Трифликовая кислота - Triflic acid
|
|||
|
|||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
|
Название ИЮПАК
Трифторметансульфоновая кислота
|
|||
| Другие названия
Трифликовая кислота
|
|||
| Идентификаторы | |||
|
3D модель ( JSmol )
|
|||
| ЧЭБИ | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard |
100.014.625 
|
||
|
PubChem CID
|
|||
| UNII | |||
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Характеристики | |||
| CF 3 SO 3 H | |||
| Молярная масса | 150,07121 г / моль | ||
| Появление | Бесцветная жидкость | ||
| Плотность | 1,696 г / мл | ||
| Температура плавления | -40 ° С (-40 ° F, 233 К) | ||
| Точка кипения | 162 ° С (324 ° F, 435 К) | ||
| Смешиваемый | |||
| Кислотность (p K a ) | -14,7 (± 2,0) | ||
| Основание конъюгата | Трифлат анион | ||
| Опасности | |||
| Основные опасности | Вызывает сильные кислотные ожоги | ||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|||
 проверить ( что есть ?)
  |
|||
| Ссылки на инфобоксы | |||
Трифликовая кислота , сокращенное название трифторметансульфоновой кислоты , TFMS , TFSA , HOTf или TfOH , представляет собой сульфоновую кислоту с химической формулой CF 3 SO 3 H. Это одна из самых сильных известных кислот . Трифторметансульфокислоты, в основном используются в исследованиях в качестве катализатора для этерификации . Это гигроскопичная , бесцветная, слегка вязкая жидкость, растворимая в полярных растворителях .
Синтез
Трифторметансульфоновая кислота производится в промышленности путем электрохимического фторирования (ЭХФ) метансульфоновой кислоты :
- CH 3 SO 3 H + 4 HF → CF 3 SO 2 F + H 2 O + 3 H 2
Полученный CF 3 SO 2 F гидролизуют, и полученную трифлатную соль предварительно протонируют. В качестве альтернативы, трифторметансульфоновая кислота возникает при окислении трифторметили хлорид сульфенильного :
- CF 3 SCl + 2 Cl 2 + 3 H 2 O → CF 3 SO 3 H + 5 HCl
Трифликовую кислоту очищают отгонкой от трифликового ангидрида .
Исторический
Трифторметансульфоновая кислота была впервые синтезирована в 1954 году Робертом Хаселдином и Киддом по следующей реакции:
Реакции
Как кислота
В лаборатории трифликовая кислота полезна при протонировании, потому что конъюгированное основание трифликовой кислоты ненуклеофильно. Он также используется в качестве кислотного титранта при неводном кислотно-основном титровании, потому что он ведет себя как сильная кислота во многих растворителях ( ацетонитрил , уксусная кислота и т. Д.), Где обычные минеральные кислоты (такие как HCl или H 2 SO 4 ) только умеренно сильный.
При K a = 5 × 10 14 , p K a -14,7 ± 2,0 трифликовая кислота квалифицируется как суперкислота . Он обязан многими своими полезными свойствами своей высокой термической и химической стабильности. И кислота, и сопряженное с ней основание CF 3 SO -
3 , известные как трифлат , противостоят реакциям окисления / восстановления , тогда как многие сильные кислоты являются окисляющими, например хлорная или азотная кислота . Далее рекомендуется использование трифликовой кислоты не сульфонат субстратов, что может быть проблемой с серной кислотой , фтористоводородной кислотой и хлорсульфоновой кислотой . Ниже приведено прототипное сульфирование, которому HOTf не подвергается:
- C 6 H 6 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 (SO 3 H) + H 2 O
Трифлил кислота испаряется во влажном воздухе и образует стабильный твердый моногидрат CF 3 SO 3 H · H 2 O с температурой плавления 34 ° C.
Соли и комплексообразование
Трифлатный лиганд является лабильным, что отражает его низкую основность. Трифторметансульфоновая кислота экзотермически реагирует с карбонатами , гидроксидами и оксидами металлов. Показательным является синтез Cu (OTf) 2 .
- CuCO 3 + 2 CF 3 SO 3 H → Cu (O 3 SCF 3 ) 2 + H 2 O + CO 2
Хлоридные лиганды можно превратить в соответствующие трифлаты:
- 3 CF 3 SO 3 H + [Co (NH 3 ) 5 Cl] Cl 2 → [Co (NH 3 ) 5 O 3 SCF 3 ] (O 3 SCF 3 ) 2 + 3 HCl
Это преобразование проводят в чистом HOTf при 100 ° C с последующим осаждением соли при добавлении эфира.
Органическая химия
Трифликовая кислота реагирует с ацилгалогенидами с образованием смешанных трифлатных ангидридов, которые являются сильными ацилирующими агентами, например, в реакциях Фриделя-Крафтса .
- CH 3 C (O) Cl + CF 3 SO 3 H → CH 3 C (O) OSO 2 CF 3 + HCl
- CH 3 C (O) OSO 2 CF 3 + C 6 H 6 → CH 3 C (O) C 6 H 5 + CF 3 SO 3 H
Трифликовая кислота катализирует реакцию ароматических соединений с сульфонилхлоридами, вероятно, также через посредство смешанного ангидрида сульфоновой кислоты.
Трифликовая кислота способствует другим реакциям типа Фриделя – Крафтса, включая крекинг алканов и алкилирование алкенов, которые очень важны для нефтяной промышленности. Эти катализаторы на основе производных трифликовой кислоты очень эффективны при изомеризации углеводородов с прямой или слегка разветвленной цепью, что может повысить октановое число конкретного топлива на нефтяной основе.
Трифликовая кислота экзотермически реагирует со спиртами с образованием простых эфиров и олефинов.
Обезвоживание дает ангидрид кислоты , ангидрид трифторметансульфоновой кислоты , (CF 3 SO 2 ) 2 O.
Безопасность
Трифликовая кислота - одна из самых сильных кислот. Попадание на кожу вызывает сильные ожоги с замедленным разрушением тканей. При вдыхании вызывает смертельные спазмы, воспаление и отек .
Подобно серной кислоте, трифликовую кислоту необходимо медленно добавлять в полярные растворители, чтобы предотвратить тепловое разрушение .