फॉस्जीन

"COCl2" redirects here. For the compound CoCl₂, see Cobalt(II) chloride.

Not to be confused with phosphine, phosphene, oxalyl chloride, or phosgene oxime.

Phosgene

Full structural formula with dimensions Space-filling model
A bag of toxic gases use in chemical warfare; the leftmost one is phosgene
Names
Preferred IUPAC name Carbonyl dichloride
Other names Carbonyl chloride CG Carbon dichloride oxide Carbon oxychloride Chloroformyl chloride Dichloroformaldehyde Dichloromethanone Dichloromethanal Collongite
Identifiers
CAS Number	75-44-5 File:Yes check.svgY
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:29365 File:Yes check.svgY
ChemSpider	6131 File:Yes check.svgY
EC Number	200-870-3
PubChem CID	6371
RTECS number	SY5600000
UNII	117K140075 File:Yes check.svgY
UN number	1076
InChI InChI=1S/CCl2O/c2-1(3)4 File:Yes check.svgY Key: YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N File:Yes check.svgY InChI=1/CCl2O/c2-1(3)4 Key: YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYAH
SMILES ClC(Cl)=O
Properties
Chemical formula	COCl2, also CCl2O
Molar mass	98.92 g/mol
Appearance	Colorless gas
Odor	Suffocating, like musty hay
Density	4.248 g/L (15 °C, gas) 1.432 g/cm3 (0 °C, liquid)
Melting point	−118 °C (−180 °F; 155 K)
Boiling point	8.3 °C (46.9 °F; 281.4 K)
Solubility in water	Insoluble, reacts
Solubility	Soluble in benzene, toluene, acetic acid Decomposes in alcohol and acid
Vapor pressure	1.6 atm (20°C)
Magnetic susceptibility (χ)	−48·10−6 cm3/mol
Structure
Molecular shape	Planar, trigonal
Dipole moment	1.17 D
Hazards
GHS labelling:
Pictograms	GHS04: Compressed Gas GHS05: Corrosive GHS06: Toxic
Signal word	Danger
Hazard statements	H280, H314, H330
Precautionary statements	P260, P280, P303+P361+P353+P315, P304+P340+P315, P305+P351+P338+P315, P403, P405
NFPA 704 (fire diamond)	4 0 1
Flash point	Non-flammable
Threshold limit value (TLV)	0.1 ppm
Lethal dose or concentration (LD, LC):
LC50 (median concentration)	500 ppm (human, 1 min) 340 ppm (rat, 30 min) 438 ppm (mouse, 30 min) 243 ppm (rabbit, 30 min) 316 ppm (guinea pig, 30 min) 1022 ppm (dog, 20 min) 145 ppm (monkey, 1 min)
LCLo (lowest published)	3 ppm (human, 2.83 h) 30 ppm (human, 17 min) 50 ppm (mammal, 5 min) 88 ppm (human, 30 min) 46 ppm (cat, 15 min) 50 ppm (human, 5 min) 2.7 ppm (mammal, 30 min)
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	TWA 0.1 ppm (0.4 mg/m3)
REL (Recommended)	TWA 0.1 ppm (0.4 mg/m3) C 0.2 ppm (0.8 mg/m3) [15-minute]
IDLH (Immediate danger)	2 ppm
Safety data sheet (SDS)	[1]
Related compounds
Related compounds	Thiophosgene Formaldehyde Carbonic acid Urea Carbon monoxide Chloroformic acid
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa). File:Yes check.svgY verify (what is File:Yes check.svgYFile:X mark.svgN ?) Infobox references

फॉस्जीन कार्बनिक रासायनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र COCl₂ है यह एक जहरीली, रंगहीन गैस है; कम सांद्रता में, इसकी बासी गंध ताजी कटी हुई घास या घास की तरह होती है। इसे क्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ फॉर्मलाडेहाइड के रूप में माना जा सकता है। फ़ॉस्जीन एक मूल्यवान और महत्वपूर्ण औद्योगिक भवन निर्माण खंड है, विशेष रूप से पॉलीयुरेथेन और पॉलीकार्बोनेट प्लास्टिक के अग्रदूतों के उत्पादन के लिए है।

