52.Взаимодействие трихлорида мышьяка с ароматическими соединениями и с ацетиленом, токсичность α-, β- и γ-льюизита, дифенилхлорарсин и фенарсазинхлорид.
Льюизит- это отравляющее вещество кожнонарывного действия (ЛД50 36,5 мг/кг, накожно) получали присоединением трихлорида мышьяка к ацетилену в присутствии хлорида алюминия:
Образующаяся реакционная масса содержала непрореагировавший трихлорид мышьяка, бис(хлорвинил)хлорарсин (β-льюизит) и трис(хлорвинил)арсин (γ-льюизит), которые менее токсичны чем хлорвинилдихлорарсин (α-льюизит). Для выравнивания состава после окончания реакции трихлорида мышьяка с ацетиленом в реакционную массу добавляли трихлорид мышьяка и длительное время нагревали полученную смесь для того, чтобы прошли реакции диспропорционирования, например:
С высоким выходом α-льюизит в виде более токсичного Е-изомера получают при катализе реакции трихлорида мышьяка с ацетиленом хлоридом ртути. Реакция трихлорида мышьяка с алкил- или арилгалогенидами в присутствии натрия приводит к образованию триалкил- или триариларсинов. Так, например, трибензиларсин получают путём длительного нагревания в эфире бензилхлорида, трихлорида мышьяка и натрия с добавлением небольшого количества этилацетата:
Фенилхлорарсины можно получать действием трихлорида мышьяка на полученный из хлорбензола, трихлорида мышьяка и натрия трифениларсин, например:
При наличии в структуре ароматических соединений заместителей с электронодонорным эффектом реакция с трихлоридом мышьяка может идти и без катализатора. Так, в частности, при нагревании трихлорида мышьяка с дифениламином получали дигидрофенарсазинхлорид:
53. Зависимость токсичности от строения в ряду нитрофениловых эфиров фосфорной и тиофосфорной кислоты. Получение о-метил-о-этилового эфира хлорангидрида тиофосфорной кислоты.
В рамках работ по синтезу и изучению биологической активности производных кислот фосфора, проводившихся под руководством Г.Шрадера в предвоенные и военные годы, было показано, что многие из них оказываются токсичными для насекомых. Так, например, высокую инсектицидную активность показывал диэтил-4‑нитрофенилфосфат (соединение Е‑600, параоксон), токсичность которого даже превосходила токсичность табуна, производившегося как отравляющее вещество. Переход от фосфата к тионфосфату (препарат Е-605, тиофос, паратион)
и
и замена этильных групп на метильные позволила при сохранении высокой инсектицидной активности значительно понизить токсичность соответствующего нитрофенилового эфира тиофосфорной кислоты для теплокровных. Полученный в результате такой модификации структуры параоксона О,О‑диметил-О-4-нитрофенилтиофосфат (ЛД50 25-50 мг/кг) под названием метафос некоторое время использовался в качестве средства для борьбы с насекомыми вредителями, однако достаточно скоро от него пришлось отказаться из-за большого числа тяжелых поражений, вызванных неосторожным обращением с инсектицидными составами на его основе, тем более, что вскоре после его внедрения в практику появились новые более безопасные инсектициды на основе кислот фосфора.
Тем не менее, основное направление при разработке новых инсектицидов на основе кислот фосфора было представлено прежде всего поиском соединений с низкой общей токсичностью для теплокровных. Так, например, в ряду ариловых эфиров тиофосфорных кислот серьёзное снижение токсичности при практически полном сохранении инсектицидной активности достигается введением заместителей (атома хлора или метильного остатка) в мета‑положение нитрофенильной группы тионфосфатов. Способ получения этих соединений основан на взаимодействии диметилхлортиофосфата с соответствующими фенолятами:
Токсичность получаемого по этой схеме фенитротиона составляет от 250 до 430 мг/кг. Ещё одним препаратом из этой группы является хлортион (ЛД50 около 900 мг/кг):
Интересно, что для получения 4-нитро-3-хлорфенола и 3-метил-4-нитрофенола можно использовать нитрование трис(3-хлорфенил)фосфата или трис(м-крезил)фосфата с последующим гидролизом образовавшегося продукта нитрования:
В этом случае стерический фактор в триарилфосфате значительно снижает содержание продуктов орто-замещения в образующехся при нитровании реакционных массах. Тиофосфаты на основе 2- и 3-замещенных 4‑нитрофенолов малоактивны.
Синтез о-метил-о-этилового хлорангидрида тиофосфорной кислоты
При получении производных тиофосфорных кислот, представляющих собой тиоаналоги производных фосфорной кислоты, в качестве исходных соединений используют прежде всего декасульфид фосфора и тиофосфорилхлорид. По реакционной способности тиофосфорилхлорид значительно уступает фосфорилхлориду из-за того, что электроотрицательность атома серы в Р=S-группе ниже, чем у атома кислорода в Р=О-группе. В соответствии с этим реакции тиофосфорилхлорида со спиртами проводят при охлаждении при соотношении реагентов от 1:3 до 1:4. При этом получают моноалкиловый эфир дихлортиофосфорной кислоты. Избыток спирта нужен прежде всего для того, чтобы компенсировать пассивирующий эффект хлористого водорода на спирте. Для получения диэфиров хлортиофосфорной кислоты реакцию проводят при интенсивном охлаждении с растворами гидроксидов щелочных металлов в спирте. Так, например, для синтеза О‑метил-О-этилхлортиофосфата, который получали в промышленном масштабе в качестве исходного продукта в производстве инсектицидов, на первой стадии проводят взаимодействие тиофосфорилхлорида с избытком этилового спирта:
Реакционную массу выливают в воду со льдом и отделяют нижний органический слой. Гидролиз моноэфира дихлортиофосфорной кислоты на холоду идёт очень медленно и, благодаря этому, таким простым способом удается легко отделить его от спирта, хлористого водорода и кислых примесей. После этого к содержащей в основном алкилдихлортиофосфат органической фазе при интенсивном перемешивании и охлаждении прибавляют раствор стехиометрического количества гидроксида натрия в метаноле: