Сульфурилфторид

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Сульфурѝлфтори́д — неорганическое соединение серы(VI), кислорода и фтора с формулой SO₂F₂ (может рассматриваться как оксофторид серы). Бесцветный газ (при нормальных условиях) без запаха. Молекула сульфурилфторида имеет конфигурацию искажённого тетраэдра, с расположенным в центре шестивалентным атомом серы.

Реакционная способность

Сульфурилфторид является дифторангидридом серной кислоты, однако он значительно менее реакционноспособен по отношению к нуклеофилам, чем хлористый сульфурил, напоминая своей инертностью гексафторид серы.

Сульфурилфторид растворим в воде (4,5 мл на 100 мл при 16,5 °C), однако его гидролиз в нейтральных и кислых растворах протекает медленно, и он может быть отогнан из таких растворов при пониженном давлении. При температуре выше +150°C быстро гидролизуется при избытке воды до фтороводорода и серной кислоты. При недостатке воды образуется фторсульфоновая кислота:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{>+150^{o}C}{\to }𝖧𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}𝖥\mathsf{+}𝖧𝖥\mathsf{\uparrow }$

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{>+150^{o}C}{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥\mathsf{\uparrow }$

Сульфурилфторид является электрофилом и быстро гидролизуется в щелочных растворах до фторсульфоната:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}\mathsf{\to }𝖥𝖲O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖥}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Реакция протекает по механизму нуклеофильного замещения. В водных растворах цианидов сульфурилфторид быстро гидролизуется до сульфата.

Сульфурилфторид также быстро реагирует с водными растворами нуклеофилов: так, с аммиаком он образует сульфуриламид:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖥$

и с фенолятом натрия:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖢}_{\mathrm{𝟨}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖭𝖺\mathsf{\to }{𝖢}_{\mathrm{𝟨}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖥\mathsf{+}𝖭𝖺𝖥$

Синтез

Впервые сульфурилфторид был получен Муассаном и Лебо фторированием диоксида серы, в качестве катализатора использовалась нагретая платина, так как при смешение газообразных фтора с диоксидом серы при комнатной температуре зачастую приводило к взрывам:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}$

В лабораторной практике синтеза сульфурилхлорида обычно исходят из фторсульфината калия, получаемого взаимодействием фторида калия и диоксида серы:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖪𝖥\mathsf{\to }𝖪𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖥$

Фторсульфинат калия далее может быть фторирован смесью фтора и воздуха в отношении 1:1, которую пропускают через никелевую трубку, заполненную солью, при температурах до 60—70°, выход почти количественный:

$𝖪𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖥\mathsf{+}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖪𝖥$

Сульфурилфторид также может быть получен из фторсульфината натрия «безфторным» методом, в этом случае фторсульфинат натрия сначала хлорируется с образованием фторхлорсульфурила:

$𝖭𝖺𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖥\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅𝖥\mathsf{+}𝖭𝖺𝖢𝗅$

который далее вводится в реакцию с фторсульфинатом калия при 180 °C:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅𝖥\mathsf{+}𝖪𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖥\mathsf{\to }𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖪𝖢𝗅\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Сульфурилфторид с выходом 95-98 % может быть получен фторированием диоксида серы фторидом серебра(II) при 180°:

$𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖠𝗀{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖠𝗀𝖥$

Сульфурилфторид также может быть получен термическим разложением фторсульфонатов двухвалентных металлов (бария, стронция и цинка, в случае фторсульфоната кальция при температуре разложения при 500° образуются лишь следовые количества сульфурилфторида):

$𝖡𝖺\mathsf{(}𝖮𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖥{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖡𝖺𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}$

Применение

Используется в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, а также для фумигации зданий. Благодаря большей, чем у воздуха, плотности, сульфурилфторид высокоэффективен против обитающих в земле насекомых, например, против муравьёв и термитов.

Поскольку сульфурилфторид интенсивно поглощает в инфракрасной области и медленно разлагается в атмосфере, то он потенциально является парниковым газом (в 4000–5000 раз более сильным чем диоксид углерода), однако вследствие малых масштабов производства он не вносит сколь-либо заметной доли в парниковый эффект.

См. также

• Сульфурилхлорид

Литература

• Синтезы неорганических соединений, под ред. У. Джолли, том 3. М.: Мир, 1970
• George H. Cady. Fluorine-containing compounds of sulphur // Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга