Acid trifluorometansulfonic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Acid trifluorometansulfonic
Schema de structură a acidului trifluormetansulfonic
Model cu bilă și tijă al acidului trifluormetanosulfonic
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 1493-13-6
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
coroziv toxicitate acuta
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]

Sinteza trifluorometansulfonatului1 transp.gif

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:

Reacție de condensare cu acid triflic

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

  1. ^ a b Howells și Mc Cown 1977 .
  2. ^ a b Subramanian și colab. 2006 .
  3. ^ Haszeldine și Kidd 1954 .
  4. ^ Siegemund și colab. 2007 .
  5. ^ Dixon și colab. 1990 .
  6. ^ Alfa Aesar, fișa tehnică de siguranță a acidului trifluorometansulfonic ( PDF ) [ link rupt ] , pe alfa.com . Adus pe 27 februarie 2012 .

Bibliografie

Alte proiecte


Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei