, do đó cần bảo quản trong điều kiện khô ráo, tránh độ ẩm cao.
• Vật liệu chứa: Dùng bình chứa bằng thủy tinh chịu hóa chất hoặc thép không gỉ có lớp lót chống ăn mòn. Tránh sử dụng nhựa thông thường vì có thể bị phân hủy.
• Ghi nhãn rõ ràng: Đánh dấu cảnh báo nguy hiểm trên thùng chứa để đảm bảo an toàn khi vận chuyển và sử dụng.

4.2. An toàn khi sử dụng

• Trang bị bảo hộ: Luôn đeo kính bảo hộ, găng tay kháng hóa chất (nitrile, neoprene) và mặt nạ phòng độc khi làm việc với POCl₃.
• Làm việc trong tủ hút: Khi thao tác, cần sử dụng tủ hút để hạn chế tiếp xúc với hơi độc.
• Xử lý cẩn thận: Không để POCl₃ tiếp xúc trực tiếp với da, mắt hoặc hít phải hơi khí vì có thể gây tổn thương nghiêm trọng.
• Quy trình thao tác: Luôn mở thùng chứa từ từ. Tránh làm đổ hoặc tạo hơi khí POCl₃ lan ra môi trường xung quanh.

4.3. Xử lý sự cố

• Rò rỉ nhỏ: Dùng vật liệu thấm hút không phản ứng (đất sét khô, vermiculite) để hấp thụ hóa chất, sau đó thu gom vào thùng chứa chất thải nguy hại.
• Rò rỉ lớn: Cô lập khu vực, sử dụng thiết bị bảo hộ phù hợp và trung hòa bằng dung dịch kiềm loãng (NaHCO₃ hoặc NaOH) trước khi thu gom.
• Tiếp xúc với da: Rửa ngay bằng nhiều nước trong ít nhất 15 phút, sau đó đến cơ sở y tế.
• Tiếp xúc với mắt: Xả nước liên tục trong 15 phút và tìm kiếm hỗ trợ y tế ngay lập tức.
• Hít phải hơi POCl₃: Đưa nạn nhân ra nơi thoáng khí, nếu khó thở cần hỗ trợ hô hấp và đưa đến cơ sở y tế.
• Cháy nổ: POCl₃ không dễ cháy nhưng phản ứng mạnh với nước, sinh ra khí HCl nguy hiểm. Dập tắt lửa bằng CO₂ hoặc bột khô, không dùng nước trực tiếp.

Bạn có thể tham khảo thêm các loại giấy tờ khác của Phosphorus OxyChloride – Phosphoryl Clorua – POCl3 dưới đây:

• SDS (Safety Data Sheet).
• MSDS (Material Safety Data Sheet)
• COA (Certificate of Analysis)
• C/O (Certificate of Origin)
• Các giấy tờ liên quan đến quy định vận chuyển và đóng gói CQ (Certificate of Quality)
• CFS (Certificate of Free Sale)
• TCCN (Tờ Chứng Chứng Nhận)
• Giấy chứng nhận kiểm định và chất lượng của cơ quan kiểm nghiệm (Inspection and Quality Certification)
• Giấy chứng nhận vệ sinh an toàn thực phẩm (Food Safety Certificate)
• Các giấy tờ pháp lý khác: Tùy thuộc vào loại hóa chất và quốc gia đích. Có thể cần thêm các giấy tờ pháp lý như Giấy phép xuất khẩu, Giấy phép nhập khẩu, Giấy chứng nhận hợp quy.