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Articulo de referencia

Trifluorometanol

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El trifluorometanol es un compuesto orgánico sintético con la fórmula C F 3 O H . [ 1 ] También se le conoce como perfluorometanol o alcohol trifluorometílico. Este compuesto es el perfluoroalcohol más simple . [ 2 ] La sustancia es un gas incoloro, inestable a temperatura ambiente.

Síntesis

El trifluorometanol elimina fluoruro de hidrógeno en una reacción endotérmica [ 3 ] y forma fluoruro de carbonilo . [ 4 ]

CF₃OH ⇌ COF₂ + HF

El equilibrio puede desplazarse hacia el trifluorometanol a temperaturas más bajas. Si el trifluorometanol sintetizado se protona con superácidos, por ejemplo HSbF₆ ( ácido fluoroantimónico ), el equilibrio puede desplazarse aún más hacia la izquierda , hacia el producto deseado. Otros perfluoroalcoholes primarios y secundarios presentan una inestabilidad similar.

A temperaturas en el rango de −120  °C, el trifluorometanol se puede preparar tratando hipoclorito de trifluorometilo con cloruro de hidrógeno :

CF₃OCl + HCl → CF₃OH + Cl₂

En esta reacción, se utiliza la recombinación de un átomo de cloro parcialmente cargado positivamente (en el hipoclorito de trifluorometilo) con un átomo de cloro parcialmente cargado negativamente (en el cloruro de hidrógeno) como cloro elemental. Los productos no deseados, subproductos como el cloro, el cloruro de hidrógeno y el clorotrifluorometano , pueden eliminarse por evaporación a −110  °C. El trifluorometanol tiene un punto de fusión de −82  °C y un punto de ebullición calculado de aproximadamente −20  °C. Por lo tanto, su punto de ebullición es unos 85 K inferior al del metanol . Este hecho se explica por la ausencia de enlaces H—F intramoleculares, que tampoco son visibles en el espectro infrarrojo en fase gaseosa.

Trifluorometóxido

El trifluorometóxido ( CF₃O⁻ ) es la base conjugada del trifluorometanol. La introducción del grupo trifluorometoxi, denominada trifluorometoxilación , es un tema ampliamente desarrollado en la química agrícola y medicinal. [ 5 ]

Las soluciones de trifluorometóxido se pueden preparar tratando el fluoruro de carbonilo con fuentes de iones fluoruro, por ejemplo NaF ):

COF 2 + F − → CF 3 O −

Algunos trifluorometiléteres pueden escindirse para liberar trifluorometóxido. [ 6 ]

CF 3 OAr + Nu → [ Nu−Ar] + [ CF 3 O] − (Nu = nucleófilo, Ar = grupo arilo )

El benzoato de trifluorometilo es una fuente relacionada del ion trifluorometóxido. [ 7 ]

En medios acuosos, el CF 3 O − se descompone a temperatura ambiente.

Los trifluorometóxidos inorgánicos MOCF₃ varían en su estabilidad, dependiendo en gran medida del contraión presente. Por ejemplo, las sales de Li y Na no se han aislado debido a su inestabilidad frente a la descomposición en MF y COF₂ . Por otro lado, la sal de Cs es estable a temperatura ambiente y solo se descompone lentamente a 80 °C (<10 % de descomposición en 60 min), mientras que las sales de K y Rb son mucho más lábiles térmicamente. [ 8 ] En general, los cationes grandes estabilizan la sal, y los derivados S(NMe₂ ) ₃⁺ y NR₄⁺ ( R = alquilo) también demuestran una estabilidad apreciable. [ 9 ] [ 10 ] Si bien el AgOCF 3 está poco caracterizado y es de baja estabilidad, se ha demostrado que el aducto de fosfina dimérico [( t Bu 2 PhP)Ag(μ-OCF 3 )] 2 posee buena estabilidad térmica y capacidad para servir como fuente nucleofílica de OCF 3. [ 11 ]

Ocurrencia en las capas superiores de la atmósfera

El trifluorometanol se genera en la estratosfera a partir de radicales CF 3 • : [ 12 ]

CF 3 • + O 2 + M → CF 3 O 2 • + M (M = tercer cuerpo )
CF₃O₂ • + NO → CF₃O • + NO₂​​
CF₃O₂ • + RH → CF₃OH + R • ( R = alquilo, hidroxilo )

