CAS: 1493-13-6
分子式:CHF3O3S
分子量:150.08
中文名稱: 三氟甲磺酸
全氟甲磺酸
三氟利克酸
英文名稱: trifluoro-methanesulfonic acid
Triflic acid
性質描述: 淡棕色液體。熔點-40℃,沸點162℃,密度1.696 g/mL 25℃,折光率n20/D 1.327,蒸氣壓8 mm Hg(25℃),蒸氣密度5.2(vs air)
三氟甲磺酸是有機酸最強的,酸性超過100%的硫酸,所以它屬于超強酸。(三氟甲磺酸pKa=-15)。
具有強酸性和還原性。一般用作有機合成試劑。
當溶解有三氟化硼(BF3)、五氟化磷、五氟化砷等強路易斯酸時因為生成了穩定的配合酸:H[CF3SO3BF3]、H[CF3SO3PF5]、H[CF3SO3AsF5]從而酸性變得更強.
在空氣中發煙,易吸水形成一水合物。
極易溶于水,融水釋放出大量的熱,水解生成三氟甲烷(CHF3)和硫酸。
加熱條件下可與五氧化二磷反應得三氟甲磺酸酐(類似的,濃硫酸和五氧化二磷反應得三氧化硫)
生產工藝: 以鹵代三氟甲烷為原料,在氮氣保護的環境中,加入鋅粉和四氫呋喃,通入三氟溴代甲烷氣體后加入催化量得單質碘,控溫反應得到三氟甲基鹵化鋅試劑,加入三氧化硫繼續反應,生成鹵代三氟甲烷磺酸鋅,將反應液加入堿液中和,蒸干濾液,得到固體三氟甲磺酸鈉鹽,再酸化精餾制得三氟甲磺酸。
質量標準:
外觀 無色或淡黃色液體
含量 ≥99.5%
水分 ≤200ppm
硫酸根 ≤50ppm
氟離子 ≤10ppm
用途: 三氟甲磺酸用途十分廣泛,是己知的一種最強有機酸,是萬能的合成工具。具有強腐蝕性、吸濕性,廣泛用于醫藥、化工等行業,如核苷,抗生素,類固醇,蛋白質,配糖類,維生素合成,硅橡膠改性等。
還可用作異構化和烷基化的催化劑。制備2,3-二氫-2-茚酮、1-四氫萘酮。去除糖蛋白中糖苷。
三氟甲磺酸是實驗室比較常用的一種有機強酸,它可以用來制備三氟甲磺酸酐和多種三氟甲磺酸衍生物。三氟甲磺酸也是烯和醚類寡聚和多聚的有效催化劑。
在過量的五氧化二磷或乙烯酮的存在下,三氟甲磺酸可以發生脫水反應生成三氟甲磺酸酐(式1)。

用作酸催化劑 三氟甲磺酸是最強的有機酸之一。由于三氟甲磺酸和它的共軛堿(三氟甲磺酸根)具有很高的熱力學穩定性,對一般的氧化-還原反應不敏感。因此,三氟甲磺酸可以應用在多種酸催化的反應中。由于三氟甲磺酸具有很強的給質子的特性,它可以用來催化一些在一般條件下難以發生的Diels-Alder環化反應(式2)。

三氟甲磺酸也是一種很強的Lewis酸,相應的三氟甲磺酰基具有很強的吸電子性能。當它和酰基化試劑結合時,生成活化的酰基化中間體,進而比較容易發生催化 Friedel - Crafts 酰基化反應例如:三氟甲磺酸的三甲基硅酯可以催化分子內的Friedel-Crafts酰基化反應,生成環狀酮類化合物(式3)[4]。還有其它一些三氟甲磺酸鹽也具有催化Friedel-Crafts烷基化和酰基化反應能力,例如:4-芐基氨甲酰苯基苯胺三氟甲磺酸鹽。
(BCPPAT)和Yb(OTf)3 是高效 Friedel-Crafts芐基化和環己基化反應的催化劑。三氟甲磺酸可以使很多基團發生離子化,例如:它可以離子化疊氮化合物,使之更容易發生Diels-Alder反應(式4)。

作為過渡金屬的配體 三氟甲磺酸根可以作為一些過渡金屬的配體,它的金屬鹽可以作為一些反應的催化劑。例如:三氟甲磺酸銅(I)可以催化Diels-Alder反應的順利進行(式5)。

羥醛縮合反應 一些三氟甲磺酸鹽還可以催化羥醛縮合反應。例如:銠的三氟甲磺酸鹽可以催化分子內的羥醛縮合反應(式6)。
參考文獻:
1 TMSTS(三氟甲磺酸三甲基硅醇酯)/TFA(三氟醋酸)/DMS(二甲基硫醚)對保護肽樹脂的酸解 王德心;Tam T. P. 化學試劑 1991 (3),172-175 ;圖1表6參4.
2 三氟甲磺酸三甲硅酯的回收重制 李增春 化學試劑 1998 (1),60
3 苯炔前體鄰-三甲硅基苯酚三氟甲磺酸酯的合成 仵清春;李保山;石常青;陳彥逍 合成化學 2007 (1),111-113
4 三氟甲磺酸稀土催化ε-己內酯開環聚合 朱蔚璞;童曉薇;沈之荃 高等學校化學學報 2007 (6),1186-1188
5 三氟甲磺酸鐿催化合成嗯唑啉環取代酚(胺)及相關化合物 費學寧;David J. Berg 化學研究與應用 2007 (5),535-538
6 己內酰胺三氟甲磺酸離子液體中甲苯的區域選擇性硝化 趙鑫;俞慧麗;葛繼云 應用化學 2009 (8),905-908
7 三氟甲磺酸銅(Ⅱ)催化的苯乙烯基重氮乙酸甲酯和芳胺的插入反應 岳永力;胡文浩 合成化學 2009 (3),284-287,303
8 鈀催化二茂鐵硼酸和有機三氟甲磺酸酯制備單取代二茂鐵芳基化合物的偶聯反應 楊崧;楊迎賓;吳超;伍參榮$D向建南 化學學報 2010 (19),1991-1994