トリフルオロメタンスルホン酸さん

トリフルオロメタンスルホン酸さん
	IUPAC名めい Trifluoromethanesulfonic acid
	別称べっしょう Triflic acid
識別しきべつ情報じょうほう
CAS登録とうろく番号ばんごう	1493-13-6
PubChem	62406
ChemSpider	56192
	SMILES C(F)(F)(F)S(=O)(=O)O;
	InChI InChI=1S/CHF3O3S/c2-1(3,4)8(5,6)7/h(H,5,6,7) Key: ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/CHF3O3S/c2-1(3,4)8(5,6)7/h(H,5,6,7) Key: ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYAW;
特性とくせい
化学かがく式しき	CF3SO3H
モル質量しつりょう	150.08 g/mol
示しめせ性せい式しき	CF3SO3H
外観がいかん	無色むしょくの液体えきたい
密度みつど	1.696 g/mL
融点ゆうてん	-40 °C
沸点ふってん	162 °C
水みずへの溶解ようかい度ど	混和こんわ性せい
危険きけん性せい
主おもな危険きけん性せい	腐食ふしょく性せい、目めに刺激しげき性せい
	特記とっきなき場合ばあい、データは常温じょうおん (25 °C)・常つね圧あつ (100 kPa) におけるものである。

トリフルオロメタンスルホン酸さん（トリフルオロメタンスルホンさん、trifluoromethanesulfonic acid）は、有機ゆうき化合かごう物ぶつで、スルホン酸さんの一種いっしゅ。フッ素ふっその高たかい電気でんき陰性いんせい度どにより、純じゅん硫酸りゅうさんの約やく 1000 倍ばいという非常ひじょうに強つよい酸性さんせいを示しめす（酸度さんど関数かんすうによる比較ひかく）。英語えいごでは、triflic acid とも呼よばれ、有機ゆうき合成ごうせいにおいて、酸さん触媒しょくばいとして用もちいられる^[1]^[2]。また、構造こうぞう式しきではトリフルオロメチルスルホニル基もと (CF₃SO₂−) を Tf と略りゃくすることから、トリフルオロメタンスルホン酸さんを TfOH と略りゃくすることもある。毒物どくぶつ及および劇げき物ぶつ取締とりしまり法ほうにより劇げき物ぶつに指定していされている^[3]。

性質せいしつ

トリフルオロメタンスルホン酸さんは吸湿きゅうしつ性せいを持もち、常温じょうおんでは無色むしょくの液体えきたいである。湿気しっけを含ふくむ空気くうき中ちゅうに出だすと煙けむりを発生はっせいし、強つよい刺激しげき臭しゅうを示しめす。多おおくの金属きんぞくを侵おかす。水みずには激はげしく発熱はつねつして溶解ようかいし、アルコール類るい、DMF、DMSO、アセトニトリル、ジメチルスルホンなどの極性きょくせい溶媒ようばいに対たいしても発熱はつねつ的てきに溶とける。

一いち水みず和物あえもの ( ${\ce {CF3SO3H\cdot H2O}}$ )は融点ゆうてん34℃のイオン結晶けっしょう( ${\ce {H3O^{+}\cdot CF3SO3^{-}}}$ )であるなど過か塩素えんそ酸さんに類似るいじする部分ぶぶんが多おおいが爆発ばくはつ性せいはなく、またフルオロ硫酸りゅうさんのように加水かすい分解ぶんかいもしないことから安定あんていな超ちょう強酸きょうさんとしての用途ようとが広ひろい。

酸さん解離かいり定数ていすう pK_a は 2.6（アセトニトリル中ちゅう）^[4]、ハメットの酸度さんど関数かんすう H₀ は −14.6 である^[5]。100%硫酸りゅうさんを上回うわまわる非常ひじょうに強つよい酸性さんせいにより、超ちょう酸さんに分類ぶんるいされる。

トリフルオロメタンスルホン酸さん、およびその共役きょうやく塩基えんき（ ${\ce {CF3SO3-}}$ 、トリフラートアニオン、triflate anion）は化学かがく的てき、熱ねつ的てきに非常ひじょうに安定あんていであるため、多おおくの特長とくちょうを持もつ。トリフルオロメタンスルホン酸さんは酸化さんか、還元かんげん反応はんのうをほとんど受うけず、過か塩素えんそ酸さんや硝酸しょうさんなどの強酸きょうさんと異ことなり酸化さんか力りょくを示しめさない。また、求もとめ核かく剤ざいに対たいしても安定あんていであり、他たのスルホン酸さんに知しられるようなスルホン化か反はん応おうも起おこさない。トリフラートアニオンも化学かがく的てきに安定あんていで還元かんげん性せいや求もとめ核かく性せいをほとんど示しめさず、対たいアニオンとして理想りそう的てきな性質せいしつを持もつ。

