光气

碳酰氯，俗稱光成气（英語：；化学式：COCl₂），簡稱光气，从化学结构上看是碳酸的二酰氯衍生物，是非常活泼的亲电试剂，容易水解，是剧烈窒息性毒气，高浓度吸入可致肺水肿，毒性比氯气约大10倍，但在体内无蓄积作用。其俗名譯自希臘文φως（光）＋Γίνει（產生）。光气最初是由氯仿受光照分解产生，故有此名。

光气
IUPAC名 Carbonyl chloride
别名	碳酰氯、碳酰二氯、二氯甲醛、氧氯化碳、氯甲酰氯、氯化羰基、二氯化羰
识别
CAS号	75-44-5
PubChem	6371
ChemSpider	6131
SMILES	ClC(Cl)=O
InChI	1/CCl2O/c2-1(3)4
InChIKey	YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYAH
UN编号	1076
EINECS	200-870-3
ChEBI	29365
RTECS	SY5600000
性质
化学式	CCl2O
摩尔质量	98.9 g·mol⁻¹
外观	无色气体
密度	4.248 g/L
熔点	−118 °C (155 K)
沸点	8 °C (281 K)
溶解性（水）	可水解
结构
分子构型	平面
偶极矩	1.17 D
危险性
欧盟危险性符号 剧毒 T+
警示术语	R：R26-R34
安全术语	S：S1/2-S9-S26-S36/37/39-S45
MSDS
NFPA 704	0 4 1
闪点	不可燃
相关物质
相关化学品	碳酸、尿素、 一氧化碳、氯甲酸
若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

历史

光气的诞生是由化学家John Davy（1790-1868）在1812年合成的。

起初光气被当作一种化学武器而被德国军队在第一次世界大战中使用，人体吸入光气会因為與肺中的蛋白質產生反應，導致肺充滿液體，可能因而造成肺气肿。碱性物质可以用来消除光气的毒性。随后在第二次世界大战中，光气作为化学武器，被很多军队广泛使用。其中日本軍曾在侵华战争中使用过光气。

现代用途

光气是一种重要的有机中间体，例如聚物的合成（聚氨酯，聚碳酸酯）以及合成异氰酸及酰氯而用于医药，清洁剂及杀虫剂的生产。

生产与制备

工业生产

一氧化碳和氯气在加热条件下经活性炭催化合成。反应化学式为：

${\displaystyle {\rm {CO+Cl_{2}{\xrightarrow[{\Delta }]{\rm {C}}}COCl_{2},}}}$（ΔHrxn = −107.6kJ/mol）

反应是可逆的放热反应，因此在工业中需要以冷却剂对反应器进行冷却。反应温度通常介于50至150摄氏度（反应器中存在温度峰值170°C）。光气在300°C以上极不稳定，会分解成CO与Cl₂。

实验室制备： 实验室可以由发烟硫酸和四氯化碳作用制备，反应和机理见下图：

${\displaystyle {\rm {SO_{3}+CCl_{4}{=\!=\!=}COCl_{2}\uparrow +SO_{2}Cl_{2}}}}$

也有用氯仿与过氧化氢反应製得的：

${\displaystyle {\rm {CHCl_{3}+H_{2}O_{2}{=\!=\!=\!=}HCl+H_{2}O+COCl_{2}\uparrow }}}$

现代有机合成中常用双光气或者三光气来替代光气。

氯仿照光也會分解生成光氣，故氯仿需用棕色瓶保存

性质

与硫酰氯类似，碳酰氯溶于水生成盐酸及二氧化碳，总反应为：

${\displaystyle {\rm {COCl_{2}+H_{2}O{=\!=\!=}2HCl+CO_{2}}}}$

碳酰氯与碱反应生成盐。该反应可以理解为两步：第一步，碳酰氯溶于水；第二步，产生的盐酸再与碱反应。总反应为：

${\displaystyle {\rm {COCl_{2}+2OH^{-}{=\!=\!=}2Cl^{-}+H_{2}O+CO_{2}}}}$

又如：${\displaystyle {\rm {COCl_{2}+Na_{2}CO_{3}{=\!=\!=}2NaCl+2CO_{2}}}}$

这也是碱性物质对于光气可以起解毒作用的原因

值得一提的是，碳酰氯能与氨反应生成脲和氯化铵

${\displaystyle {\rm {COCl_{2}+4NH_{3}{=\!=\!=}CO(NH_{2})_{2}+2NH_{4}Cl}}}$

其他

英文phosgene（phos光＋gen產生）其中phos的字根是photo。產生（generate）：gene-ra-ate。其中gene字根的意思是birth、produce、beget，ate在字根的意義上是（v.）動詞。