फ़ॉस्जीन बेहद जहरीला है और प्रथम विश्व युद्ध के दौरान एक रासायनिक हथियार के रूप में इस्तेमाल किया गया था, जहाँ यह 85,000 मौतों के लिए जिम्मेदार था। यह एक भारी गैस होने के कारण एक अत्यधिक शक्तिशाली फुफ्फुसीय उत्तेजक है और दुश्मन की खाइयों को जल्दी से भर देता है।

इसे रासायनिक हथियार सम्मेलन(CWC) के तहत अनुसूची 3 पदार्थों की सूची के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इसके औद्योगिक उत्पादन के अलावा, क्लोरोफॉर्म जैसे ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिकों के टूटने और दहन से थोड़ी मात्रा में उत्पन्न होता है।

संरचना और बुनियादी गुण

VSEPR सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी के अनुसार फॉस्जीन एक समतलीय अणु है। C=O दूरी 1.18 Å है, C−Cl दूरी 1.74 Å है और Cl−C−Cl कोण 111.8° है। फॉस्जीन एक कार्बन ऑक्सोहैलाइड है और इसे कार्बोनिक अम्ल से औपचारिक रूप से प्राप्त होने वाले सबसे सरल एसाइल क्लोराइड में से एक माना जा सकता है।

उत्पादन

औद्योगिक रूप से, फ़ॉस्जीन शुद्ध कार्बन मोनोआक्साइड और क्लोरीन गैस को छिद्रयुक्त सक्रिय कार्बन के एक बिस्तर के माध्यम से पारित करके उत्पादित किया जाता है, जो उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है::

CO + Cl₂ → COCl₂ (ΔH_rxn = −107.6 kJ/mol)

यह उष्माक्षेपी अभिक्रिया है जो समान्यता 50 और 150 डिग्री सेल्सियस के बीच प्रदर्शन करती है। 200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, फॉस्जीन कार्बन मोनोऑक्साइड और क्लोरीन में बदल जाता है, K_eq(300 K) = 0.05 1989 में इस यौगिक का विश्व उत्पादन 2.74 मिलियन टन होने का अनुमान लगाया गया था।

फ़ॉस्जीन का उत्पादन करना काफी सरल है, लेकिन रासयनिक हथियार सम्मेलन के तहत अनुसूची 3 पदार्थ के रूप में सूचीबद्ध है। जैसे, इसे समान्यता भारी मात्रा में परिवहन के लिए बहुत खतरनाक माना जाता है। इसके बजाय, ऑन डिमांड (मांग पर) प्रक्रिया के हिस्से के रूप में, फॉस्जीन समान्यता उसी संयंत्र(एक ही पौधे) के भीतर उत्पादित और उपभोग किया जाता है। इसमें उत्पादन और खपत की समान दरों को बनाए रखना सम्मिलित है, जो किसी भी समय तंत्र(प्रणाली) में फॉस्जीन की मात्रा को काफी कम रखता है, जिससे दुर्घटना की स्थिति में जोखिम कम हो जाता है। कुछ बैच(जत्था) का उत्पादन अभी भी होता है, लेकिन संग्रहित फॉस्जीन की मात्रा को कम करने के प्रयास किए जाते हैं।

अनजान पीढ़ी

वायुमंडलीय रसायन शास्त्र

ऑक्सीजन की उपस्थिति में पराबैंगनी (UV) विकिरण पर, साधारण ऑर्गेनोक्लोराइड्स धीरे-धीरे फॉस्जीन में परिवर्तित हो जाते हैं। 1970 के दशक के अंत में ओजोन छिद्र की खोज से पहले इन यौगिकों की बड़ी मात्रा का उद्योग द्वारा नियमित रूप से उपयोग किया जाता था। उस समय क्षोभमंडल में फॉस्जीन का स्तर लगभग 20-30 pptv था (शिखर 60 pptv), बल्कि लगभग 30 साल बाद, मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के तहत ऑर्गनोक्लोराइड उत्पादन प्रतिबंधित होने के बावजूद ये स्तर महत्वपूर्ण रूप से कम नहीं हुए थे।

क्षोभमंडल में फॉस्जीन लगभग 70 दिनों तक बना रह सकता है और मुख्य रूप से परिवेशी आर्द्रता या बादलों के जल से हाइड्रोलिसिस द्वारा हटा दिया जाता है। यह 1% से भी कम पर इसे समताप मंडल में बनाता है, बल्कि यहां कई वर्षों का जीवनकाल होने की उम्मीद है क्योंकि यह परत बहुत शुष्क है और UV फोटोलिसिस के माध्यम से फॉस्जीन धीरे-धीरे विघटित हो जाती है। नतीजतन, यह ओजोन रिक्तीकरण में एक मामूली भूमिका निभाता है।

दहन

कार्बन टेट्राक्लोराइड (CCL₄) हवा में गर्मी के संपर्क में आने पर फॉस्जीन में बदल सकता है। यह एक समस्या थी क्योंकि कार्बन टेट्राक्लोराइड एक प्रभावी अग्नि शमन(दमनकारी) है और पहले अग्निशामक यंत्रों में व्यापक उपयोग में था। सीमित स्थानों में आग से लड़ने के लिए इसके इस्तेमाल से होने वाली मौतों की खबरें हैं। कार्बन टेट्राक्लोराइड की फॉस्जीन की पीढ़ी और इसकी अपनी विषाक्तता का मतलब है कि अब इस उद्देश्य के लिए इसका उपयोग नहीं किया जाता है।

जैविक रूप से

फॉस्जीन भी क्लोरोफॉर्म के मेटाबोलाइट के रूप में बनता है, यह संभवतः साइटोक्रोम P-450 की क्रिया के माध्यम से।

इतिहास

1812 में कोर्निश रसायनज्ञ जॉन डेवी (1790-1868) द्वारा सूर्य के प्रकाश में कार्बन मोनोऑक्साइड और क्लोरीन के मिश्रण को उजागर करके फॉस्जीन को संश्लेषित किया गया था। उन्होंने अभिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए प्रकाश के उपयोग के संदर्भ में ग्रीक भाषा φῶς (फॉस, प्रकाश) और γεννάω (जेननाओ, जन्म देने के लिए) से फॉस्जीन नाम दिया। यह धीरे-धीरे रासायनिक उद्योग में महत्वपूर्ण हो गया क्योंकि 19वीं शताब्दी में विशेष रूप से डाई निर्माण प्रगति हुई।

अभिक्रियाएं और उपयोग

फॉस्जीन के साथ एक कार्बनिक सब्सट्रेट की अभिक्रिया को फॉस्जेनेशन कहा जाता है।

कार्बोनेट्स का संश्लेषण

डाईोल्स(Diols) या तो रैखिक या चक्रीय कार्बोनेट (R = H, एल्काइल, एरील) देने के लिए फॉस्जीन के साथ अभिक्रिया करता है:

HOCR₂−X−CR₂OH + COCl₂ → 1⁄n [OCR₂−X−CR₂OC(O)−]_n + 2 HCl

एक उदाहरण पॉली कार्बोनेट बनाने के लिए बिसफेनोल A के साथ फॉस्जीन की अभिक्रिया है।

आइसोसाइनेट का संश्लेषण

ऐमीनों से आइसोसायनेट्स का संश्लेषण इस अभिकर्मक के इलेक्ट्रोफिलिक चरित्र और समतुल्य संश्लेषण "CO²⁺ " को प्रस्तुत करने में इसके उपयोग को दर्शाता है

RNH₂ + COCl₂ → RN=C=O + 2 HCl   (R = एल्काइल, एरील)

इस तरह की अभिक्रियाएं प्रयोगशाला पैमाने पर पिरिडीन जैसे आधार की उपस्थिति में आयोजित की जाती हैं जो हाइड्रोजन क्लोराइड, अतिरिक्त उत्पाद को बेअसर करती हैं।

औद्योगिक पैमाने पर, उपज बढ़ाने और पार्श्व अभिक्रियाओं से बचने के लिए अधिक मात्रा में फॉस्जीन का उपयोग किया जाता है। परिणामी अंतिम उत्पादों के कार्य करने के दौरान फॉस्जीन की अधिकता को अलग किया जाता है और प्रक्रिया में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, उत्प्रेरक के रूप में सक्रिय कार्बन का उपयोग करके जल में किसी भी शेष फॉस्जीन को विघटित किया जाता है।

