Fosgen

Vzniká slučováním oxidu uhelnatého s chlorem za teploty od 130 °C do 150 °C za přítomnosti katalyzátoru, kterým je v této reakci aktivní uhlí nebo houbovitá platina

CO + Cl₂ → COCl₂,

případně pomaleji působením světla, zejména ultrafialového, na uvedenou směs plynů.

Může vznikat také fotochemickým rozkladem chlorovaných uhlovodíků, např. dichlormethanu nebo tetrachlormethanu. Vzniká i při tepelném rozkladu těchto látek.[2]

Působením vody se za normální teploty zvolna, za zvýšené teploty rychleji, hydrolyzuje za vzniku kyseliny chlorovodíkové a kyseliny uhličité resp. oxidu uhličitého

COCl₂ + 2 H₂O → H₂CO₃ + 2 HCl,

COCl₂ + H₂O → CO₂ + 2 HCl.

Působením některých kovů v práškové podobě, např. zinku nebo cínu se rozkládá na chlorid příslušného kovu a oxid uhelnatý

COCl₂ + Zn → ZnCl₂ + CO.

S organickými alkoholy reaguje za vzniku esterů kyseliny uhličité, např. reakcí s ethanolem

COCl₂ + 2 C₂H₅OH → (C₂H₅O)₂CO + 2 HCl

vzniká diethylester kyseliny uhličité a chlorovodík.

Reakcí s alkeny (olefiny) vznikají chloridy chlorovaných karboxylových kyselin, např. adicí fosgenu na ethen (ethylen)

COCl₂ + H₂C=CH₂ → Cl–CH₂–CH₂–COCl

vzniká chlorid kyseliny 3-chlorpropanové.

Vysoká reaktivita fosgenu, který snadno uvolňuje aktivní (atomární) chlor, se využívá v organické syntéze k přípravě chlorovaných derivátů, případně k vnášení karbonylové skupiny –CO– do organických sloučenin.

Za první světové války byl použit jako bojový plyn.

Americký druhoválečný identifikační plakát fosgenu

Hlavním cílovým orgánem jsou plíce. Fosgen dráždí kůži a zejména oči. Není známo, že by docházelo k systémové absorpci, při kontaktu s tkání probíhá ihned hydrolýza.[2]

Proces hydrolýzy je hlavní příčinou jedovatého účinku na lidský organizmus; ve styku s vlhkostí sliznic se podle uvedených rovnic rozkládá (případně může být rozkladným produktem také chlor). Rozkladné produkty reagují s volnými aminoskupinami –NH₂, hydroxylovými skupinami –OH nebo sulfhydrylovými skupinami –SH v molekulách bílkovin v buněčných membránách. Oba efekty vedou k porušení membrán oddělujících v plicích vzduch od krve a v konečném důsledku ke vzniku plicního edému, který bývá příčinou smrti.[2]

Koncentrace 500 až 800 ppm je smrtelná (LD₅₀) při expozici po dobu 1 minuty. Koncentrace 200 ppm může procházet přes bariéru vzduch-krev a způsobovat srážení krve. Koncentrace nad 50 ppm se považují za téměř jistě smrtelné. Při koncentracích 2–5 ppm se projeví příznaky otravy, dlouhé expozice mohou být životu nebezpečné. Koncentrace 0,5 ppm po dobu 2 hodin vyvolává u potkanů zřetelné změny v plicní tkáni.[2]

Po expozici může být bezpříznakové období trvající 30 minut až 24 hodin. Pokud otrávený přežije 2–3 dny, je další prognóza dobrá. Zotavení po otravě bývá dlouhé, plná funkce plic se obnovuje řadu týdnů, úplné vyléčení trvá i několik let. Některé příznaky (kašel, dechová nedostatečnost) mohou i poté přetrvávat. Otrava fosgenem může zhoršit průběh pozdějšího onemocnění chřipkou.[2]

Fosgen poprvé připravil v roce 1812 anglický chemik John Davy. V roce 1917 v průběhu první světové války použila německá armáda v bitvě u Verdunu granáty plněné kapalným fosgenem. Přestože v období před druhou světovou válkou všechny mocnosti vyrobily značné zásoby dělostřelecké munice a leteckých bomb plněných fosgenem, nebyl v průběhu války fosgen již bojově použit. Dnes je považován jako bojový prostředek za zastaralý a byl nahrazen modernějšími bojovými látkami. Vzhledem k jeho snadné dostupnosti (je vyráběn jako surovina pro chemický průmysl) není však vyloučeno jeho zneužití.

Jméno fosgen je odvozeno od řeckých slov fós, φώσ (světlo) a gennaó, γεννάω (tvořím), podle způsobu jeho přípravy ze směsi oxidu uhelnatého a chloru působením světla.