Tribrometo de fósforo

Predefinição:Chembox new Tribrometo de fósforo é um composto químico que se apresenta a temperatura ambiente como um líquido incolor com a fórmula PBr₃. Produz fumos ao ar devido a sua hidrólise e tem um odor penetrante. É largamente usado em laboratório, em síntese orgânica para a conversão de álcoois e brometos de alquila.

Propriedades químicas

Tribrometo de fósforo, como PCl₃ e PF₃, tem tanto propriedades de uma base de Lewis como de um ácido de Lewis. Por exemplo, com um ácido de Lewis tal como tribrometo de boro ele forma adutos estáveis 1:1 tais como Br₃B-PBr₃. Ao mesmo tempo PBr₃ pode reagir como um eletrófilo ou ácido de Lewis em muitas de suas reações, por exemplo com suas aminas.

A mais importante reação do PBr₃ é com álcoois, onde substitui um grupo OH com um átomo de bromo para produzir um brometo de alquila. Note-se que todos os três átomos de bromo podem ser transferidos.

PBr₃ + 3 ROH → 3 RBr + HP(O)(OH)₂

O mecanismo (mostrado para um álcool primário) envolve ativação inicial do oxigênio do álcool pelo fósforo eletrofílico (para formar um bom grupo lábil), seguida por uma substituição S_N2 no carbono do álcool.

Por causa de uma etapa da substituição S_N2, a reação geralmente trabalha bem para álcoois primários e secundários, mas falha para álcool terciários. Se o carbono central reagente é quiral, a reação normalmente ocorre com inversão de configuração no álcool carbono alfa, como é usual com uma reação S_N2.

Em uma reação cimilar, PBr₃ também converte ácidos carboxílicos a brometos de acila.

PBr₃ + 3 RCOOH → 3 RCOBr + HP(O)(OH)₂

PBr₃ é um agente redutor razoavelmente forte, e a oxidação de PBr₃ com gás oxigênio é mais vigorosa que a vista com PCl₃. Ele resulta em uma reação explosiva que forma P₂O₅ e Br₂.

Preparação

PBr₃ é preparado pelo tratamento de fósforo com bromo, usando o próprio PBr₃ como solvente (fósforo branco é solúvel em PBr₃). Um excesso de fósforo é usado de maneira a prevenir a formação de PBr₅.

P₄ + 6 Br₂ → 4 PBr₃

Usos

O principal uso para tribrometo de fósforo é para a conversão de álcoois primários ou secundários a brometo de alquila, como descrito acima. PBr₃ usualmente dá mais altos rendimentos que ácido bromídrico, e evitando problemas de rearranjo de carbocátion - por exemplo quando brometo de neopentil pode ser feito do álcool a 60% de rendimento.

Outro uso para o PBr₃ é como catalisador para a α-brominação de ácidos carboxílicos. Embora brometos de acila são raramente comparados com cloretos de acila, eles são usados como intermediários na halogenação de Hell-Volhard-Zelinsky. Inicialmente PBr₃ reage com o ácido carboxílico para formar brometo de acila, a qual é mais reativa para prominação. O processo como um todo pode ser representado como

Em escala comercial, tribrometo de fósforo é usado na fabricação de fármacos tais como alprazolam, methohexital e fenoprofen. É também um potente agente supressor de fogo comercializado sob o nome PhostrEx [1].

Precauções

O PBr₃ é tóxico e reage violentamente com a água e com álcoois. Suas reações envolvem HBr, que é corrosivo.

Em reações que produzem ácido fosforoso como subproduto, deve-se tomar cuidado ao trabalhar com destilação, pois a fosfina é produzida pela decomposição deste subproduto a 160 °C, o que pode provocar explosões em contato com o ar.