磷化合物的替代途径跳过白磷

美国科学家发现了一种以前不为人知的硅磷阴离子，这可能为制造有机磷化合物开辟道路草甘膦阻燃剂直接来自磷酸。这样就避免了制作白色磷首先,一个元素的燃烧和有毒形式这需要大量的能源来生产。

大多数磷矿被制成磷酸，其中大部分被转化为磷肥。每年只有2%的磷岩被还原，产生约100万吨白磷。然而，这个过程是非常耗能的。白磷是在电弧炉中产生的，矿石在1500℃下熔化，产生一氧化碳和二氧化碳作为副产品。

然后白磷被氧化成三氯化磷与元素氯并转化为杀虫剂、阻燃剂和电池电解液六氟磷酸等化合物，其中许多不含任何氯。“这有点浪费，你在上面涂上氯，下一阶段再把它去掉，”他说威廉•施佩尔他是荷兰一家专门从事磷类化学品咨询公司的老板，他没有参与这项研究。“此外，你投入大量的能量来制造白磷，在进一步的处理过程中，会再次释放并损失掉。”

克里斯托弗·康明斯他和他的研究生来自麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)迈克尔·格森现在发现了一种硅基磷化物，它提供了磷酸和有机磷化学品之间的路径。二(三氯硅基)磷化阴离子是磷酸和有机磷、六氟磷酸盐和磷化气之间的关键中间产物，反应序列既不需要白磷，也不需要单质氯。

“据我们所知，(硅基磷化物)以前从未被描述过，”康明斯说。“这是这项工作真正令人愉快的地方之一。为了得到它，该团队将脱水磷酸与三氯硅烷反应，三氯硅烷是半导体工业中常见的化学物质。

中间体的磷-硅键可以转化为磷-氢键、磷-氟键或磷-碳键。在某些情况下，研究人员甚至不需要分离硅基磷化物。康明斯兴奋地说:“这是一件非常了不起的事情，它可以在一个过程中从(三甲磷酸盐)转变为(初级)有机膦。”

席珀说:“这是一种非常好的化学物质，它避免了(白磷)的使用，这是非常壮观的。”“然而，它确实使用了三氯硅烷，这是一种由单质硅制成的化合物，碰巧它的制造过程与磷非常相似，消耗的能量几乎相同。”元素会在这个过程中流失，最终可能会变成硅酸盐。”

Schipper说，理想的反应是将磷酸盐中的磷-氧键直接转化为磷-碳键，而不需要在吸附另一个元素的过程中再将其去除。

如果康明斯的反应能够适应工业规模，就可以缓解目前围绕白磷的瓶颈，欧盟于2017年将白磷添加到关键材料清单中。康明斯和吉森现在希望在更大的范围内测试他们的程序在摩洛哥的一个试验工厂该国因磷矿储量丰富，磷矿工业蓬勃发展。