トリフルオロメタンスルホン酸

トリフルオロメタンスルホン酸

名前
IUPAC名 トリフルオロメタンスルホン酸
その他の名前 トリフルオロメタンスルホン酸
識別子
CAS番号	1493-13-6 はい
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
チェビ	チェビ:48511 はい
ケムスパイダー	56192 はい
ECHA 情報カード	100.014.625
パブケム CID	62406
ユニ	ＪＥ２ＳＹ２０３Ｅ８ はい
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID70892979 DTXSID2044397、DTXSID70892979
InChI InChI=1S/CHF3O3S/c2-1(3,4)8(5,6)7/h(H,5,6,7) はい キー: ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N はい InChI=1/CHF3O3S/c2-1(3,4)8(5,6)7/h(H,5,6,7) キー: ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYAW
笑顔 C(F)(F)(F)S(=O)(=O)O
プロパティ
化学式	CF 3 SO 3 H
モル質量	150.07121 グラム/モル
外観	無色の液体
密度	1.696g/mL
融点	−40 °C (−40 °F; 233 K)
沸点	162 °C (324 °F; 435 K)
水への溶解度	1600グラム/リットル
蒸気圧	3.2
酸性度（p Ka）	−14.7 ± 2.0 [1]
共役塩基	トリフラートアニオン
粘度	20℃で 1.864～1.881 mm 2 /s
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	重度の酸熱傷を引き起こす
GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H290、H302、H314、H335、H402
注意事項	P234、P261、P264、P270、P271、P273、P280、P301+P312+P330、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P304+P340+P310、P305+P351+P338+P310、P363、P390、P403+P233、P405、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	4 0 2 酸
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 はい 確認する （何ですか  ？） はいいいえ インフォボックス参照

トリフルオロメタンスルホン酸の略称であるトリフルオロメタンスルホン酸（TFMS、TFSA、HOTf 、またはTfOH）は、化学式CF ₃ SO _{3 Hの}スルホン酸です。これは最も強い酸の1つです。トリフルオロメタンスルホン酸は主にエステル化の触媒として研究に使用されています。^{[2] [3]これは}吸湿性があり、無色でわずかに粘性のある液体であり、極性溶媒に溶けます。

トリフルオロメタンスルホン酸は、メタンスルホン酸の電気化学的フッ素化（ECF）によって工業的に生産されます。

${\displaystyle {\ce {CH3SO3H + 4 HF ->CF3SO2F + H2O + 3 H2}}}$

得られたCF ₃ SO ₂ Fを加水分解し、得られたトリフラート塩を再プロトン化する。あるいは、トリフルオロメタンスルホン酸はトリフルオロメチルスルフェニルクロリドの酸化によって生成される：^[4]

${\displaystyle {\ce {CF3SCl + 2 Cl2 + 3 H2O -> CF3SO3H + 5 HCl}}}$

トリフルオロメタンスルホン酸はトリフルオロメタンスルホン酸無水物から蒸留によって精製される。^[3]

トリフルオロメタンスルホン酸は1954年にロバート・ハゼルディンとキッドによって以下の反応で初めて合成されました。^[5]

実験室では、トリフルオロメタンスルホン酸の共役塩基は非求核性であるため、プロトン化に有用である。また、一般的な鉱酸（HCl や H ₂ SO ₄など）が中程度の強さであるのに対し、トリフルオロメタンスルホン酸は多くの溶媒（アセトニトリル、酢酸など）中で強酸として挙動するため、非水酸塩基滴定における酸性滴定剤としても使用される。

K _a =の場合5 × 10 ¹⁴、pKa ₌​−14.7 ± 2.0、^{[1]トリフルオロメタンスルホン酸は}超酸に分類される。その有用な特性の多くは、その優れた熱安定性と化学的安定性によるものである。酸とその共役塩基CF ₃ SO⁻
₃トリフレートとして知られるトリフルオロメタンスルホン酸は酸化還元反応に抵抗しますが、過塩素酸や硝酸などの多くの強酸は酸化します。さらに、トリフルオロメタンスルホン酸は基質をスルホン化しません。これは硫酸、フルオロ硫酸、クロロスルホン酸で問題になることがあります。以下はトリフルオロメタンスルホン酸が起こさない典型的なスルホン化です。

${\displaystyle {\ce {C6H6 + H2SO4 ->[{\ce {SO3}}] C6H5(SO3H) + H2O}}}$

トリフルオロメタンスルホン酸は湿った空気中で発煙し、安定した固体一水和物 CF ₃ SO ₃ H·H ₂ O を形成します。融点は 34 °C です。

トリフラート配位子は塩基性が低いため不安定である。トリフルオロメタンスルホン酸は金属炭酸塩、水酸化物、酸化物と発熱反応を起こす。例としてCu(OTf) ₂の合成が挙げられる。^[6]

${\displaystyle {\ce {Cu2CO3(OH)2 + 4 CF3SO3H -> 2 Cu(O3SCF3)2 + 3 H2O + CO2}}}$

塩化物配位子は対応するトリフラートに変換できます。

${\displaystyle {\ce {3 CF3SO3H + [Co(NH3)5Cl]Cl2 -> [Co(NH3)5O3SCF3](O3SCF3)2 + 3 HCl}}}$

この変換は、100 °C の純粋な HOTf で行われ、続いてエーテルを添加すると塩が沈殿します。

トリフルオロメタンスルホン酸はアシルハロゲン化物と反応して混合トリフルオロメタン無水物を生成します。これは、例えばフリーデル・クラフツ反応において強力なアシル化剤です。

${\displaystyle {\ce {CH3C(O)Cl + CF3SO3H -> CH3C(O)OSO2CF3 + HCl}}}$

${\displaystyle {\ce {CH3C(O)OSO2CF3 + C6H6 -> CH3C(O)C6H5 + CF3SO3H}}}$

トリフルオロメタンスルホン酸は、おそらくスルホン酸の混合無水物を媒介として、芳香族化合物とスルホニルクロリドとの反応を触媒します。

トリフルオロメタンスルホン酸は、アルカンのクラッキングやアルケンのアルキル化など、石油産業にとって非常に重要な他のフリーデル・クラフツ反応を促進します。これらのトリフルオロメタンスルホン酸誘導体触媒は、直鎖またはわ​​ずかに分岐した炭化水素の異性化に非常に効果的で、特定の石油系燃料のオクタン価を高めることができます。

トリフルオロメタンスルホン酸はアルコールと発熱反応を起こし、エーテルとオレフィンを生成します。

脱水すると酸無水物、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、(CF ₃ SO ₂ ) ₂ O が得られる。

トリフルオロメタンスルホン酸は最も強い酸の一つである。皮膚に触れると重度の火傷を引き起こし、組織が破壊される。吸入すると致命的なけいれん、炎症、浮腫を引き起こす。^[7]

硫酸と同様に、トリフルオロメタンスルホン酸も熱暴走を防ぐために極性溶媒にゆっくりと加える必要があります。