Acid trifluorometansulfonic
Acid trifluorometansulfonic | |
---|---|
Denumiri alternative | |
acid triflic, acid perfluormetansulfonic | |
Caracteristici generale | |
Formula moleculară sau brută | CF 3 SO 3 H |
Masa moleculară ( u ) | 150.08 |
Aspect | lichid incolor |
numar CAS | |
Numărul EINECS | 216-087-5 |
PubChem | 62406 |
ZÂMBETE | C(F)(F)(F)S(=O)(=O)O |
Proprietăți fizico-chimice | |
Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 1,70 |
Solubilitate în apă | complet miscibil |
Temperatură de topire | –40 ° C (233 K) |
Temperatura de fierbere | 162 ° C (435 K) |
Proprietăți toxicologice | |
LD 50 (mg / kg) | 1605 șobolan, oral |
Informații de siguranță | |
Simboluri de pericol chimic | |
Fraze H | 302, 331, 314 |
Sfaturi P | 260, 303 + 361 + 353, 305 + 351 + 338, 301 + 330 + 331, 405, 501 |
Acidul trifluormetansulfonic , cunoscut și sub denumirea comună de acid triflic , prescurtat ca HOTf , este un acid sulfonic cu formula CF 3 SO 3 H. În condiții normale este un lichid incolor cu miros înțepător, miscibil cu apa în toate proporțiile. Este un acid foarte puternic, utilizat în principal în cercetare ca catalizator și precursor în chimia organică. [1] [2]
fundal
Acidul triflic a fost preparat pentru prima dată în 1954 de Haszeldine și Kidd folosind procedura prezentată în figura următoare: [3]
Sinteză
Industrial, acidul triflic este produs prin fluorurare electrochimică (ECF) a acidului metansulfonic :
CF 3 SO 2 F format este hidrolizat, iar sarea triflată rezultată este protonată. Alternativ, acidul triflic se obține prin oxidarea CF 3 SCl: [4]
Acidul triflic este purificat prin distilare din anhidridă triflică . [2]
Reactivitate
Acidul triflic în condiții normale este un lichid higroscopic incolor cu miros înțepător. Fumează în aer și în prezența umidității formează un monohidrat stabil, CF 3 SO 3 H · H 2 O, care are un punct de topire de 34 ° C. Pe lângă apă, acidul triflic se dizolvă în solvenți polari precum DMF , DMSO , acetonitril și dimetilsulfonă . Adăugarea acidului triflic la solvenții polari poate fi periculos de exotermă .
Acidul triflic are K a = 8,0 × 10 14 și, prin urmare, este considerat un superacid . Este un compus foarte util datorită stabilității sale termice și chimice ridicate. Atât acidul, cât și baza sa conjugată CF 3 SO 3 - (ion triflat , OTf - ) sunt foarte rezistente la procesele redox , în timp ce alți acizi puternici, cum ar fi HClO 4 și HNO 3, sunt oxidanți. Un alt avantaj al acidului triflic este că nu oferă sulfonare reacții, ca și alți acizi puternici , cum ar fi H 2 SO 4 , FSO 3 H și HSO 3 Cl pot face .
Utilizări
În laborator, acidul triflic este util pentru reacțiile de protonație, deoarece baza sa conjugată nu este nucleofilă . Este , de asemenea , utilizat ca un titrant în acid-bază titrari în medii non-apoase , deoarece se comportă ca un acid tare în mulți solvenți ( acetonitril , acid acetic , etc.) , unde mineral comun acizi , cum ar fi HCI și H 2 SO 4 sunt moderate putere.
Formarea sării
HOTf reacționează exoterm cu carbonați și hidroxizi metalici. Un exemplu este sinteza Cu (OTf) 2 : [5]
Lianții de clorură pot fi convertiți în triflatele corespunzătoare:
Această conversie se efectuează în acid triflic pur la 100 ° C, determinând apoi precipitarea sării prin adăugarea de eter.
Reacții organice [1]
Acidul triflic reacționează cu halogenurile de acil pentru a forma anhidridele mixte triflate, care sunt agenți puternici de acilare, de exemplu în reacțiile Friedel-Crafts .
Acidul triflic catalizează reacția compușilor aromatici cu cloruri de sulfonil RS (= O) 2 -Cl; probabil un intermediar este anhidrida amestecată a acidului sulfonic.
Acidul triflic catalizează alte reacții de tip Friedel-Crafts, cum ar fi crăparea alcanilor și alchilarea alchenelor, care sunt reacții foarte importante în industria petrolieră. Acești catalizatori derivați din acid triflic sunt foarte eficienți pentru izomerizarea hidrocarburilor cu lanț drept sau ușor ramificat, utile pentru creșterea numărului octanic de combustibili.
Acidul triflic reacționează exoterm cu alcoolii pentru a forma eteri și olefine:
Informații de siguranță
Acidul trifluorometansulfonic este disponibil comercial. Este un lichid care este toxic prin inhalare și dăunător în caz de înghițire. La contact provoacă arsuri severe la nivelul pielii, mucoaselor și ochilor. Nu există date care să indice proprietăți cancerigene. Nu este considerat foarte periculos pentru apă și organismele acvatice. [6]
Notă
- ^ a b Howells și Mc Cown 1977 .
- ^ a b Subramanian și colab. 2006 .
- ^ Haszeldine și Kidd 1954 .
- ^ Siegemund și colab. 2007 .
- ^ Dixon și colab. 1990 .
- ^ Alfa Aesar, fișa tehnică de siguranță a acidului trifluorometansulfonic ( PDF ) [ link rupt ] , pe alfa.com . Adus pe 27 februarie 2012 .
Bibliografie
- NE Dixon, GA Lawrance, PA Lay, AM Sargeson și H. Taube, Trifluorometansulfonate și complexe trifluorometansulfonat- O , în Inorg. Sintetizator. , vol. 28, 1990, pp. 70–76, DOI : 10.1002 / 9780470132593.ch16 . Adus pe 27 februarie 2012 .
- RN Haszeldine și JM Kidd, derivați perfluoroalchil de sulf. Partea I. Acid trifluorometansulfonic , în J. Chem. Soc. , 1954, pp. 4228-4232, DOI : 10.1039 / JR9540004228 . Adus pe 27 februarie 2012 .
- RD Howells și JD Mc Cown, acid trifluorometansulfonic și derivați , în Chem. Rev. , vol. 77, nr. 1, 1977, pp. 69–92, DOI : 10.1021 / cr60305a005 . Adus pe 27 februarie 2012 .
- G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel și B. McKusick, Fluorine Compounds, Organic , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , John Wiley & Sons, 2007, DOI : 10.1002 /14356007.a11_349 .
- LR Subramanian, AG Martínez, M. Hanack, GKS Prakash și J. Hu, acid trifluorometansulfonic , în Enciclopedia e-EROS a reactivilor pentru sinteza organică , John Wiley & Sons, 2006, DOI : 10.1002 / 047084289X.rt246.pub2 .
Alte proiecte
- Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre acidul trifluorometansulfonic