Ácido trifluorometanosulfónico
| Ácido trifluorometanosulfónico | |||||
   Estructura del ácido tríflico. |
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| Identificación | |||||
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| Nombre IUPAC | Ácido trifluorometanosulfónico | ||||
| Sinónimos |
Ácido tríflico |
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| N o CAS | |||||
| N o ECHA | 100,014,625 | ||||
| N o CE | 216-087-5 | ||||
| Sonrisas |
C (F) (F) (F) S (= O) (= O) O , |
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| InChI |
InChI: InChI = 1 / CHF3O3S / c2-1 (3,4) 8 (5.6) 7 / h (H, 5,6,7) / f / h5H |
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| Apariencia | líquido claro | ||||
| Propiedades químicas | |||||
| Fórmula bruta | C F 3 S O 3 H | ||||
| Masa molar | 150.077 ± 0.007 g / mol C 8%, H 0.67%, F 37.98%, O 31.98%, S 21.37%, |
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| pKa | -14,9 | ||||
| Propiedades físicas | |||||
| T ° fusión | −40,15 ° C a 1 bar | ||||
| T ° hirviendo | 161,85 ° C a 1 bar | ||||
| Solubilidad | soluble a 20 ° C en agua | ||||
| Densidad | 1,71 ( 20 ° C ) | ||||
| punto de inflamabilidad | No es inflamable | ||||
| Presión de vapor saturante | 10 hPa ( 55 ° C ) | ||||
| Precauciones | |||||
| SGH | |||||
  Atención H290, H302, H314, H335, P280, P301, P304, P305, P309, P310, P330, P331, P338, P340, P351, H290 : Puede ser corrosivo para los metales H302 : Nocivo en caso de ingestión H314 : Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares H335 : Puede irritar el tracto respiratorio P280 : Use guantes de protección / ropa protectora / equipo de protección para los ojos / la cara. P301 : En caso de ingestión: P304 : En caso de inhalación: P305 : En caso de contacto con los ojos: P309 : En caso de exposición o malestar: P310 : Llamar inmediatamente a un CENTRO DE INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA oa un médico. P330 : Enjuagar la boca. P331 : NO inducir el vómito. P338 : Quitar los lentes de contacto si la víctima los usa y se pueden quitar fácilmente. Continúe enjuagando. P340 : Transportar a la víctima al exterior y mantenerla en reposo en una posición confortable para respirar. P351 : Enjuagar cuidadosamente con agua durante varios minutos. |
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| WHMIS | |||||
 MI, E : Divulgación de material corrosivo al 1,0% según los criterios de clasificación |
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| Transporte | |||||
88 : sustancia muy corrosiva Número ONU : 3265 : CORROSIVO, ÁCIDO, LÍQUIDO ORGÁNICO, Clase NSA : 8 Etiqueta: 8 : Sustancias corrosivas Embalaje: Grupo de embalaje I : sustancias muy peligrosas; 
80 : material corrosivo o material que presenta un grado menor de corrosividad Número ONU : 3265 : LÍQUIDO CORROSIVO, ÁCIDO, ORGÁNICO, Clase NSA : 8 Etiqueta: 8 : Sustancias corrosivas Embalaje: Grupo de embalaje II / III : Sustancias moderadamente / levemente peligrosas . |
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| Ecotoxicología | |||||
| DL 50 | 1605 mg · kg -1 | ||||
| Compuestos relacionados | |||||
| Otros compuestos |
CF 3 SO 3 Li |
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| Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |||||
El ácido trifluorometanosulfónico (también conocido con el nombre de ácido tríflico y a veces denominado formulación TfOH ) es un tipo de ácido sulfónico de fórmula: CF 3 SO 3 H. A veces se considera como uno de los ácidos más fuertes y es uno de los calificados como " superácidos ". Es aproximadamente 1000 veces más potente que el ácido sulfúrico . El ácido tríflico se usa ampliamente como catalizador y precursor en química orgánica .
Propiedades
El ácido tríflico es un líquido higroscópico incoloro a temperatura ambiente. Es soluble en un disolvente polar como DMF , DMSO , acetonitrilo o incluso dimetilsulfona . Sin embargo, su adición a estos disolventes polares puede resultar peligrosamente exotérmica .
