次氟酸

次氟酸指化學式為HOF的化合物。有的教科書因此將次氟酸中的氟視作+1氧化態，實際上，該名稱並不準確，由於電負性的緣故，「次氟酸」中的氟仍為-1氧化態。它可由水/冰以氟氣氧化得到，是唯一可分離出固態的「次鹵酸」，具爆炸性，會分解為HF和氧氣：^[1]

2HOF → 2HF + O₂

氟氧酸
IUPAC名 Hypofluorous acid
別名	氟氫化氧、氟氧化氫 氟(I)酸
識別
CAS號	14034-79-8  Y
PubChem	123334
ChemSpider	109936
SMILES	OF
InChI	1/FHO/c1-2/h2H
InChIKey	AQYSYJUIMQTRMV-UHFFFAOYAN
性質
化學式	HFO
莫耳質量	36.0057 g·mol⁻¹
外觀	淡黃色液體或白色固體
熔點	−117 °C
沸點	< 0 °C 0°C分解
相關物質
其他陽離子	LiOF
相關化學品	HOCl、HOBr
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

根據X射線晶體學的研究，固態次氟酸分子為角形，鍵角為101°，^[1] O-F和O-H距離分別為1.442和0.78A，分子間有O-H…O鍵連成的鏈。右圖是氣態次氟酸分子的結構。

有機合成

次氟酸是一個較新穎的氧化劑。分子中，O-F鍵不穩定；氧與電負性比氧強的氟連接，以致當中的氧偏向帶正電，因此次氟酸是具有高度親電性的供氧試劑(次氟酸中的氧有親電性)，應用性極強。^[2]

有機合成中最常用的是它的乙腈溶液（HOF·CH₃CN）。該溶液具有較高的穩定性，可由氮氣稀釋的氟氣通過含水分的乙腈得到，室溫下可穩定存在數小時。一般用它作供氧試劑或羥基化試劑。它參與的反應也稱為「Rozen反應」（Rozen oxidation），一般有兩個特點：

1. 反應性強：反應速率快，與很多不活潑或鈍化的有機化合物也會發生反應；
2. 產率高，一般都超過70%。

它參與的反應大致可分為幾類：

烯烴環氧化

次氟酸可與烯烴發生環氧化反應，反應通常很快，產率很高，與缺電子的對硝基二苯乙烯反應都能得到70%的產率：^[3]

次氟酸與帶有雙鍵的羧酸反應時，不需用酯來保護羧基，直接反應即可得到環氧化物，且產率很高。與肉桂酸反應時，雖然分子中雙鍵與羧基相連，但生成環氧化物的產率仍超過90%。^[4]

羥基化

製取α-羥基羰基化合物

對α-羥基羰基化合物的研究一直吸引著有機化學家的興趣。用次氟酸作氧化劑氧化烯醇醚（通常為三甲矽基）製得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，減少了對環境的污染。一般認為該反應中次氟酸先對烯醇的雙鍵進行環氧化，然後發生氟離子和水分子對環碳原子的親核進攻，引入羥基，三元環打開。而後氟/羥基及矽基離去，恢復羰基，得到α-羥基羰基化合物。

次氟酸在室溫下與苯乙酮的三甲矽基烯醇醚反應時，反應在5-10分鐘內完成，產物為α-羥基苯乙酮，產率高於90%。^[5]

下圖中的化合物與1,2-茚二酮都可用於檢驗指紋。在製備方面，次氟酸作原料的路線產率最高，有很強的優越性：^[6]

其他

次氟酸可與富電子的叔碳反應，生成構型保持的叔醇。與金剛烷反應生成1-金剛烷醇，產率80%：

其他氧化反應

• 氧化硫醚為碸

硫醚和芳香性的噻吩都會被次氟酸氧化，且產率很高。不能被過氧酸及二甲基雙環氧乙烷（DMDO）氧化的2,5-二氯噻吩，在室溫下與次氟酸反應30分鐘後，可以成功被轉化為相應的碸，產率70%。^[7]

• 氧化胺為硝基化合物

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，通常反應很快且產率不俗。所有的胺基酸都可以通過此反應被轉化為硝基酸，如下圖中，纈氨酸的甲基酯與次氟酸乙腈溶液反應，成功以超過80%的產率得到了2-硝基-3-甲基丁酸甲酯：^[8][9]

• 其他：次氟酸可將膦和胺分別氧化為氧化膦和氧化胺。它與鄰菲羅啉反應成功得到了1,10-二氧化鄰菲羅啉。^[10][11]

次氟酸鹽

次氟酸鹽是含有 OF⁻（次氟酸的共軛鹼）的化合物。一種次氟酸鹽的例子是次氟酸三氟甲酯 (CF₃OF)。

參見

• 次氯酸、次溴酸、次碘酸—同族的鹵素形成的鹵(I)酸
• 二甲基雙環氧乙烷、過氧酸—其他可進行環氧化的試劑

參考資料

1. W. Poll, G. Pawelke, D. Mootz, E. H. Appelman, 「The Crystal Structure of Hypofluorous Acid : Chain Formation by O-H^{. . .} O Hydrogen Bonds」 Angewandte Chemie International Edition in English 1988, volume 27, pp 392-3.
2. S. Rozen, M. Brand, Angew. Chem. Int. Ed. 1986, 25, 554-5; S. Dayan, Y. Bareket, S. Rozen, Tetrahedron 1999, 55, 3657.
3. 該環氧化合物通常採用非直接的環氧化反應製取：E. Ramirez, A. S. Gulati, C. P. Smith. J. Org. Chem. 33, 13 (1968).
4. S. Rozen, Y. Bareket, S. Dayan. Tetrahedron Lett. 37, 531 (1996).
5. S. Rozen, Y. Bareket. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 627 (1996).
6. S. Dayan, I. Almog, O. Khodzhaev, S. Rozen. J. Org. Chem. 63, 2752 (1998).
7. S. Rozen, Y. Bareket. J. Org. Chem. 62, 1457 (1997).
8. 7 S. Rozen, M. Kol. J. Org. Chem. 57, 7342 (1992).
9. S. Rozen, A. Bar-Haim, E. Mishani. J. Org. Chem. 59, 1208 (1994).
10. S. Rozen, S. Dayan, Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 3471-3.
11. F. Linsker, R.L. Evans, J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 403.

外部連結

• HOF·CH₃CN在有機合成中的應用 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）