Трифлат

В органической химии трифлат ( систематическое название : трифторметансульфонат ) представляет собой функциональную группу с формулой R-OSO ₂ CF ₃ и структура R-O-S(=O) ₂ -CF ₃ . Группу трифлатов часто представляют −OTf , в отличие от −Tf, которая представляет собой трифлильную группу , R-SO ₂ CF ₃ . Например, н - бутилтрифлат можно записать как СН ₃ СН ₂ СН ₂ СН ₂ ОТф .

Соответствующий трифлат анион - CF ₃ SO − 3 — чрезвычайно стабильный многоатомный ион ; это происходит от того, что трифликовая кислота ( CF ₃ SO ₃ H ) — суперкислота ; т. е. она более кислая, чем чистая серная кислота , которая уже является одной из самых сильных известных кислот .

Приложения

Трифлатная группа является превосходной уходящей группой, используемой в некоторых органических реакциях, таких как нуклеофильное замещение , реакции Сузуки и реакции Хека . Поскольку алкилтрифлаты чрезвычайно реакционноспособны в реакциях S _N 2 , их необходимо хранить в условиях, свободных от нуклеофилов (например, в воде ). Анион обязан своей стабильностью резонансной стабилизации , которая приводит к симметричному распределению отрицательного заряда по трем атомам кислорода. Дополнительная стабилизация достигается за счет трифторметильной группы, которая действует как сильная электроноакцепторная группа, используя атом серы в качестве мостика.

Трифлаты также применяются в качестве лигандов металлов 11 и 13 групп наряду с лантанидами .

Трифлаты лития используются в некоторых литий-ионных батареях в качестве компонента электролита .

Мягким трифлатирующим реагентом является фенилтрифлимид или N , N -бис(трифторметансульфонил)анилин , где побочным продуктом является [CF ₃ SO ₂ N-Ph] ⁻.

Трифлатные соли

трифлата Соли термически очень стабильны с температурой плавления до 350 °C для солей натрия , бора и серебра , особенно в безводной форме. Их можно получить непосредственно из трифликовой кислоты и гидроксида или карбоната металла в воде. Альтернативно их можно получить реакцией хлоридов металлов с чистой трифликовой кислотой или трифлатом серебра или реакцией трифлата бария с сульфатами металлов в воде: ^[1]

${\begin{aligned}{\ce {MCl}}_{n}+n\,{\ce {HOTf}}&\longrightarrow {\ce {M(OTf)}}_{n}+n\,{\ce {HCl}}\\{\ce {MCl}}_{n}+n\,{\ce {AgOTf}}&\longrightarrow {\ce {M(OTf)}}_{n}+n\,{\ce {AgCl \, v}}\\{\ce {M(SO4)}}_{n}+n\,{\ce {Ba(OTf)2}}&\longrightarrow {\ce {M(OTf)}}_{2n}+n\,{\ce {BaSO4 v}}\end{aligned}}$

Трифлаты металлов используются в качестве катализаторов кислот Льюиса в органической химии . Особенно полезны трифлаты лантаноидов типа Ln(OTf) ₃ (где Ln – лантаноид ). Родственный популярный катализатор трифлат скандия используется в таких реакциях, как альдольные реакции и реакции Дильса-Альдера . Примером может служить реакция альдольного присоединения Мукаямы между бензальдегидом и силиленольным эфиром циклогексанона с химическим 81% выходом . ^[2] Соответствующая реакция с солью иттрия не проходит:

Трифлат — широко используемый слабокоординирующий анион .

См. также

Ссылки

^ Диксон, штат Невада; Лоуренс, Джорджия; Лэй, Пенсильвания; Сарджесон, AM; Таубе, Х. (1990). «Трифторметансульфонаты и трифторметансульфонато -O комплексы ». Неорганические синтезы . 28 : 70–76. дои : 10.1002/9780470132593.ch16 . ISBN 9780470132593 .
^ Кобаяши, С. (1999). «Трифлат скандия в органическом синтезе». Европейский журнал органической химии . 1999 (1): 15–27. doi : 10.1002/(SICI)1099-0690(199901)1999:1<15::AID-EJOC15>3.0.CO;2-B .
^ Айхара, Ёсинори; Чатани, Наото (10 апреля 2013 г.). «Никель-катализируемое прямое алкилирование связей C – H в бензамидах и акриламидах функционализированными алкилгалогенидами посредством бидентатно-хелатного содействия». Журнал Американского химического общества . 135 (14): 5308–5311. дои : 10.1021/ja401344e . ПМИД 23495861 .

[1] Диксон, штат Невада; Лоуренс, Джорджия; Лэй, Пенсильвания; Сарджесон, AM; Таубе, Х. (1990). «Трифторметансульфонаты и трифторметансульфонато -O комплексы ». Неорганические синтезы . 28 : 70–76. дои : 10.1002/9780470132593.ch16 . ISBN 9780470132593 .

[2] Кобаяши, С. (1999). «Трифлат скандия в органическом синтезе». Европейский журнал органической химии . 1999 (1): 15–27. doi : 10.1002/(SICI)1099-0690(199901)1999:1<15::AID-EJOC15>3.0.CO;2-B .

[3] Айхара, Ёсинори; Чатани, Наото (10 апреля 2013 г.). «Никель-катализируемое прямое алкилирование связей C – H в бензамидах и акриламидах функционализированными алкилгалогенидами посредством бидентатно-хелатного содействия». Журнал Американского химического общества . 135 (14): 5308–5311. дои : 10.1021/ja401344e . ПМИД 23495861 .

[1]

[2]

[3]