औद्योगिक उपयोग

फ़ॉस्जीन का उपयोग उद्योग में टोल्यूनि डाईसोसायनेट (TDI) और मिथाइलीन डाइफेनिल डाईसोसायनेट (MDI) जैसे सुगंधित D-आइसोसायनेट्स के उत्पादन के लिए किया जाता है, जो पॉलीयुरेथेनेस के उत्पादन के लिए अग्रदूत हैं। इसका उपयोग बिस्फेनॉल A के साथ अभिक्रिया के माध्यम से पॉलीकार्बोनेट बनाने के लिए भी किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका (टेक्सास और लुइसियाना), जर्मनी, शंघाई, जर्मनी, जापान, और दक्षिण कोरिया। सबसे महत्वपूर्ण उत्पादक डॉव केमिकल, कोवेस्ट्रो और BASF हैं। फॉस्जीन का उपयोग हेक्सामेथिलीन डाईसोसायनेट (HDI) और आइसोफोरोन डाईसोसायनेट (IDPI) जैसे एलिफैटिक डाईसोसायनेट्स के उत्पादन में किया जाता है, जो उन्नत कोटिंग्स के उत्पादन के लिए पूर्ववर्ती हैं। फ़ॉस्जीन का उपयोग मोनोआइसोसायनेट्स के उत्पादन के लिए भी किया जाता है, जिसका उपयोग कीटनाशक अग्रदूतों {जैसे मिथाइल आइसोसाइनेट (MIC)} के रूप में किया जाता है।

प्रयोगशाला उपयोग

अनुसंधान प्रयोगशाला में, सुरक्षा संबंधी चिंताओं के कारण फॉस्जीन का आजकल कार्बनिक संश्लेषण में सीमित उपयोग होता है। विभिन्न प्रकार के विकल्प विकसित किए गए हैं, विशेष रूप से ट्राइक्लोरोमेथिल क्लोरोफॉर्मेट (डिफॉस्जीन) कमरे के तापमान पर एक द्रव, और bis (ट्राइक्लोरोमेथिल) कार्बोनेट (ट्राइफॉस्जीन), एक क्रिस्टलीय पदार्थ हैं।

ऊपर वर्णित व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली अभिक्रियाओं के अलावा, फॉस्जीन का उपयोग कार्बोज़ाइलिक तेजाब से एसाइल क्लोराइड बनाने के लिए भी किया जाता है:

RCO₂H + COCl₂ → RC(O)Cl + HCl + CO₂

इस आवेदन(उपयोग) के लिए, अकादमिक सेटिंग्स में फॉस्जीन के बजाय समान्यता थियोनिल क्लोराइड का उपयोग किया जाता है।

फॉस्जीन का उपयोग क्लोरोफॉर्मेट्स जैसे बेंजाइल क्लोरोफॉर्मेट के उत्पादन के लिए किया जाता है:

ROH + COCl₂ → ROC(O)Cl + HCl

इन संश्लेषणों में, संबंधित कार्बोनेट एस्टर के गठन को रोकने के लिए फॉस्जीन का अधिक उपयोग किया जाता है।

एमिनो अम्ल के साथ, फॉस्जीन (या इसके ट्रिमर) अमीनो अम्ल N-कार्बोक्सिनहाइड्राइडस देने के लिए अभिक्रिया करता है। समान्यता, फॉस्जीन एक कार्बोनिल ग्रुप द्वारा दो न्यूक्लियोफिल्स को जोड़ने के लिए कार्य करता है। इस उद्देश्य के लिए, कार्बोनिलडाइमिडाज़ोल (CDI) जैसे फ़ॉस्जीन के विकल्प सुरक्षित हैं। CDI खुद इमिडाजोल के साथ फॉस्जीन की अभिक्रिया करके तैयार किया जाता है।

फॉस्जीन को धातु के सिलेंडरों में संग्रहित किया जाता है। US में, सिलेंडर वाल्व आउटलेट(आक्षेप) एक पतला धागा है जिसे CGA 160 के रूप में जाना जाता है जिसका उपयोग केवल फॉस्जीन के लिए किया जाता है।

अन्य अभिक्रियाएं

हाइड्रोजन क्लोराइड और कार्बन डाईऑक्साइड को छोड़ने के लिए फॉस्जीन जल से अभिक्रिया करता है:

