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Ácido trifluorometansulfónico
Nombre IUPAC
	Ácido trifluorometansulfónico
General
Otros nombres	Ácido tríflico, HOTf, TfOH
Fórmula semidesarrollada	CF3SO3H
Fórmula estructural
Fórmula molecular	?
Identificadores
Número CAS	1493-13-6
ChEBI	48511
ChEMBL	CHEMBL1236265
ChemSpider	56192
PubChem	71773376 62406, 71773376
UNII	JE2SY203E8
	InChI InChI=InChI=1S/CHF3O3S/c2-1(3,4)8(5,6)7/h(H,5,6,7); Key: ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	incolora
Densidad	1,696 kg/m³; 0,001696 g/cm³
Masa molar	150,08 g/mol
Punto de fusión	233 K (−40 °C)
Punto de ebullición	435 K (162 °C)
Propiedades químicas
Acidez	-14,9 pKa
Solubilidad en agua	Miscible
Riesgos
Riesgos principales	Corrosivo
Ojos	Irritante
	Valores en el SI y en condiciones estándar; (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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El ácido trifluorometansulfónico, también conocido como ácido tríflico, HOTf, o TfOH, es un ácido sulfónico con fórmula CF₃SO₃H. Suele ser considerado uno de los ácidos más fuertes, y es uno de los denominados "superácidos". El ácido tríflico es usado ampliamente, especialmente como catalizador y un precursor en química orgánica.^[2]^[3]

Propiedades

El ácido tríflico es un líquido incoloro, higroscópico a temperatura ambiente. Es soluble en solventes polares como el DMF, DMSO, acetonitrilo, y dimetilsulfona. La adición de ácido tríflico a solventes polares puede ser peligrosamente exotérmica.

Con una K_a = 8.0 ×10¹⁴ (pKa ~ -15) el HOTf califica como superácido. El ácido tríflico debe muchas de sus propiedades útiles a su alta estabilidad térmica y química. Tanto el ácido y su base conjugada CF₃SO₃^-, conocida como triflato, resisten reacciones redox, mientras que muchos ácidos fuertes son oxidantes, como el HClO₄ y HNO₃. El anión triflato es inmune al ataque por, incluso, los nucleófilos más potentes. Debido a su resistencia a la oxidación y reducción, el ácido tríflico no sulfona sustratos, lo que puede ser un problema con el ácido sulfúrico, ácido fluorosulfónico, y el ácido clorosulfónico.

El ácido tríflico hace humos en aire húmedo, y forma un monohidrato sólido estable, CF₃SO₃H·H₂O, cuyo punto de fusión es 34 °C.

Historia y síntesis

El ácido trifluorometanslfónico fue sintetizado por primera vez en 1954 por R. N. Haszeldine y J. M. Kidd por la reacción siguiente:^[4]

Otras formas de sintetizar el ácido trifluorometansulfónico incluyen la fluoración electroquímica (ECF).

La síntesis industrial involucra la hidrólisis del CF₃SO₂F, seguida por acidificación. El ácido tríflico es purificado por destilación del anhídrido tríflico.^[3]

Usos

El ácido tríflico es útil en protonaciones, debido a que la base conjugada del ácido tríflico no reacciona con otros reactivos.

Formación de sales

El ácido trifluorometansulfónico reacciona exotérmicamente con carbonatos e hidróxidos de metales. Es ilustrativa la síntesis del Cu(OTf)₂.

CuCO₃ + 2 CF₃SO₃H → Cu(O₃SCF₃)₂ + H₂O + CO₂

Mucho más interesante en términos de síntesis química es la conversión de complejos de cloro a los triflatos correspondientes. Como ilustración está la síntesis del [Co(NH₃)₅OTf]²⁺:

3 CF₃SO₃H + [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ → [Co(NH₃)₅O₃SCF₃](O₃SCF₃)₂ + 3 HCl

Esta conversión es llevada a cabo en HOTf a 100 °C, seguido por precipitación de la sal por adición de éter.

Reacciones orgánicas

El ácido tríflico reacciona con halogenuros de acilo para producir anhídridos mixtos, que son agentes acilantes fuertes, por ejemplo, en reacciones de Friedel-Crafts.

CH₃C(O)Cl + CF₃SO₃H → CH₃C(O)OSO₂CF₃ + HCl

CH₃C(O)OSO₂CF₃ + C₆H₆ → CH₃C(O)C₆H₅ + CF₃SO₃H

El ácido tríflico cataliza la reacción de compuestos aromáticos con cloruros de sulfonilo, probablemente mediante la intermediación de un anhídrido mixto. Otras reacciones del tipo de Friedel-Crafts que usan ácido tríflico incluyen el cracking de alcanos y la alquilación de alquenos, que son muy importantes en la industria del petróleo. Estos catalizadores derivados del ácido tríflico son muy efectivos en ismerizar cadenas lineales o poco ramificadas, lo que aumenta el índice de octano de un combustible particular basado en petróleo.

El ácido tríflico reacciona exotérmicamente con alcoholes para producir éteres y olefinas. Puede ser usado como catalizador para la condensación de alcoholes y ácidos carboxílicos.

Referencias

↑ Número CAS
↑ Howells, R. D., McCown, J. D. (1977). «Trifluoromethanesulfonic Acid and Derivatives». Chemical Reviews 77: 69-92. doi:10.1021/cr60305a005.
↑ ^a ^b «Trifluoromethanesulfonic Acid». Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley & Sons, Ltd. 2006. doi:10.1002/047084289X.rt246.pub2.
↑ R. N. Haszeldine and J. M. Kidd (1954). «Perfluoroalkyl derivatives of sulphur. Part I. Trifluoromethanesulphonic acid». J. Chem. Soc.: 4228-4232. doi:10.1039/JR9540004228.

Bibliografía adicional

Dixon, N. E.; Lawrance, G. A.; Lay, P. A.; Sargeson, A. M.; Taube, H. (1990). «Trifluoromethanesulfonates and trifluoromethanesulfonato-O complexes». Inorganic Syntheses 28: 70-76. doi:10.1002/9780470132593.ch16.