三氟甲磺酸 Trifluoromethanesulfonic acid

编号系统

CAS号：1493-13-6

MDL号：MFCD00007514

EINECS号：216-087-5

RTECS号：暂无

BRN号：1812100

PubChem号：24861529

物性数据

1.       性状：具有强烈刺激气味的无色液体。

2.       密度（g/mL,25/4℃）： 1.696

3.       相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：5.2

4.       熔点（ºC）：-40

5.       沸点（ºC,常压）：162

6.       沸点（ºC,1.07kPa）：54

7.       折射率（25ºC）：1.327

8.       溶解性：极易溶解在乙腈、二甲基甲酰胺、水、醇、酮等极性溶剂中。

毒理学数据

与皮肤接触能引起炎症。

生态学数据

对是水稍微有危害的不要让未稀释或大量的产品接触地下水、水道或者污水系统，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。

分子结构数据

1、   摩尔折射率：17.38

2、   摩尔体积（cm³/mol）：79.9

3、   等张比容（90.2K）：195.4

4、   表面张力（dyne/cm）: 35.6

5、   介电常数：无可用

6、   偶极距（10^-24cm³）：无可用

7、   极化率：6.89

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:0.3

2.氢键供体数量:1

3.氢键受体数量:6

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积62.8

7.重原子数量:8

8.表面电荷:0

9.复杂度:158

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质与稳定性

1.三氟甲磺酸是具有强烈刺激气味的无色液体。吸湿性大，与空气中的湿气发生激烈反应而产生大量白烟，是一种最强的一元酸。对热极其稳定，350℃也不分解。以硝酸为标准将各种一元酸的强弱进行比较如下：CF3SO3H  427，HClO4  397，HBr  164，H2SO4  30，CH3SO3H  17，HCl  9，CF3COOH   1，HNO3   1。使用时应特别注意，绝对避免与之接触或吸入蒸气。

2.具有很强的吸湿性，与空气接触时会发烟，它遇到木质品、橡胶制品或塑料制品时，自身会褪色，而木质品等会遭到破坏。该试剂应该存放于一次性的针剂瓶或聚四氟乙烯的瓶中，使用时应该在通风橱中进行。

贮存方法

贮存时不要与空气接触，软木塞、橡皮塞以及通常的塑料都易被侵蚀，可用特氟隆、不锈钢或铁制品。在封口的玻璃瓶中贮存时，封口部分必须使用氟化润滑脂或特氟隆密封材料。

合成方法

通过三氟甲磺酰氟碱性水解，然后再酸化而制备。

用途

1. 用途十分广泛，是己知的一种最强有机酸，是万能的合成工具。具有强腐蚀性、吸湿性，广泛用于医药、化工等行业。如核苷，抗生素，类固醇，蛋白质，配糖类，维生素合成，硅橡胶改性等。

2. 三氟甲磺酸是实验室比较常用的一种有机强酸，它可以用来制备三氟甲磺酸酐和多种三氟甲磺酸衍生物，三氟甲磺酸也是烯和醚类寡聚和多聚的有效催化剂。

三氟甲磺酸可以在过量的五氧化二磷或乙烯酮的存在下发生脱水反应，生成重要的有机中间体三氟甲磺酸酐 (式1)^[1]。

用作酸催化剂  三氟甲磺酸是最强的有机酸之一，由于三氟甲磺酸和它的共轭碱 (三氟甲磺酸根) 在热力学上都是非常稳定的，它对于一般的氧化-还原反应不敏感。因此，三氟甲磺酸在各种需要酸催化的反应中，几乎都可以用来作催化剂。

由于三氟甲磺酸具有很强的给质子的特性，它可以用来催化一些在一般条件下难以发生的Diels-Alder关环反应^[2]。例如，式2所示的二烯与羰基化合物的环加成反应。

三氟甲磺酸也是一种很强的Lewis酸，相应的三氟甲磺酰基具有很强的吸电子性能，当它和酰基化试剂结合时，生成活化的酰基化中间体，进而比较容易发生催化Friedel-Crafts酰基化反应^[3~5]。例如，三氟甲磺酸的三甲基硅酯可以催化分子内的Friedel-Crafts酰基化反应，生成环状酮类化合物 (式3)^[4]。还有其它一些三氟甲磺酸盐也具有催化Friedel-Crafts烷基化和Friedel-Crafts酰基化反应，例如，4-苄基氨甲酰苯基苯胺三氟甲磺酸盐^[5] (BCPPAT) 和Yb(OTf)₃是高效Friedel-Crafts苄基化和环己基化反应的催化剂，三氟甲磺酸作为最强的有机酸之一，它具有很强的给质子能力，可以使很多基团发生离子化。例如：它可以离子化叠氮化合物，使之更容易发生Diels-Alder反应 (式4)^[6]。

作为过渡金属的配体  三氟甲磺酸根可以作为一些过渡金属的配体，它的金属盐可以作为一些反应的催化剂，例如，三氟甲磺酸铜(I) 可以催化Diels-Alder反应的顺利进行 (式5)^[7]。

Aldol缩合反应  一些三氟甲磺酸盐还可以催化Aldol缩合反应，例如，铑的三氟甲磺酸盐可以催化分子内的Aldol缩合反应 (式6)^[8]。

安全信息

危险运输编码：暂无

危险品标志：暂无

安全标识：暂无

危险标识：暂无

文献

1. Hembre, S. R. T.; Lin, R. 2001, WO 2001066516. 2. Aggarwal, V. K.; Vennall, G. P.; Davey, P. N.; Newman, C. Tetrahedron Lett., 1997, 38, 2569. 3. Anderson, K. W.; Tepe, J. J. Tetrahedron, 2002, 58, 8475. 4. Eric, F.; Dan, F.; Ashraf, W.; Julie, M. G. J. Org. Chem., 2005, 70, 1316. 5. Lei, M.; Geng, L.; Wang, Y. G. Chinese J. Org. Chem., 2003, 23, 438. 6. Mahoney, J. M.; Smith, C. R.; Johnston, J. N. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 1354. 7. Yao, S.; Saaby, S.; Hazell, R. G.; Jorgensen, K. A. Chem. Eur. J., 2000, 6, 2435. 8. Phillip, K. K.; Michael, J. K. Org. Lett., 2004, 6, 691. 9.参考书：现代有机合成试剂<性质、制备和反应>；胡跃飞 付华 编著；化学工业出版社；ISBN 7-5025-8542-7

备注

暂无

表征图谱