Difluoroammina

Difluoroammina
Formula di struttura della difluoroammina
Formula di struttura della difluoroammina
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareF2HN
Aspettogas incolore
Numero CAS10405-27-3
PubChem25242
SMILES
N(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,424[1]
Temperatura di fusione−116,4 °C (157 K)[2]
Temperatura di ebollizione−23,6 °C (250 K)[2]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-67[2]
Indicazioni di sicurezza
Frasi H--[3]
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La difluoroammina è il composto inorganico con formula NHF2. Questo alogenuro di azoto in condizioni normali è un gas incolore fortemente reattivo. È un composto instabile che può esplodere facilmente.[2][4]

Storia

Una sostanza ritenuta difluoroammina fu descritta da Ruff e Staub nel 1931,[5] ma i tentativi successivi di riprodurre la sintesi fallirono, e le proprietà fisiche riportate da Ruff non sono in accordo con quelle attuali.[1] La difluoroammina fu sintetizzata e caratterizzata con certezza per la prima volta nel 1959 da Al Kennedy e Charles B. Colburn,[6] isolandola in piccola quantità come sottoprodotto dalla reazione a 250-300 ºC tra trifluoruro di azoto e arsenico.

Sintesi

La difluoroammina si può sintetizzare con una resa del 74% scaldando sotto vuoto una miscela di tetrafluoroidrazina e tiofenolo, con successiva distillazione sotto vuoto. La reazione complessiva risulta:[7]

N 2 F 4 + 2 C 6 H 5 SH ⟶ 2 HNF 2 + C 6 H 5 SSC 6 H 5 {\displaystyle {\ce {N2F4 + 2C6H5SH -> 2HNF2 + C6H5SSC6H5}}}

Alternativamente si può fluorurare l'urea e idrolizzare il difluoruro di urea formato:[8]

CH 4 N 2 O + 2 F 2 ⟶ CH 2 F 2 N 2 O + 2 HF {\displaystyle {\ce {CH4N2O + 2F2 -> CH2F2N2O + 2HF}}}
CH 2 F 2 N 2 O + 2 HF + H 2 O ⟶ NHF 2 + CO 2 + NH 4 F ⋅ HF {\displaystyle {\ce {CH2F2N2O + 2HF + H2O -> NHF2 + CO2 + NH4F.HF}}}

Reattività[2][4]

La difluoroammina si decompone termicamente formando N2F2 in presenza di KF (che assorbe HF rilasciato):

2 NHF 2 → ( KF ) N 2 F 2 + 2 HF {\displaystyle {\ce {2NHF2 ->[{\ce {(KF)}}] N2F2 + 2HF}}}

La reazione a bassa temperatura con ClF produce clorodifluoroammina:

NHF 2 + ClF ⟶ NClF 2 + HF {\displaystyle {\ce {NHF2 + ClF -> NClF2 + HF}}}

NHF2 è una base debole e può formare addotti reagendo a -80 ºC con acidi di Lewis come BF3, PF5 e SO2; aumentando la temperatura questi addotti si decompongono prima di arrivare a temperatura ambiente. Sotto i -80 ºC reagisce con AsF5 in HF anidro formando NH2F+2 e AsF−6.

La difluoroammina può reagire anche come acido:

NHF 2 ↽ − − ⇀ NF 2 − + H + {\displaystyle {\ce {NHF2 <=> NF2- + H+}}}

se non ci sono basi disponibili, l'anione NF−2 reagisce formando N2F2:

2 NF 2 − ⟶ N 2 F 2 + 2 F − {\displaystyle {\ce {2NF2- -> N2F2 + 2F-}}}

In chimica organica la difluoroammina viene talvolta usata per ottenere difluoroammino derivati di composti organici.

Note

  1. ^ a b Lawton e Weber 1959
  2. ^ a b c d e Holleman e Wiberg 2007
  3. ^ Questa sostanza non è stata ancora classificata in termini di pericolosità o non è stata ancora trovata una fonte affidabile e citabile.
  4. ^ a b Hammerl e Klapötke 2006
  5. ^ Ruff e Staub 1931
  6. ^ Kennedy e Colburn 1959
  7. ^ Freeman et al. 1960
  8. ^ Parker et al. 1970

Bibliografia

  • (EN) J. P. Freeman, A. Kennedy e C. B. Colburn, The Direct Synthesis of Difluoramine, in J. Am. Chem. Soc., vol. 82, n. 20, 1960, pp. 5304-5305, DOI:10.1021/ja01505a009.
  • (EN) A. Hammerl e T. M. Klapötke, Nitrogen: Inorganic Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia157, ISBN 9780470862100.
  • (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  • (EN) A. Kennedy e C. B. Colburn, Difluoroamine, in J. Am. Chem. Soc., vol. 81, n. 11, 1959, pp. 2906-2907, DOI:10.1021/ja01520a072.
  • (EN) E. A. Lawton e J. Q. Weber, The direct fluorination of urea: the synthesis and properties of difluoramine, in J. Am. Chem. Soc., vol. 81, n. 17, 1959, p. 4755, DOI:10.1021/ja01526a087.
  • (EN) C. O. Parker, J. P. Freman, W. Graham e M. Lustig, 1,1‐Difluorourea Solutions and Difluoroamine–Extra‐Hazardous Materials, in Inorg. Synth., vol. 12, 1970, pp. 307-312, DOI:10.1002/9780470132432.ch55.
  • (DE) O. Ruff e L. Staub, Stickstofffluoride und ihre Bildungsbedingungen, in Z. anorg. allgem. Chem., vol. 198, n. 1, 1931, pp. 32-38, DOI:10.1002/zaac.19311980103.
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