Kwas podfluorawy

Kwas podfluorawy
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
podst.	hydroksyfluoran, fluoranol
addyt.	hydroksydofluor
wodor.	wodoro(oksydofluoran)
	Inne nazwy i oznaczenia
półsyst.	kwas podfluorawy
Stocka	kwas fluorowy(−I)
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	HOF
Masa molowa	36,01 g/mol
Wygląd	bladożółta ciecz (powyżej -117 °C); białe ciało stałe (poniżej -117 °C)
	Identyfikacja
Numer CAS	14034-79-8
PubChem	123334
InChI
	InChI=1S/FHO/c1-2/h2H
	InChIKey
	AQYSYJUIMQTRMV-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
Temperatura topnienia	−117 °C
Temperatura wrzenia	nieco poniżej temperatury pokojowej
	Podobne związki
Podobne związki	HBrO, HIO, HClO
Pochodne	podfluoryny: np. LiOF
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons

Kwas podfluorawy, HOF – nieorganiczny związek chemiczny, kwas tlenowy fluoru. Jest jedynym znanym kwasem tlenowym fluoru oraz jedynym znanym kwas podhalogenawym, który został uzyskany w formie skondensowanej^[2].

Budowa

W fazie krystalicznej HOF ma budowę kątową, o kącie H−O−F wynoszącym 101°. Długości wiązań w cząsteczce wynoszą odpowiednio 144,2 pikometrów dla wiązania O−F i 78 pikometrów dla wiązania O−H. Cząsteczki HOF tworzą łańcuchy powiązane przez wiązania wodorowe O−H⋯O^[2].

Otrzymywanie

Powstawanie HOF w reakcji fluoru z wodą w niskiej temperaturze (-50 °C) zostało wykazane po raz pierwszy w 1987 r.^[3] Związek ten w czystej postaci wyizolowano wychwytując produkty ww. reakcji w pułapce schłodzonej do −183 °C. Zachodzi wówczas reakcja^[1]:

F
2 + H
2O ⇄ HOF + HF

Powstające produkty uboczne, OF
2 i O
2, jako związki lotne mogły zostać usunięte przez odpompowanie^[1].

Właściwości

Kwas podfluorawy może ulegać wybuchowemu rozkładowi (nawet w niskich temperaturach^[2]) do fluorowodoru i tlenu^[1]:

2HOF + H
2O → 2HF + O
2

Odczynnik Rozena

Roztwór kwasu podfluorawego w acetonitrylu nosi nazwę odczynnika Rozena^[4]^[5]^[3]^[6]. Otrzymuje się go in situ, przepuszczając 10% fluor w azocie przez acetonitryl zawierający 10% wody, uzyskując stężenia HOF do 0,5 M. Kompleks CH
3CN·HOF jest zdecydowanie trwalszy niż wolny HOF – można go przechowywać przez kilka godzin w 0 °C lub kilka dni w −78 °C^[3].

Podfluoryny

Podfluoryny są pochodnymi kwasu podfluorawego, zawierającymi anion OF−
. Jednym z przykładów podfluorynów jest podfluoryn trifluorometylu (CF
3OF), będący formalnie estrem trifluorometanolu i kwasu podfluorawego. Można go otrzymać w reakcji difluorku karbonylu z fluorem^[7]:

F
2 + F
2C=O ⇄ CF
3OF

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Evan H.E.H. Appelman Evan H.E.H., Nonexistent compounds. Two case histories, „Accounts of Chemical Research”, 6 (4), 1973, s. 113–117, DOI: 10.1021/ar50064a001 [dostęp 2022-05-04] (ang.).
↑ ^a ^b ^c WolfgangW. Poll WolfgangW. i inni, The Crystal Structure of Hypofluorous Acid: Chain Formation by O?H?O Hydrogen Bonds, „Angewandte Chemie International Edition in English”, 27 (3), 1988, s. 392–393, DOI: 10.1002/anie.198803921 [dostęp 2022-05-04] (ang.).
↑ ^a ^b ^c ShlomoS. Rozen ShlomoS., HOF·CH₃CN: Probably the Best Oxygen Transfer Agent Organic Chemistry Has To Offer, „Accounts of Chemical Research”, 47 (8), 2014, s. 2378–2389, DOI: 10.1021/ar500107b [dostęp 2022-05-04] (ang.).
↑ Emma J.E.J. Dell Emma J.E.J., Luis M.L.M. Campos Luis M.L.M., The preparation of thiophene-''S'',''S''-dioxides and their role in organic electronics, „Journal of Materials Chemistry”, 22 (26), 2012, s. 12945, DOI: 10.1039/c2jm31220d [dostęp 2022-05-04] (ang.).
↑ KuldeepK. Singh KuldeepK. i inni, Applications of Rozen’s Reagent in Oxygen-Transfer and C–H Activation Reactions, „Synthesis”, 51 (02), 2019, s. 371–383, DOI: 10.1055/s-0037-1609638 [dostęp 2022-05-04] (ang.).
↑ ShlomoS. Rozen ShlomoS., Hypofluorous Acid, [w:] Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 15 kwietnia 2001, DOI: 10.1002/047084289x.rh074, ISBN 978-0-471-93623-7 (ang.).
↑ John K.J.K. Ruff John K.J.K., Anthony R.A.R. Pitochelli Anthony R.A.R., MaxM. Lustig MaxM., A Simple Synthesis of Fluoroxyperfluoroalkyl Compounds, „Journal of the American Chemical Society”, 88 (19), 1966, s. 4531–4532, DOI: 10.1021/ja00971a058 [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[Appelman-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Evan H.E.H. Appelman Evan H.E.H., Nonexistent compounds. Two case histories, „Accounts of Chemical Research”, 6 (4), 1973, s. 113–117, DOI: 10.1021/ar50064a001 [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[Poll-2] WolfgangW. Poll WolfgangW. i inni, The Crystal Structure of Hypofluorous Acid: Chain Formation by O?H?O Hydrogen Bonds, „Angewandte Chemie International Edition in English”, 27 (3), 1988, s. 392–393, DOI: 10.1002/anie.198803921 [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[Rozen-3] ShlomoS. Rozen ShlomoS., HOF·CH₃CN: Probably the Best Oxygen Transfer Agent Organic Chemistry Has To Offer, „Accounts of Chemical Research”, 47 (8), 2014, s. 2378–2389, DOI: 10.1021/ar500107b [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[Dell-4] Emma J.E.J. Dell Emma J.E.J., Luis M.L.M. Campos Luis M.L.M., The preparation of thiophene-''S'',''S''-dioxides and their role in organic electronics, „Journal of Materials Chemistry”, 22 (26), 2012, s. 12945, DOI: 10.1039/c2jm31220d [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[Singh-5] KuldeepK. Singh KuldeepK. i inni, Applications of Rozen’s Reagent in Oxygen-Transfer and C–H Activation Reactions, „Synthesis”, 51 (02), 2019, s. 371–383, DOI: 10.1055/s-0037-1609638 [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[EROS-6] ShlomoS. Rozen ShlomoS., Hypofluorous Acid, [w:] Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, 15 kwietnia 2001, DOI: 10.1002/047084289x.rh074, ISBN 978-0-471-93623-7 (ang.).

[Ruff-7] John K.J.K. Ruff John K.J.K., Anthony R.A.R. Pitochelli Anthony R.A.R., MaxM. Lustig MaxM., A Simple Synthesis of Fluoroxyperfluoroalkyl Compounds, „Journal of the American Chemical Society”, 88 (19), 1966, s. 4531–4532, DOI: 10.1021/ja00971a058 [dostęp 2022-05-04] (ang.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]