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fluoruro de cesio

El fluoruro de cesio o fluoruro de cesio es un compuesto inorgánico con la fórmula CsF. El fluoruro de cesio, una sal blanca higroscópica , se utiliza en la síntesis de compuestos orgánicos como fuente del anión fluoruro. [5] El compuesto es digno de mención desde una perspectiva pedagógica, ya que el cesio también tiene la electropositividad más alta de todos los elementos comúnmente disponibles y el flúor tiene la electronegatividad más alta.

Síntesis y propiedades.

"Cadenas cristalinas de CsF cultivadas dentro de nanotubos de carbono de doble pared" . [6]

El fluoruro de cesio se puede preparar mediante la reacción de hidróxido de cesio (CsOH) con ácido fluorhídrico (HF) y la sal resultante luego se puede purificar mediante recristalización. La reacción se muestra a continuación:

CsOH + HF → CsF + H2O

Usando la misma reacción, otra forma de crear fluoruro de cesio es tratar el carbonato de cesio (Cs 2 CO 3 ) con ácido fluorhídrico y nuevamente, la sal resultante se puede purificar mediante recristalización. La reacción se muestra a continuación:

Cs 2 CO 3 + 2 HF → 2 CsF + H 2 O + CO 2

El CsF es más soluble que el fluoruro de sodio o el fluoruro de potasio en disolventes orgánicos. Está disponible en forma anhidra y, si se ha absorbido agua, es fácil de secar calentándolo a 100 °C durante dos horas al vacío . [7] El CsF alcanza una presión de vapor de 1 kilopascal a 825 °C, 10 kPa a 999 °C y 100 kPa a 1249 °C. [8]

Estructura

El fluoruro de cesio tiene la estructura de halita , lo que significa que el Cs + y el F − se empaquetan en una matriz cúbica muy cercana al igual que el Na + y el Cl − en el cloruro de sodio. [3] A diferencia del cloruro de sodio, el anión del fluoruro de cesio es más pequeño que su catión, por lo que es el tamaño del anión el que inhibe estéricamente números de coordinación mayores que seis en condiciones normales. Un ion haluro más grande permitiría la ocho coordinación que se observa en otros cristales de haluro de cesio.

Aplicaciones en síntesis orgánica.

Al estar altamente disociado, el CsF es una fuente de fluoruro más reactiva que las sales de metales alcalinos relacionadas. CsF es una alternativa al fluoruro de tetra-n-butilamonio (TBAF) y al fluoruro TAS (TASF).

como base

Como ocurre con otros fluoruros solubles, el CsF es moderadamente básico, porque el HF es un ácido débil . La baja nucleofilicidad del fluoruro significa que puede ser una base útil en química orgánica . [9] CsF da rendimientos más altos en reacciones de condensación de Knoevenagel que KF o NaF . [10]

Formación de bonos CF

El fluoruro de cesio sirve como fuente de fluoruro en la química organofluorada . De manera similar al fluoruro de potasio , el CsF reacciona con la hexafluoroacetona para formar una sal de perfluoroalcóxido estable. [11] Convertirá los cloruros de arilo deficientes en electrones en fluoruros de arilo ( proceso Halex ), aunque el fluoruro de potasio se usa más comúnmente.

Agente de desprotección

Debido a la fuerza del enlace Si - F , el fluoruro es útil para reacciones de desililación , es decir, escisión de enlaces Si-O en síntesis orgánica . [12] El CsF se utiliza comúnmente para este tipo de reacciones. Las soluciones de fluoruro de cesio en THF o DMF atacan una amplia variedad de compuestos organosilícicos para producir un fluoruro organosilícico y un carbanión , que luego pueden reaccionar con electrófilos , por ejemplo: [10]

Precauciones

Al igual que otros fluoruros solubles, el CsF es moderadamente tóxico. [13] Se debe evitar el contacto con ácido , ya que se forma ácido fluorhídrico altamente tóxico/corrosivo . El ion cesio (Cs + ) y el cloruro de cesio generalmente no se consideran tóxicos. [14]

Referencias

  1. ^ abcd Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Ratón, FL: CRC Press . pag. 4.57. ISBN 1-4398-5511-0.
  2. ^ Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Ratón, FL: CRC Press . pag. 4.132. ISBN 1-4398-5511-0.
  3. ^ abcd Davey, Wheeler P. (1923). "Medidas de precisión de cristales de haluros alcalinos". Revisión física . 21 (2): 143–161. Código bibliográfico : 1923PhRv...21..143D. doi : 10.1103/PhysRev.21.143.
  4. ^ abcd Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Ratón, FL: CRC Press . pag. 5.10. ISBN 1-4398-5511-0.
  5. ^ Friestad, Gregory K.; Branchaud, Bruce P.; Navarrini, Walter; Sansotera, Mauricio (2007). "Fluoruro de cesio". Enciclopedia de Reactivos para Síntesis Orgánica . doi : 10.1002/047084289X.rc050.pub2. ISBN 978-0-471-93623-7.
  6. ^ Senga, Ryosuke; Suenaga, Kazu (2015). "Espectroscopia de pérdida de energía de electrones de un solo átomo de elementos ligeros". Comunicaciones de la naturaleza . 6 : 7943. Código Bib : 2015NatCo...6.7943S. doi : 10.1038/ncomms8943. PMC 4532884 . PMID  26228378. (Información suplementaria)
  7. ^ Friestad, GK; Branchaud, BP (1999). Reich, HJ; Rigby, JH (eds.). Manual de reactivos para síntesis orgánica: reactivos ácidos y básicos . Nueva York: Wiley. págs. 99-103. ISBN 978-0-471-97925-8.
  8. ^ Lide, DR, ed. (2005). "Presión de vapor" (PDF) . Manual CRC de Química y Física (86ª ed.). Boca Ratón (FL): Prensa CRC. pag. 6.63. ISBN 0-8493-0486-5.
  9. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1984). Química de los elementos. Oxford: Prensa de Pérgamo . págs. 82–83. ISBN 978-0-08-022057-4.
  10. ^ ab Fiorenza, M; Mordini, A; Papaleo, S; Pastorelli, S; Ricci, A (1985). "Reacciones de organosilanos inducidas por iones fluoruro: la preparación de compuestos mono y dicarbonilo a partir de β-cetosilanos". Letras de tetraedro . 26 (6): 787–788. doi :10.1016/S0040-4039(00)89137-6.
  11. ^ Evans, FW; Litt, MH; Weidler-Kubanek, AM; Avonda, FP (1968). "Formación de aductos entre cetonas fluoradas y fluoruros metálicos". Revista de Química Orgánica . 33 (5): 1837–1839. doi :10.1021/jo01269a028.
  12. ^ Smith, Adam P.; Lamba, Jaydeep JS y Fraser, Cassandra L. (2002). "Síntesis eficiente de halometil-2,2'-bipiridinas: 4,4'-bis (clorometil) -2,2'-bipiridina". Síntesis orgánicas . 78 : 82; Volúmenes recopilados , vol. 10, pág. 107.
  13. ^ "Listado MSDS de fluoruro de cesio". peligro.com . 27 de abril de 1993. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2012 . Consultado el 7 de septiembre de 2007 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )
  14. ^ "Listado MSDS para cloruro de cesio". peligro.com . JT Baker. 16 de enero de 2006. Archivado desde el original el 13 de marzo de 2012 . Consultado el 7 de septiembre de 2007 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )