Tribrometo de fósforo

Tribrometo de fósforo Alerta sobre risco à saúde
Nome IUPAC	phosphorus tribromide
Outros nomes	brometo de fósforo (III) brometo fosforoso tribromofosfina
Identificadores
Número CAS	7789-60-8
Número RTECS	TH4460000
Propriedades
Fórmula molecular	PBr3
Massa molar	270.70 g/mol
Aparência	líquido claro e incolor
Densidade	2.852 g/cm^3, líquido
Ponto de fusão	-41,5 °C (231,7 K)
Ponto de ebulição	173,2 °C (446,4 K)
Solubilidade em água	hidrólise rápida
Estrutura
Forma molecular	piramidal trigonal
Riscos associados
Principais riscos associados	corrosivo, tóxico, reativo comágua e álcoois
Frases R	14, 34, 37
Frases S	25, 45
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions	trifluoreto de fósforo tricloreto de fósforo triiodeto de fósforo
Outros catiões/cátions	tribrometo de nitrogênio tribrometo de arsênio tribrometo de antimônio
Compostos relacionados	pentabrometo de fósforo oxibrometo de fósforo
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, εr, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

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,^[1] 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.^[2]

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.^[3] 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.^[4]

Referências

1. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
2. Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
3. J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
4. Harrison, G. C.; Diehl, H. (1955). "β-Ethoxyethyl Bromide". Org. Synth.; Coll. Vol. 3, p. 370

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