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光氣又稱固體光氣，三光氣的化學名為二（三氯甲基）碳酸，其英文命名為Bis（Triehloromethyl）Carbonate（簡稱BTC），俗名Triphosgene，分子式為CO （OCCl3）2。三光氣為白色晶體，有類似光氣的氣味，相對分子質量為296.75，熔點為81 ℃～83 ℃，沸點為203 ℃～206 ℃，固體密度為1.78 g/cm3，熔融密度為1.629 g/cm3，可溶于乙醚、四氫呋喃、苯、乙烷、氯仿等有機溶劑。它的物理性質在1887 年就有報道，但它晶體結構直到1971 年才被報道。
三光氣具有窒息性毒性的化合物。是一種潛在的窒息性毒劑。水解很慢，加熱或加堿能使水解加速。可溶解于甲苯、氯苯、鹵代烷、煤油等有機溶劑中，可與光氣互溶，也可溶于芥子氣、氯化苦以及四氯化硅、四氯化錫和四氯化鈦等酸性發煙劑中。可隨煙幕施放，易被多孔性物質吸附，活性炭對其有很高的吸附效能，防毒面具能有效進行防護。三光氣是應用很廣的化工原料，可用于制備氯甲酸酯、異氰酸酯等化工產品。
但是光氣是高毒性的氣體，使用、運輸和儲存很困難，并且應用中難以準確計量，產生的一些副反應也給實驗室或小規模使用帶來極大的不便。三光氣是穩定的固體結晶化合物，其使用、運輸和儲存都比光氣安全，且可準確計量，這樣可減少副反應的產生。三光氣作為劇毒的光氣和雙光氣在合成中的替代物，不但毒性低、使用安全方便，而且反應條件溫和、選擇性好、收率高。由于固體光氣的化學性質，使其有著極廣泛的應用。三光氣可替代光氣，用于各種規模的化工生產，應用前景十分廣闊。
三光氣在三乙胺、吡啶、二異丙基乙基胺和二甲基甲酰胺等親核試劑（Nu）作用下，與作用物發生如下的反應：
從以上反應式中可知，1 mol 三光氣相當于3 mol 光氣，同時有相應的鹽生成。1 分子三光氣可生成3 分子的活性中間體（ClCONu＋Cl－），它可與各種親核體在溫和的條件下進行反應。正是基于這一機理，三光氣可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羥胺等多種化合物反應，其替代光氣、雙光氣的反應類型有氯甲基化、脲化、碳酸酯化、異氰酸酯化、氯化、異腈化、成環反應、醇的氧化等，廣泛用于醫藥、農藥、染料、顏料及多種高分子材料的合成生產。
光氣和伯胺進行羰基化反應，可制備各種異氰酸酯，但是由于光氣難以準確計量，常有副反應產生。三光氣是固體，可以準確計量，且采用三光氣代替光氣，其安全性大大提高，因此可以安全地替代光氣。三光氣與胺類化合物的反應是應用較廣的一個領域，該反應選擇性強，有些官能團不需要保護，可直接生成異氰酸酯、脲等化合物。
三光氣和各種伯胺進行羰基化反應，可合成各種異氰酸酯，反應只需準確控制三光氣和胺的配比，就可以得到目標產物，且無副產物出現。如：三光氣與2，4－二氨基甲苯反應可合成2，4－二甲基二異氰酸酯（TDI）；三光氣與4，4’－二氨基二苯基甲烷反應可生成4，4’－二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）；三光氣與六亞甲基二胺可生成六亞甲基二異氰酸鈉（HDI）。