歴史れきしと合成ごうせい法ほう

トリフルオロメタンスルホン酸さんは Haszeldine と Kidd により1954年ねんに、二硫化炭素にりゅうかたんそとトリフルオロヨードメタンから次つぎのような手法しゅほうで初はじめて合成ごうせいされた。

メチルトリフルオロメチルスルフィドから電気でんき化学かがく的てきに合成ごうせいする手法しゅほうや、メタンスルホン酸さんのフッ素ふっそ化かによる合成ごうせい法ほうも知しられる。

無機むき反応はんのう

トリフルオロメタンスルホン酸さんは金属きんぞくの炭酸たんさん塩しおや水酸化物すいさんかぶつと発熱はつねつ的てきに反応はんのうして、トリフルオロメタンスルホン酸さん塩しおを与あたえる。トリフルオロメタンスルホン酸さん銅どう(II)の合成ごうせい例れいを示しめす。

{\ce {CuCO3 + 2CF3SO3H -> Cu(O3SCF3)2 + H2O + CO2}}

コバルトのクロロ錯体さくたいから対たいアニオンを交換こうかんする反はん応おうも知しられる。この反応はんのうはトリフルオロメタンスルホン酸さんを溶媒ようばいとして用もちい、100 ℃で進行しんこうさせる。反応はんのう後ごはジエチルエーテルを加くわえて生成せいせい物ぶつを沈降ちんこうさせる。

{\ce {3 CF3SO3H\ + [Co(NH3)5Cl]Cl2 -> \ [Co(NH3)5O3SCF3](O3SCF3)2\ + 3 HCl}}

有機ゆうき反応はんのう

トリフルオロメタンスルホン酸さんは、カルボン酸さんハロゲン化物ばけものと反応はんのうして混合こんごう酸さん無む水物みずものとなる。これは非常ひじょうに強つよいアシル化か剤ざいであり、フリーデル・クラフツ反応はんのうの基質きしつとして用もちいられる。

{\ce {CH3C(O)Cl + CF3SO3H -> CH3C(O)OSO2CF3 + HCl}}

{\ce {CH3C(O)OSO2CF3 + C6H6 -> CH3C(O)C6H5 + CF3SO3H}}

反応はんのうは自己じこ触媒しょくばい的てきで、系けい中ちゅうで発生はっせいする酸さんが、さらに別べつの混合こんごう酸さん無む水物みずもの分子ぶんしを活性かっせい化かさせて芳香ほうこう族ぞく化合かごう物ぶつとの反応はんのうを進行しんこうさせる。

トリフルオロメチルスルホニル基もと

トリフルオロメタンスルホン酸すから OH 部分ぶぶんを取とり去さった、化学かがく式しきが CF₃S(=O)₂- と表あらわされる1価かの置換ちかん基もとは トリフルオロメチルスルホニル基もと (trifluoromethylsulfonyl group) 、あるいは トリフリル基もと (triflyl group) と呼よばれる。強つよい電子でんし求もとめ引性を示しめす。

参考さんこう文献ぶんけん

^ 総説そうせつ: Howells, R. D.; McCown, J. D. Chem. Rev. 1977, 77, 69. (doi:10.1021/cr60305a005)
^ 総説そうせつ: Lakshminarayanapuram, R. S. "Trifluoromethanesulfonic Acid" In Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons, Ltd.
^ 毒物どくぶつ及および劇げき物ぶつ指定してい令れい昭和しょうわ四よん十じゅう年ねん一いち月がつ四よん日にち政令せいれい第だい二に号ごう第だい二に条じょう七なな十じゅう四よんの五ご
^ Fujinaga, T.; Sakamoto, I. J. Electroanal. Chem. 1977, 85, 185.
^ 荒牧あらまき稔みのる「トリフルオロメタンスルホン酸さん」『有機ゆうき合成ごうせい化学かがく協会きょうかい誌し』第だい46巻かん第だい8号ごう、有機ゆうき合成ごうせい化学かがく協会きょうかい、1988年ねん、821-823頁ぺーじ、doi:10.5059/yukigoseikyokaishi.46.821、ISSN 0037-9980、NAID 130000931283。