COCl₂ + H₂O → CO₂ + 2 HCl

समान रूप से, अमोनिया के संपर्क में आने पर, यह यूरिया में परिवर्तित हो जाता है:

COCl₂ + 4 NH₃ → CO(NH₂)₂ + 2 NH₄Cl

नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड और एल्यूमीनियम ट्राइब्रोमाइड के साथ हैलाइड का आदान-प्रदान कार्बोनिल फ्लोराइड COF₂ और कार्बोनिल ब्रोमाइड COBr₂ देता है।

रासायनिक युद्ध

File:Phosgene poster ww2.jpg

द्वितीय विश्व युद्ध से अमेरिकी सेना फॉस्जीन पहचान पोस्टर

Further information: Chemical weapons in World War I and Second Italo-Ethiopian War

यह रासायनिक हथियार सम्मेलन की अनुसूची 3 पदार्थों (CWC) की सूची में सूचीबद्ध है: प्रति वर्ष 30 टन से अधिक उत्पादन करने वाली सभी उत्पादन साइटों को OPCW के लिए घोषित किया जाना चाहिए। बल्कि सरीन जैसे कई अन्य रासायनिक हथियारों की तुलना में कम जहरीला, फ़ॉस्जीन को अभी भी एक व्यवहार्य रासायनिक युद्ध तंत्र के रूप में माना जाता है क्योंकि इसकी सरल विनिर्माण आवश्यकताओं के कारण जब यह अधिक तकनीकी रूप से उन्नत रासायनिक हथियारों जैसे कि टैबुन, पहली पीढ़ी के तंत्रिका तंत्र की तुलना में है।

फ़ॉस्जीन को पहली बार 1915 में प्रथम विश्व युद्ध में फ्रांसीसी द्वारा रासायनिक हथियार के रूप में तैनात किया गया था। इसका उपयोग क्लोरीन की समान मात्रा वाले मिश्रण में भी किया जाता था, जिसमें क्लोरीन सघन फॉस्जीन को फैलाने में मदद करता था। फॉस्जीन क्लोरीन से अधिक शक्तिशाली था, बल्कि कुछ लक्षणों को प्रकट होने में 24 घंटे या उससे अधिक समय लगा।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान फॉस्जीन के व्यापक उपयोग के बाद, इसे विभिन्न देशों द्वारा भंडारित किया गया था।

द्वितीय चीन- जापान युद्ध के दौरान चीनी के खिलाफ इंपीरियल जापान सेना द्वारा फ़ॉस्जीन का उपयोग शायद ही कभी ही किया जाता था। फॉस्जीन जैसे गैस हथियार, यूनिट 731 द्वारा तैयार किए गए थे।

विष विज्ञान और सुरक्षा

फॉस्जीन एक कपटी जहर है क्योंकि गंध पर ध्यान नहीं दिया जा सकता है और लक्षण प्रकट होने में धीमे हो सकते हैं।

फॉस्जीन के लिए गंध का पता लगाने की सीमा 0.4 पीपीएम है, जो सीमा सीमा मूल्य का चार गुना है। इसकी उच्च विषाक्तता पल्मोनरी एल्वियोलस (गैस एक्सचेंज की साइट) में प्रोटीन के -OH, -NH₂ और SH समूह पर फॉस्जीन की क्रिया से उत्पन्न होती है, ऊपर चर्चा की गई अभिक्रियाओं के अनुसार क्रमशः एस्टर, एमाइड और थियोस्टर कार्यात्मक समूह बनाते हैं। इसका परिणाम रक्त-वायु अवरोध के विघटन में होता है, जो अंततः फुफ्फुसीय एडिमा(शोफ) का कारण बनता है। एल्वियोली में क्षति की सीमा मुख्य रूप से साँस की हवा में फ़ॉस्जीन की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करती है, जिसमें खुराक (साँस में ली गई फ़ॉस्जीन की मात्रा) महत्वपूर्ण कारक है।खुराक की गणना लगभग एकाग्रता × जोखिम की अवधि के रूप में की जा सकती है। इसलिए, कार्यस्थलों में लोग जहां आकस्मिक फॉस्जीन रिहाई का जोखिम मौजूद है, समान्यता नाक और मुंह के करीब संकेतक बैज प