Con una K a igual a 8.0 × 10 14 mol kg −1 , TfOH resulta ser un superácido . El ácido tríflico debe sus propiedades útiles a su gran estabilidad térmica y química. El ácido y su base conjugada CF 3 SO 3 - , conocido como triflato , resisten las reacciones de oxidación-reducción , mientras que muchos ácidos fuertes son oxidantes, como el HClO 4 y el HNO 3 . El anión triflato no reacciona a los ataques de incluso nucleófilos poderosos. Debido a su resistencia a la oxidación y la reducción, el ácido tríflico es un reactivo útil y multiusos. Además, el ácido tríflico no sulfona los sustratos, lo cual es un problema con el ácido sulfúrico , el ácido fluorosulfúrico y el ácido clorosulfúrico . A continuación se escribe un prototipo de sulfonación, que TfOH no admite :
C 6 H 6 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 (SO 3 H) + H 2 OEl humo ácido tríflico en aire húmedo y forma un monohidrato sólido estable, (CF 3 SO 3 H, H 2 O), cuyo punto de fusión es 34 ° C .
Historia y resúmenes
El ácido trifluorometanosulfónico fue sintetizado por primera vez en 1954 por Haszeldine y Kidd mediante la reacción:
Una de las otras posibilidades de síntesis de ácido tríflico es la fluoración electroquímica (o ECF para fluoración electroquímica ):
La síntesis industrial implica la hidrólisis de CF 3 SO 2 F, seguida de acidificación. El ácido tríflico se purifica posteriormente por destilación con una pequeña cantidad de Tf 2 O .
Usos
El ácido tríflico se usa ampliamente en protonaciones , su base conjugada no reacciona con otros reactivos.
Formación de sal
El ácido trifluorometanosulfónico reacciona exotérmicamente con carbonatos e hidróxidos metálicos. La síntesis de Cu (OTf) 2 es bastante ilustrativa:
CuCO 3 + 2 CF 3 SO 3 H → Cu (O 3 SCF 3 ) 2 + H 2 O + CO 2La conversión de los clorocomplejos en los correspondientes triflatos es más interesante para el químico en síntesis, como la de [Co (NH 3 ) 5 OTf] 2+ :
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 HClEsta conversión se lleva a cabo en TfOH a 100 ◦ C , luego se precipita la sal por adición de éter.
Reacciones orgánicas
El ácido tríflico reacciona con haluros de acilo para dar anhídridos mixtos, que son agentes acilantes fuertes, como en la reacción de Friedel-Crafts :
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 HEl ácido tríflico cataliza la reacción de compuestos aromáticos con cloruros de sulfonilo, probablemente también a través de un anhídrido mixto.
Existe una reacción muy similar si se desea realizar la polimerización con síntesis utilizando ácido tríflico. Existen otras reacciones tipo Friedel-Crafts que utilizan ácido tríflico, como el craqueo de alcanos o la alquilación de alquenos , que son muy importantes en la industria del petróleo. Estos catalizadores derivados del ácido tríflico son muy eficaces en la isomerización de hidrocarburos de cadena lineal o ramificada débilmente, aumentando así el contenido de octano de combustibles de petróleo particulares.
El ácido tríflico reacciona exotérmicamente con alcoholes para producir éteres y olefinas. Puede utilizarse como catalizador para la condensación de alcoholes y ácidos carboxílicos .
Referencias
- (es) Este artículo está tomado parcial o totalmente del artículo de Wikipedia en inglés titulado " Ácido trifluorometanosulfónico " ( consulte la lista de autores ) .
- masa molecular calculada de " pesos atómicos de los elementos 2007 " en www.chem.qmul.ac.uk .
- Entrada "ácido trifluorometanosulfónico" en la base de datos química GESTIS de la IFA (organismo alemán responsable de la seguridad y salud) ( alemán , Inglés ), consultado el 26 de marzo de, 2011 (JavaScript necesario)
- " Ácido trifluorometanosulfónico " en la base de datos de productos químicos Reptox de la CSST (organización de Quebec responsable de la seguridad y salud ocupacional), consultado el 23 de abril de 2009
- Howells, RD, McCown, JD "Acid and Derivatives trifluorometanosulfónico." Chemical Reviews, 1977. Vol. 77, págs. 69-92; DOI: 10.1021 / cr60305a005
- Lakshminarayanapuram, RS "Ácido trifluorometanosulfónico". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica. 2001 John Wiley & Sons, Ltd. DOI: 10.1002 / 047084289X.rt246
Ver también
Dixon, NE; Lawrance, GA; Lay, PA; Sargeson, AM; Taube, H. “Trifluorometanosulfonatos y complejos de trifluorometanosulfonato-O” Inorganic Syntheses (1990), vol. 28, págs. 70-6.
- Ficha de datos de seguridad Fischer Sigma Aldrich
- Lista de ácidos