BTC 進行羰基化反應中還能進行環化縮合反應。此類反應中，三光氣應用很廣，既可以用來制備N－羰基酸酐，也可用來制備各種重要的雜環化合物和環狀碳酸酯化合物。前者可用于制備活性氨基酸和多肽化合物，后者可用于制備各種醫藥、農藥中間體。
合成聚碳酸酯的傳統工藝是以光氣、雙酚A 為原料，二氯甲烷為溶劑來制備。目前聚碳酸酯的合成方法是用酸二苯酯與單體雙酚進行酯交換，它替代了常規的光氣合成路線，同時實現了兩個綠色學目標：一是不使用有毒有害的原料；二是由于反應在熔融狀態下進行，不使用作為溶劑的可疑的致癌物（甲基氯化物）。
如：三光氣與1，4－對苯二酚反應可制備熱致變性聚碳酸酯；4，4’－二羥基聯苯、4，4’－二羥基二苯醚、4，4’－二羥基二苯酮、雙酚A 和4，4’－二羥基二苯砜等二元酚在三光氣存在下能生成熱致變液晶聚碳酸酯；用三光氣與雙酚A 的O，O’－亞甲基橋二聚物進行溶液縮聚作用能生成雙酚A 聚碳酸酯共聚物；以三光氣和雙酚A 為單體，采用界面縮聚的方法合成高分子質量的聚碳酸酯；用三光氣還可制備熱塑性聚碳酸酯及聚碳酸酯—苯乙烯—丙烯腈的三元共聚物及其他高分子聚合物、官能團聚苯乙烯等。
以三光氣和醇或仲胺為原料，在溶劑存在下反應生成氯甲酸酯。Eckert 曾用叔醇和官能化的胺化物為溶劑，可以高產率地合成氯甲酸酯。其首先和親核試劑反應，形成不穩定的中間體，該中間體再與羥基化合物反應生成氯甲酸酯。三光氣氯甲酰化反應可用在有機合成，制備各種重要的化學中間體。如：β－內酰胺抗生素前驅體的合成、陽離子類脂化合物的合成、活性氨基甲酸酯的合成等。
由于三光氣分子中氯含量很高，是一種很好的氯化劑，可用于氯化反應。三光氣和羧酸反應可制備各種酰氯和酸酐，尤其是芳香酰氯和酸酐。用三光氣合成酰氯和酸酐，其反應溫和、后處理方便、污染小、產率高。
三光氣可用來代替光氣和二光氣合成藥物及醫藥中間體。如：采用三光氣代替氯甲酸三氯甲酯與三苯基氮卓反應合成甲酰胺苯卓，用于抗抑郁和鎮痛藥卡馬西平的合成；用三光氣與N－乙基氧哌嗪反應合成N－乙基氧哌嗪酰氯，用于氧哌嗪青霉素側鏈中間體的合成；用三光氣替代光氣和氯甲酸三氯甲酯與鄰氨基苯甲酰胺作用用于降壓藥物喹唑啉二酮的合成。
三光氣與醇反應制得氯甲酸酯，再進一步與相應的胺反應可制備一系列的氨基甲酸酯類農藥。三光氣與二級胺反應得氨基酰氯，再與另一分子胺反應可制得許多脲類除草劑，如利谷隆等。三光氣與2，6－二氟苯甲酰胺反應可制得對應的酰基異氰酸酯，它再與合適的胺反應，可制備一系列苯甲酰脲類殺蟲劑。同樣，三光氣與磺酰胺也可制得磺酰脲類除草劑。
此外，三光氣與1，2－二胺、二醇（醇）、氨基醇、氨基酸、氨基酰胺、鄰氨基酚和鄰苯二酚等1，2－雙官能團化合物反應生成五元雜環化合物，它是許多農藥的重要中間體。再如利用三光氣與2－氨基－5－甲氧基苯酚環化反應，合成具有殺真菌活性的天然產物6－甲氧基－2，3－二氫苯并噻唑。
合成BTC 通常采用碳酸二甲酯在四氯化碳中進行徹底光氯化反應，化學反應式如下：
反應在較低溫度下進行，伴有大量熱量放出，需要冷卻移熱，核磁共振研究表明氯化反應分步進行。隨著氯化程度加深，氯化反應速度逐漸變慢，這是由于受空間位阻效應的影響，使得-OCHCl2比-OCH2Cl更難進一步氯化。所以，反應后期溫度應適當提高，以增加自由基的反應活性，同時氯氣的通入速度應適當減慢，從總的歷程來看，這不僅不會降低反應速度，相反，卻能加快反應進程。
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