常用酸碱试剂---三氟甲磺酸

【英文名称】Trifluoromethanesulfonic Acid

【分子式】CHF3O3S

【分子量】150.08

【CAS登录号】1493-13-6

【缩写及别名】TfOH

【物理性质】无色或淡黄色液体，bp 162 °C/760 mmHg (101325 Pa), 54°C/8 mmHg (1066.58 Pa), d 1.696 g/cm3。易溶于水

和一些极性较大的有机溶剂，例如：DMF、DMSO、二甲亚砜、二甲基砜和乙腈等，并常在这些溶剂进行反应。也可溶于醇类、酮类、醚类和酯类溶剂。

【制备和商品】国内外试剂公司均有销售。也可通过三氟甲磺酰氟碱性水解来制备。

【注意事项】具有很强的吸湿性，与空气接触时会发烟。具有很强的腐蚀性，须在通风橱中进行操作。

三氟甲磺酸是实验室比较常用的一种有机强酸，它可以用来制备三氟甲磺酸酐和多种三氟甲磺酸衍生物。三氟甲磺酸也是烯和醚类寡聚和多聚的有效催化剂。

在过量的五氧化二磷或乙烯酮的存在下，三氟甲磺酸可以发生脱水反应生成三氟甲磺酸酐(式1)[1]。

用作酸催化剂 三氟甲磺酸是最强的有机酸之一。由于三氟甲磺酸和它的共轭碱(三氟甲磺酸根)具有很高的热力学稳定性，对一般的氧化-还原反应不敏感。因此，三氟甲磺酸可以应用在多种酸催化的反应中。由于三氟甲磺酸具有很强的给质子的特性，它可以用来催化一些在一般条件下难以发生的Diels-Alder环化反应(式2)[2]。

三氟甲磺酸也是一种很强的Lewis酸，相应的三氟甲磺酰基具有很强的吸电子性能。当它和酰基化试剂结合时，生成活化的酰基化中间体，进而比较容易发生催化 Friedel - Crafts 酰基化反应例如：三氟甲磺酸的三甲基硅酯可以催化分子内的Friedel-Crafts酰基化反应，生成环状酮类化合物(式3)[4]。还有其它一些三氟甲磺酸盐也具有催化Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应能力，例如：4-苄基氨甲酰苯基苯胺三氟甲磺酸盐[5]

(BCPPAT)和Yb(OTf)3 是高效 Friedel-Crafts苄基化和环己基化反应的催化剂。三氟甲磺酸可以使很多基团发生离子化，例如：它可以离子化叠氮化合物，使之更容易发生Diels-Alder反应(式4)[6]。

作为过渡金属的配体 三氟甲磺酸根可以作为一些过渡金属的配体，它的金属盐可以作为一些反应的催化剂。例如：三氟甲磺酸铜(I)可以催化Diels-Alder反应的顺利进行(式5)[7]。

羟醛缩合反应 一些三氟甲磺酸盐还可以催化羟醛缩合反应。例如:铑的三氟甲磺酸盐可以催化分子内的羟醛缩合反应(式6)[8]。

参考文献

1. Hembre, S. R. T.; Lin, R. 2001, WO 2001066516.

2. Aggarwal, V. K.; Vennall, G. P.; Davey, P. N.; Newman, C. Tetrahedron Lett. 1997,38,2569.

3. Anderson, K. W.; Tepe, J. J. Tetrahedron 2002,58,8475.

4. Eric, F.; Dan, F.; Ashraf, W.; Julie, M. G. J. Org, Chem. 2005, 70,1316.

5. Lei, M.; Geng, L.; Wang, Y. G. Chinese J. Org. Chem. 2003, 23,438.

6. Mahoney, J. M.; Smith, C. R.; Johnston, J. N. J. Am. Chem. Soc. 2005,127,1354.

7. Yao, S.; Saaby，S,; Hazell, R. G.; Jorgensen, K. A. Chem. Eur. J. 2000,6,2435.

8. Phillip, K. K.; Michael, J. K. Org. Lett. 2004, 6, 691.