四氟化硫
四氟化硫 | |||
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IUPAC名 Sulfur(IV) fluoride | |||
識別 | |||
CAS號 | 7783-60-0 ![]() | ||
PubChem | 24555 | ||
ChemSpider | 22961 | ||
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYAT | ||
UN編號 | 2418 | ||
ChEBI | 30495 | ||
RTECS | WT4800000 | ||
性質 | |||
化學式 | SF4 | ||
摩爾質量 | 108.07 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 無色氣體 | ||
密度 | 1.95 g/cm3, −78 °C | ||
熔點 | −121.0 °C | ||
沸點 | −38 °C | ||
溶解性(水) | 分解 | ||
蒸氣壓 | 10.5 atm (22°C)[1] | ||
結構 | |||
分子構型 | 蹺蹺板型 | ||
偶極矩 | 0.632 德拜[2] | ||
危險性 | |||
MSDS | ICSC 1456 | ||
歐盟編號 | 未列出 | ||
主要危害 | 劇毒 腐蝕性 | ||
NFPA 704 | |||
PEL | none[1] | ||
相關物質 | |||
其他陰離子 | 二氯化硫 二溴化二硫 三氟化硫 | ||
其他陽離子 | 二氟化氧 四氟化硒 四氟化碲 四氟化釙 | ||
相關化合物 | 二氟化二硫 二氟化硫 六氟化硫 | ||
相關化學品 | 亞硫酰氟 | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
四氟化硫是一種硫的氟化物,化學式為SF4。在標準環境下為無色具腐蝕性以及劇毒氣體,接觸水或潮濕環境會產生危險的氫氟酸。儘管如此,四氟化硫仍用於有機合成,是製作有機氟化合物的常用試劑。[3]
結構
[編輯]四氟化硫中的硫為+4氧化態。硫有六粒價電子,其中兩粒形成孤電子對。四氟化硫的形狀可由VSEPR理論預計而知為蹺蹺板型,其中硫在分子的中心。三個赤道位置之一被沒有成鍵的孤對電子占據。因此,該分子具有兩種不同類型的氟原子,兩個在軸向位置,另外兩個在赤道位置。四氟化硫中的S–Fax鍵長為164.3 pm,S–Feq鍵長為154.2 pm。超價分子中的軸向原子通常鍵合較弱。相較於SF4,相關的SF6的硫在+6氧化態,沒有未鍵合的價電子,使得這個分子有非常對稱的八面體結構。此外和SF4相反,SF6極端惰性。
SF4的19F NMR光譜只有一個信號,這表明軸向和赤道的氟原子位置通過假旋轉快速相互轉換。[4]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/SF4dyns.png/250px-SF4dyns.png)
合成和製造
[編輯]- SCl2 + Cl2 + 4 NaF → SF4 + 4 NaCl
- 3 SCl2 + 4 NaF → SF4 + S2Cl2 + 4 NaCl
SF4 也可以在沒有溶劑的情況下在高溫下生產的。[6][7]
此外, SF4 可以由S、NaF和Cl2在高溫下(225–450 °C)反應而成。[6][7]
在較低溫度下 (20–86 °C) 高產率合成 SF4 的方法有用Br2代替Cl2、S 和KF反應而成:[8]
- S + (2 + x) Br2 + 4 KF → SF4↑ + x Br2 + 4 KBr
用於合成有機氟化合物
[編輯]在有機合成中,SF4可以把COH和C=O基團分別氟化成CF和CF2。[9]某些醇可以被四氟化硫氟化成一氟化物,而酮和醛會被氟化成偕二氟化物。羰基α質子的存在會導致副反應並降低產率至30-40%。二醇和四氟化硫的反應會產生環狀的亞硫酸酯 (RO)2SO。羧酸和四氟化硫反應,可以得到三氟甲基化合物。舉個例子,庚酸和SF4在100–130 °C下反應,會產生1,1,1-三氟庚烷。類似的,六氟丁炔可以從丁炔二酸開始合成。反應的副產物包括未反應的SF4、SOF2和SO2,這些有毒物質可以被氫氧化鉀中和。
近年來,SF4的使用正在被更方便處理的二乙氨基三氟化硫 (CH3CH2)2NSF3所取代。[10]這種試劑是從SF4開始合成的:[11]
- SF4 + Me3SiNEt2 → Et2NSF3 + Me3SiF
其它反應
[編輯]五氟氯化硫(SF
5Cl)是SF5基團的有用來源。這種化合物是由SF4製備的。[12]
- SF4 + 2 H2O → SO2 + 4 HF
該反應會產生氟化亞碸中間體進行,通常不會干擾SF4試劑的使用。[5]
毒性
[編輯]- SF4 + 2 H2O → SO2 + 4 HF
外部連結
[編輯]- ^ 1.0 1.1 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0580. NIOSH.
- ^ Tolles, W. M.; W. M. Gwinn, W. D. Structure and Dipole Moment for SF4. J. Chem. Phys. 1962, 36: 1119–1121. doi:10.1063/1.1732702.
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