フルオロアンチモン酸
| フルオロアンチモン酸 | |
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Fluoroantimonic acid |
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| 識別情報 | |
| CAS登録番号 | 16950-06-4  |
| PubChem | 21953576 |
| ChemSpider | 20137913 |
| EINECS | 241-023-8 |
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| 特性 | |
| 化学式 | HF6Sb |
| モル質量 | 236.76 g mol−1 |
| 精密質量 | 235.902062306 g mol−1 |
| 外観 | 無色液体 |
| 酸解離定数 pKa | −25 |
| 塩基解離定数 pKb | 39 |
| 危険性 | |
| 主な危険性 | 腐食性 |
| Rフレーズ | R26, R29, R35 |
| 関連する物質 | |
| 関連する酸 | HF SbF5 マジック酸 |
| 特記なき場合、データは常温（25 °C）・常圧（100 kPa）におけるものである。 | |
フルオロアンチモン酸（フルオロアンチモンさん、fluoroantimonic acid）は、フッ化水素と五フッ化アンチモンの様々な比の混合物である[1]。1対1の混合物はこれまで知られている中で最も強い超酸を形成する。この酸は、炭化水素でさえもプロトン化することができ、カルボカチオンとH2を与える[2]。
フッ化水素 (HF) とSbF5の反応は発熱反応である。HFは非常に優れた酸化剤であり、SbF5分子を攻撃し付加体を与える。フルオロアンチモン分子では、アニオンが水素に配位している。以前は、非常に弱い求核性および非常に弱い塩基性しか示さないため、非配位性陰イオンに分類されていた。
フルオロアンチモン酸分子のプロトンは「裸」であると呼ばれるにもかかわらず、実際はヒドロニウムイオンのように、非常に弱い供与結合によってフッ素原子に常に付加している[3]。しかしながら、この非常に弱い供与結合が、この系の強烈な酸性に必要である。フルオロアンチモン酸は、100%硫酸よりも2×1019（2000京）倍強い[4]。
目次 |
構造 [編集]
組成式[H2F+][Sb2F11−]と[H3F2+][Sb2F11−]の2種類の塩が結晶化され、単結晶X線回折により分析された。どちらの塩でも、アニオンはSb2F11−である[5]。先に述べた通り、SbF6−は弱い塩基に分類されることから、より大きなモノアニオンであるSb2F11−もより弱い塩基であると予想される。
他の酸との比較 [編集]
- フルオロアンチモン酸（1990年） (H0値 = −31.3)
- マジック酸（1974年）(H0値 = −19.2)
- カルボラン超酸（1969年）(H0値 = −18.0)
- フルオロスルホン酸（1944年）(H0値 = −15.1)
- トリフルオロメタンスルホン酸（1940年）(H0値 = −14.9)
応用 [編集]
詳細は「超酸」を参照
この異常に強い酸は、ほぼ全ての有機化合物をプロトン化する。1967年、BickelとHogeveenは、HF-SbF5がイソブタンからH2を、ネオペンタンからメタンを取り除くことを示した[6][7]。
安全性 [編集]
HF-SbF5は、水によって迅速かつ爆発的に分解する。また、実質的に知られている全ての溶媒と反応する[1]。HF-SbF5と共存できることが確かめられている溶媒は、塩化フッ化スルフリルおよび液化二酸化硫黄である。クロロフルオロカーボン (Chlorofluorocarbon) も溶媒として使用される。HF-SbF5の容器はPTFE（テフロン）製である。
脚注 [編集]
- ^ a b Olah, G. A.; Prakash, G. K. S.; Wang, Q.; Li, X. (2004). “Hydrogen Fluoride–Antimony(V) Fluoride”. In L. Paquette Ed.. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. New York: J. Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289.
- ^ George Andrew Olah (2001). A life of magic chemistry: autobiographical reflections of a nobel prize winner. John Wiley and Sons. pp. 100–101. ISBN 0471157430.
- ^ Michael Klein (2000年10月25日). “The quantum chemistry of proton "hopping" or transfer in his acid”. Pittsburgh Supercomputing Center. 2011年4月14日閲覧。
- ^ Olah, George A. (2005). “Crossing Conventional Boundaries in Half a Century of Research”. J. Org. Chem. 70 (7): 2413–2429. doi:10.1021/jo040285o. PMID 15787527.
- ^ Mootz, D.; Bartmann, K. (1988). “The Fluoronium Ions H2F+ and H3F2+: Characterization by Crystal Structure Analysis”. Angew. Che. Int. Ed. 27: 391–392. doi:10.1002/anie.198803911.
- ^ Bickel, A. F.; Gaasbeek, C. J.; Hogeveen, H.; Oelderik, J. M.; Platteeuw, J. C. (1967). “Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: reversible reaction between aliphatic carbonium ions and hydrogen”. Chemical Communications 1967: 634–5. doi:10.1039/C19670000634.
- ^ Hogeveen, H.; Bickel, A. F. (1967). “Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: electrophilic substitution at alkane-carbon by protons”. Chemical Communications 1967: 635–6. doi:10.1039/C19670000635.
