Chlorure de tétrakis(hydroxyméthyl)phosphonium

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Chlorure de tétrakis(hydroxyméthyl)phosphonium
Chlorure de tétrakis(hydroxyméthyl)phosphonium
Identification
Synonymes

chlorure de tétrahydroxyméthylphosphonium, THPC

No CAS 124-64-1
No EINECS 204-707-7
PubChem 31298
SMILES
InChI
Apparence solide
Propriétés chimiques
Formule brute C4H12ClO4P  [Isomères]
Masse molaire[1] 190,562 ± 0,007 g/mol
C 25,21 %, H 6,35 %, Cl 18,6 %, O 33,58 %, P 16,25 %,
Propriétés physiques
ébullition 115 °C[2]
Solubilité 400 g·l-1 (eau)[3]
Masse volumique 1,34 g·cm-3[2]
Point d’éclair 96 °C[2]
Pression de vapeur saturante 1,13×10-7 mmHg[3]
Précautions
Directive 67/548/EEC[2]
Toxique
T



SGH[2]
SGH05 : CorrosifSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
H315, H317, H318, H334, P261, P280, P310, P302+P352, P304+P341, P305+P351+P338, P342+P311,
Écotoxicologie
DL50 161 mg/kg (rat, oral)[4]
LogP -9,770[3]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorure de tétrakis(hydroxyméthyl)phosphonium (THPC) est un composé organophosphoré de formule [P(CH2OH)4]Cl. Le cation P(CH2OH)4+ est tétra-coordonné, comme c'est le cas de la plupart des sels de phosphonium. Le THPC est notamment un précurseur de retardateurs de flammes[5].

Synthèse et réactions[modifier | modifier le code]

Le THPC peu être synthétisé avec un haut rendement par traitement de la phosphine par le formaldéhyde en présence d'acide chlorhydrique[5] :

PH3 + 4 H2C=O + HCl → [P(CH2OH)4]Cl

Le THPC est couramment utilisé pour préparer la tris(hydroxyméthyl)phosphine par réaction avec la soude[6] :

[P(CH2OH)4]Cl + NaOHP(CH2OH)3 + H2O + H2C=O + NaCl

Le groupe hydroxyméthyle du THPC peut subir des réactions de substitution lorsque le THPC est traité par nitrile, un acide, un amide ou un époxide α,β-insaturés. On peut citer par exemple la condensation entre le THPC et l'acrylamide en milieu basique :

[P(CH2OH)4]Cl + NaOH + 3CH2=CHZ → P(CH2CH2Z)3 + 4CH2O + H2O + NaCl
Z = CONH2

Des réactions similaires peuvent avoir lieu lorsque le THPC est traité par l'acide acrylique ; dans ce cas, seul un groupe hydroxyméthyle est remplacé cependant[7]

Applications[modifier | modifier le code]

Précurseur de la tris(hydroxyméthyl)phosphine[modifier | modifier le code]

Le THPC est un précurseur de la tris(hydroxyméthyl)phosphine qui est un intermédiaire dans la production de 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane (PTA), un ligand soluble dans l'eau ; la conversion s'effectue par traitement de l'hexaméthylènetétramine par le formaldéhyde et la tris(hydroxyméthyl)phosphine[8].

La tris(hydroxyméthyl)phosphine peut aussi servir à la synthèse d'un composé hétérocyclique, la N-boc-3-pyrroline par métathèse avec fermeture de cycle du dichlorure de bis(tricyclohexylphosphine)benzylidineruthénium, en utilisant le catalyseur de Grubbs. La N-boc-diallylamine est traitée par le catalyseur de Grubbs, suivie par une réaction avec la tris(hydroxyméthyl)phosphine. La liaison double carbone-carbone subit une fermeture de cycle, relâchant une molécule d'éthylène et formant la N-boc-3-pyrroline[9].

Industrie textile[modifier | modifier le code]

Le THPC est important dans l'industrie de tissus infroissables et retardateurs de flamme à base de coton et d'autres tissus cellulosiques[10]. Une finition de type retardateur de flamme peut être produite à )partir du THPC par le procédé Proban[11], dans lequel le THPC est traité par un carbamide. ce dernier se codense avec l'un des groupes hydroxymethyle du THP, la structure du phosphonium étant convertie en oxyde de phosphine par cette réaction[12] :

[P(CH2OH)4]Cl + NH2CONH2 → (HOCH2)2POCH2NHCONH2 + HCl + HCHO + H2 + H2O

Cette réaction est rapide et forme un polymère à haute densité insoluble. Le produit est ensuite appliqué sur le tissu via un « procédé pad-dry ». La matériau ainsi traité est ensuite re-traité par de l'ammoniaque pour produire des fibres qui sont retardatrices de flamme.

Le THPC peut se condenser avec de nombreux autre monomères en plus de l'urée, comme les amines, les phénols, les polyacides et les anhydrides.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. a, b, c, d et e solution à 80% dans l'eau Fiche Acros du composé Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride, ca. 80% solution in water, consultée le .
  3. a, b et c (en) « Tetramethylolphosphonium chloride » sur ChemIDplus, consulté le 13 mai 2012
  4. National Toxicology Program Technical Report Series. Vol. NTP-TR-296, Pg. 1987
  5. a et b Svara, Jürgen; Weferling, Norbert ; Hofmann, Thomas. Phosphorus Compounds, Organic. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley & Sons, Inc, 2008 DOI:10.1002/14356007.a19_545.pub2
  6. M. Caporali, L. Gonsalvi, F. Zanobini, M. Peruzzini "Synthesis of the Water-Soluble Bidentate (P,N) Ligand PTN(Me)" Inorg. Syntheses, 2011, Vol. 35, p. 92–108. DOI:10.1002/9780470651568.ch5
  7. Vullo, W. J., « Hydroxymethyl Replacement Reactions of Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium Chloride », Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., vol. 58, no 4,‎ 1966, p. 346–349 (DOI 10.1021/i360020a011)
  8. Daigel, Donald J., Tara J. Decuir, Jeffrey B. Robertson et Donald J. Darensbourg, « 1,3,5-triaza-7phosphatricyclo[3.3.1.13.7]decane and derivatives », Inorg. Synth., vol. 32,‎ 1998, p. 40–42 (ISBN 978-0-470-13263-0, DOI 10.1002/9780470132630.ch6)
  9. Ferguson, Marcelle L.; O’Leary, Daniel J.; Grubbs, Robert H. (2003). "Ring-Closing Metathesis Synthesis Of N-Boc-3-Pyrroline". Org. Synth. 80: 85. 
  10. Weil, Edward D. ; Levchik, Sergei V., « Flame Retardants in Commercial Use or Development for Textiles », J. Fire Sci., vol. 26, no 3,‎ 2008, p. 243–281 (DOI 10.1177/0734904108089485)
  11. « Frequently asked questions: What is the PROBAN® process? », Rhodia Proban (consulté le 25 février 2013)
  12. Reeves, Wilson A.; Guthrie, John D., « Intermediate for Flame-Resistant Polymers-Reactions of Tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium Chloride », Industrial Engineering Chemistry, vol. 48, no 1,‎ 1956, p. 64–67 (DOI 10.1021/ie50553a021)