Si bien el trifluorometanol es inestable en condiciones normales, en la atmósfera su descomposición no catalizada es insignificante debido a la alta energía de activación de la reacción en fase gaseosa (45–46  kcal·mol⁻¹ ) . Además, su vida media fotolítica es de varios millones de años a altitudes inferiores a 40  km. [ 13 ] [ 14 ] En cambio, se cree que su descomposición en fluoruro de carbonilo y fluoruro de hidrógeno está catalizada por especies como el ácido fórmico . [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Kloeter, Gerhard; Seppelt, Konrad (enero de 1979). "Trifluorometanol (CF3OH) y trifluorometilamina (CF3NH2)". J. Am. Chem. Soc. 101 (2): 347– 349. Bibcode : 1979JAChS.101..347K . doi : 10.1021/ja00496a012 .
  2. ^ Seppelt, Konrad (mayo de 1977). "Trifluorometanol, CF3OH". Angewandte Chemie Edición Internacional en inglés . 16 (5): 322– 323. doi : 10.1002/anie.197703221 .
  3. ↑ Schneider, WF (11 de abril de 1996). "Energética y mecanismo de descomposición del CF3OH". J. Phys. Chem. 100 (15): 6097– 6103. Bibcode : 1996JPhCh.100.6097S . doi : 10.1021/jp952703m .
  4. ↑ Seppelt, K. (1977). "Trifluorometanol, CF3OH. En: , ". Angew. Chem. (en alemán). 325 (89): 325. Bibcode : 1977AngCh..89..325S . doi : 10.1002/ange.19770890509 .
  5. ↑ Leroux, Frédéric; Jeschke, Peter; Schlosser, Manfred (2005). "Éteres, tioéteres y aminas α-fluorados: especies con sesgo anomérico" . Chemical Reviews . 105 (3): 827–856 . doi : 10.1021/cr040075b . PMID 15755078 . 
  6. ^ Bonnefoy, Clemence; Gallego, Adrián; Delobel, Clément; Raynal, Betty; Decourt, Maxime; Chefdeville, Emmanuel; Hanquet, Gilles; Panossian, Armen; Leroux, Frédéric R.; Toulgoat, Fabien; Billard, Thierry (2024). "Desbloquear el poder de los fluoruros de acilo: una guía completa de síntesis y propiedades" . Revista europea de química orgánica . 27 (18) e202400142. doi : 10.1002/ejoc.202400142 .
  7. ↑ Zhou, Min; Ni, Chuanfa; Zeng, Yuwen; Hu, Jinbo (2018). "Trifluoromethyl Benzoate: A Versatile Trifluoromethoxylation Reagent". Journal of the American Chemical Society . 140 (22): 6801– 6805. Bibcode : 2018JAChS.140.6801Z . doi : 10.1021/jacs.8b04000 . PMID 29787259 . 
  8. ↑ "ALCÓXIDOS TOTALMENTE FLUORADOS: PARTE I. TRIFLUOROMETOXIDOS DE METALES ALCALINOS" . cdnsciencepub.com . doi : 10.1139/v65-251 . Consultado el 1 de mayo de 2026 .
  9. ↑ Farnham, WB; Smart, BE; Middleton, WJ; Calabrese, JC; Dixon, DA (1985). "Estructura cristalina y molecular del trifluorometóxido de tris(dimetilamino)sulfonio. Evidencia de hiperconjugación negativa de flúor" . Journal of the American Chemical Society . 107 (15): 4565– 4567. doi : 10.1021/ja00301a043 . ISSN 0002-7863 . 
  10. ↑ Newton, Josiah J.; Jelier, Benson J.; Meanwell, Michael; Martin, Rainer E.; Britton, Robert; Friesen, Chadron M. (2020-03-06). "Sales de trifluorometóxido de amonio cuaternario como fuentes estables de OCF3 nucleofílico" . Organic Letters . 22 (5): 1785– 1790. doi : 10.1021/acs.orglett.0c00099 . ISSN 1523-7060 . 
  11. ↑ Chen, Daoqian; Luo, Yongrui; Lu, Long; Shen, Qilong (23-12-2024). " [ ( t Bu 2 PhP)Ag(μ-OCF 3 ) ] 2 : Un reactivo nucleofílico térmicamente estable e insensible a la luz para la trifluorometoxilación" . Organometallics . 43 (24): 3132– 3136. doi : 10.1021/acs.organomet.4c00073 . ISSN 0276-7333 .  
  12. 1 2 Parandaman, Arathala; Pérez, Josue E.; Sinha, Amitabha (13 de diciembre de 2018). "Descomposición atmosférica del trifluorometanol catalizada por ácido fórmico". The Journal of Physical Chemistry A . 122 (49): 9553– 9562. doi : 10.1021/acs.jpca.8b09316 .
  13. ↑ Schneider, WF (enero de 1995). "Química atmosférica del CF 3 OH: ¿Es importante la fotólisis?". Environmental Science & Technology . 29 (1): 247– 250. Bibcode : 1995EnST...29..247S . doi : 10.1021/es00001a031 . PMID 22200226 . 
  14. ↑ Wellington, TJ; Schneider, WF (1994). "El destino estratosférico del CF 3 OH. En: Environmental Science & Technology 28/1994, S." Environ. Sci. Technol. 28 (6): 1198– 1200. doi : 10.1021/es00055a036 . PMID 22176252 .