次氟酸

命名介绍

在1971年，美国的两位科学家成功地合成了HOF，动摇了长期以来人们认为氟的含氧酸不存在的观点。于是大量有关HOF的文章及试题纷至沓来，有的高校无机教材中也对HOF做了介绍，它们都冠HOF为次氟酸，甚至连一些化合物含有-OF基团的也称之为次氟酸盐。

在一般的含氧酸当中，氧元素的氧化数为-2，成酸元素的氧化数均为正值，比如亚磷酸（H3PO3）、次磷酸（H3PO2）中，磷的氧化数分别为+3、+1；而在HOF中，由于F非金属性较之O更强，所以在HOF分子中，O、F之间共用电子对偏向于F原子，因此F的氧化数为-1，而O的氧化数为0，所以可以说，HOF不是普遍意义上的含氧酸，而应另属其它类，故其命名也应有别于一般含氧酸的命名，而不能因为HOF的分子式，电子式与次氯酸类似，便不去考察含氧酸的命名原则及物质的性质，靠直觉将其称为次氟酸。

物理性质

化学式：HOF（注：其结构为H-O-F，氟显-1价，氧为0价，故应称其为氟氧酸）

相对分子质量：36.0057

面板：淡黄色液体或白色固体

熔点：−117°C

沸点：<0°C

0°C分解

化学性质

烯烃环氧化

次氟酸可与烯烃发生环氧化反应，反应通常很快，产率很高，与缺电子的对硝基二苯乙烯反应都能得到70%的产率。次氟酸与带有双键的羧酸反应时，不需用酯来保护羧基，直接反应即可得到环氧化物，且产率很高。与肉桂酸反应时，虽然分子中双键与羧基相连，但生成环氧化物的产率仍超过90%。

羟基化

製取α-羟基羰基化合物对α-羟基羰基化合物的研究一直吸引着有机化学家的兴趣。用次氟酸作氧化剂氧化烯醇醚（通常为三甲硅基）製得α-羟基羰基化合物的方法，避免了其他方法残留的重金属废料，减少了对环境的污染。一般认为该反应中次氟酸先对烯醇的双键进行环氧化，然后发生氟离子和水分子对环碳原子的亲核进攻，引入羟基，三元环开启。而后氟/羟基及硅基离去，恢复羰基，得到α-羟基羰基化合物。

次氟酸在室温下与苯乙酮的三甲硅基烯醇醚反应时，反应在5-10分锺内完成，产物为α-羟基苯乙酮，产率高于90%。次氟酸还可与富电子的叔碳反应，生成构型保持的叔醇。

与金刚烷反应生成1-金刚烷醇，产率80%。硫醚和芳香性的噻吩都会被次氟酸氧化，且产率很高。不能被过氧酸及二甲基双环氧乙烷（DMDO）氧化的2,5-二氯噻吩，在室温下与次氟酸反应30分锺后，可以成功被转化为相应的碸，产率70%。

无论脂肪族还是芳香族的胺类都可以被次氟酸氧化为硝基化合物，通常反应很快且产率不俗。所有的氨基酸都可以通过此反应被转化为硝基酸，下图中，缬氨酸的甲基酯与次氟酸乙腈溶液反应，成功以超过80%的产率得到了2-硝基-3-甲基丁酸甲酯。

此外，次氟酸可将膦和胺分别氧化为氧化膦和氧化胺。它与邻菲罗啉反应成功得到了1,10-二氧化邻菲罗啉。

其他氧化反应

①氧化硫醚为碸

硫醚和芳香性的噻吩都会被氟氧酸氧化，且产率很高。不能被过氧酸及二甲基双环氧乙烷（DMDO）氧化的2,5-二氯噻吩，在室温下与氟氧酸反应30分锺后，可以成功被转化为相应的碸，产率70%。

②氧化胺为硝基化合物 

无论脂肪族还是芳香族的胺类都可以被氟氧酸氧化为硝基化合物，通常反应很快且产率不俗。所有的氨基酸都可以通过此反应被转化为硝基酸，如下图中，缬氨酸的甲基酯与氟氧酸乙腈溶液反应，成功以超过80%的产率得到了2-硝基-3-甲基丁酸甲酯。

此外，氟氧酸可将膦和胺分别氧化为氧化膦和氧化胺。它与邻菲罗啉反应成功得到了1,10-二氧化邻菲罗啉。

製取方法

1971年美国的斯图尔杰和阿佩裏曼在0℃以下，用被氮气稀释的氟气在细冰上缓慢通过製得。该物质极为不稳定，容易爆炸分解，但在乙腈中却相对稳定的多。虽然次氟酸在室温下便会分解，它仍然会带有刺激性的气味，并且有剧毒。(由于HF的原因)

2HOF→2HF+O2在次氟酸中，氧的化合价为0价，生成的氧气的化合价也为0价，氢、氟的化合价前后也没变，但是次氟酸分解的反应属于氧化还原反应。原因是次氟酸中的氧的价键发生了偏移，在氧气中，氧原子的共价键和氧原子相连。（根据氧化还原反应的定义：化合价变化或者电子发生偏移的反应）

根据X射线晶体学的研究，固态次氟酸分子为角形，键角为101°，O-F和O-H距离分别为1.442和0.78A，分子间有O-H…O键连成的链。下图是气态次氟酸分子的结构。

次氟酸遇水分解。在乙腈中电离出乙腈合氢离子(CH3CNH )完全电离，酸性较盐酸强。

次氟酸是一个较新颖的氧化剂。分子中，氧与电负性更强的氟键连，O-F键不稳定，因此次氟酸是具有高度亲电性的供氧试剂，套用性极强。

有机合成中最常用的是它的乙腈溶液（HOF·CH3CN）。该溶液具有较高的稳定性，可由氮气稀释的氟气通过含水分的乙腈得到，室温下可稳定存在数小时。一般用它作供氧试剂或羟基化试剂。它参与的反应也称为“Roze-n反应”（Rozenoxidation），一般有两个特点：

反应性强：反应速率快，与很多不活泼或钝化的有机化合物也会发生反应；

产率高，一般都超过70%。