次酸是一種無機(jī)化合物，化學(xué)式為HOF，淡黃色液體或白色固體，遇水分解，但在乙腈中可以較為穩(wěn)定地存在，次氟酸是很好的氧化劑，可以和很多難以被氧化的有機(jī)化合物反應(yīng)，且反應(yīng)條件溫和。
通常所認(rèn)為的次氟酸是指化學(xué)式為HOF的化合物。實(shí)際上，該名稱并不準(zhǔn)確，由于電負(fù)性的緣故，HOF中的氟仍為-1價(jià)，而氧則為0價(jià)，故認(rèn)為其名稱應(yīng)為“氟氧酸”。它可由氟氣緩緩?fù)ㄟ^細(xì)冰表面氧化得到，是唯一可分離出固態(tài)的“次鹵酸”，具爆炸性，會(huì)分解為氟化氫氣體和氧氣。1971年由美國科學(xué)家斯圖爾杰和阿佩里曼首次制得。次氟酸是很好的氧化劑，可以和很多難以被氧化的有機(jī)物反應(yīng)，且反應(yīng)條件溫和。
命名介紹
在1971年，美國的兩位科學(xué)家成功地合成了HOF，動(dòng)搖了長期以來人們認(rèn)為氟的含氧酸不存在的觀點(diǎn)。于是大量有關(guān)HOF的文章及試題紛至沓來，有的高校無機(jī)化合物教材中也對(duì)HOF做了介紹，它們都冠HOF為次氟酸，甚至連一些化合物含有-OF基團(tuán)的也稱之為次氟酸鹽。
在一般的含氧酸當(dāng)中，氧元素的氧化數(shù)為-2，成酸元素的氧化數(shù)均為正值，比如亞磷酸（H3PO3）、次磷酸（H3PO2）中，磷的氧化數(shù)分別為+3、+1；而在HOF中，由于F非金屬性較之O更強(qiáng)，所以在HOF分子中，O、F之間共用電子對(duì)偏向于F原子，因此F的氧化數(shù)為-1，而O的氧化數(shù)為0，所以可以說，HOF不是普遍意義上的含氧酸，而應(yīng)另屬其它類，故其命名也應(yīng)有別于一般含氧酸的命名，而不能因?yàn)镠OF的分子式，電子式與次氯酸類似，便不去考察含氧酸的命名原則及物質(zhì)的性質(zhì)，靠直覺將其稱為次氟酸。
發(fā)現(xiàn)
1971年美國的斯圖爾杰和阿佩里曼在0℃以下，用被氮?dú)?/a>稀釋的氟氣在細(xì)冰上緩慢通過制得。
F2 + H2O → HOF + HF
該物質(zhì)極為不穩(wěn)定，容易爆炸分解。氟氧酸在室溫下便會(huì)分解，帶有刺激性的氣味，并且有劇毒。
2HOF → 2HF + O2
結(jié)構(gòu)
在氟氧酸中，氧的化合價(jià)為0價(jià)，生成的氧氣的化合價(jià)也為0價(jià)，氫和氧的化合價(jià)前后也沒變，但是氟氧酸的分解反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。原因是氧原子的電子發(fā)生了偏移。在氟氧酸中，O-F鍵電子對(duì)偏向F，而在氧氣中，O-O鍵電子對(duì)沒有偏向。所以HOF分解成O2時(shí)，電子對(duì)有偏移。（根據(jù)氧化還原反應(yīng)的定義：電子轉(zhuǎn)移或者電子發(fā)生偏移的反應(yīng)）
根據(jù)X射線晶體學(xué)的研究，固態(tài)氟氧酸分子為角形，鍵角為101°，O-F和O-H距離分別為1.442A和0.78A，分子間有O-H…O鍵連成的鏈。
化學(xué)性質(zhì)
烯烴環(huán)氧化
次氟酸可與烯烴發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)，反應(yīng)通常很快，產(chǎn)率很高，與缺電子的對(duì)硝基二苯乙烯反應(yīng)都能得到70%的產(chǎn)率。次氟酸與帶有雙鍵的羧酸反應(yīng)時(shí)，不需用來保護(hù)羧基，直接反應(yīng)即可得到環(huán)氧化物，且產(chǎn)率很高。與肉桂酸反應(yīng)時(shí)，雖然分子中雙鍵與羧基相連，但生成環(huán)氧化物的產(chǎn)率仍超過90%。
羥基化
制取α-羥基基化合物對(duì)α-羥基羰基化合物的研究一直吸引著有機(jī)化學(xué)家的興趣。用次氟酸作氧化劑氧化烯醇醚（通常為三甲硅基）制得α-羥基羰基化合物的方法，避免了其他方法殘留的重金屬廢料，減少了對(duì)環(huán)境的污染。一般認(rèn)為該反應(yīng)中次氟酸先對(duì)烯醇的雙鍵進(jìn)行環(huán)氧化，然后發(fā)生氟化物和水分子對(duì)環(huán)碳原子的親核進(jìn)攻，引入羥基，三元環(huán)打開。而后氟/羥基及硅基離去，恢復(fù)羰基，得到α-羥基羰基化合物。
次氟酸在室溫下與苯乙酮的三甲硅基烯醇醚反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)在5-10分鐘內(nèi)完成，產(chǎn)物為α-羥基苯乙，產(chǎn)率高于90%。次氟酸還可與富電子的叔碳反應(yīng)，生成構(gòu)型保持的叔醇。
與金剛烷反應(yīng)生成1-金剛烷醇，產(chǎn)率80%。硫醚和芳香性的噻吩都會(huì)被次氟酸氧化，且產(chǎn)率很高。不能被過氧酸及二甲基雙環(huán)氧乙（DMDO）氧化的2,5-二氯噻吩，在室溫下與次氟酸反應(yīng)30分鐘后，可以成功被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的，產(chǎn)率70%。
無論脂肪族還是芳香族的胺類都可以被次氟酸氧化為硝基化合物，通常反應(yīng)很快且產(chǎn)率不俗。所有的氨基酸都可以通過此反應(yīng)被轉(zhuǎn)化為硝基酸，下圖中，氨酸的甲基酯與次氟酸乙腈溶液反應(yīng)，成功以超過80%的產(chǎn)率得到了2-硝基-3-甲基丁酸甲酯。
此外，次氟酸可將膦和胺分別氧化為氧化膦和氧化胺。它與鄰二氮菲反應(yīng)成功得到了1，10-二氧化鄰菲羅啉。
參考資料 >