フッ化セシウム

フッ化セシウム
	フッ化セシウム
	フッ化セシウム
識別番号
	CAS番号フッ化セシウム
	13400-13-0 3Dモデル（ JSmol ）
インタラクティブ画像
ケムスパイダー	24179 はい;
ECHA情報カード	100.033.156;
EC番号	236-487-3 はい;
PubChem CID	100.033.156
RTECS番号	FK9650000;
UNII	T76A371HJR;
CompToxダッシュボード（ EPA ）	DTXSID30893927;
InChI	InChI=1S/Cs.FH/h;1H/q+1;/p-1;
キー: XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M	DTXSID30893927;
	凡例: XJHCXCQVJFPJIK-REWHXWOFAY スマイルズはい [F-].[Cs+] はい; 性質化学式;
	CsF モル質量;
151.903 g/mol [ 1 ]
外観	白色結晶固体
密度	151.903 g/mol
融点	703℃ (1,297°F; 976 K) [ 1 ]
沸点	4.64 g/cm 3
水への溶解度	703℃（1,297°F; 976K）
溶解度	アセトン、ジエチルエーテル、ピリジン、エタノールに不溶。メタノールでは191g/100mL
塩基度（p K b ）	573.0 g/100 mL (25 °C)
磁化率(χ)	−44.5·10 −6 cm 3 /モル[ 2 ];
屈折率（nD ）	1.477
構造	−44.5·10 −6 cm 3 /mol
立方晶系、cF8	空間群
Fm 3 m、No. 225 [ 3 ]
格子定数	立方晶系、 cF8
空間群	Fm 3 m、No. 225
格子定数	a = 0.6008 nm
格子体積（V）	0.2169 nm 3
数式単位（Z）	4
配位幾何学	八面体
双極子モーメント	7.9 D
熱化学
熱容量 ( ℃ )	51.1 J/mol·K
標準; モルエントロピー（S⦵298 ）	92.8 J/モル·K
; 標準生成エンタルピー（Δ f H ⦵ 298）	−553.5 kJ/モル
ギブスの自由エネルギー（Δ f G ⦵）	−525.5 kJ/モル
危険
	労働安全衛生（OHS/OSH）
主な危険	有毒
	GHSラベル
ピクトグラム
注意喚起語	危険
危険有害性情報	H301、H311、H315、H318、H331、H361f
注意書き	P201、P202、P260、P261、P264、P270、P271、P280、P281、P301+ P310 、P301+P330+P331、P302+P352、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P308+P313、P310、P311、P312、P321、P322、P330、P332+P313、P361、P362、P363、P403+P233、P405、P501
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）	3 0 0
引火点	不燃性
安全データシート（SDS）	外部MSDS
関連化合物
その他の陰イオン	塩化セシウム; 臭化セシウム; ヨウ化セシウム; アスタチドセシウム
その他の陽イオン	フッ化リチウム; 、フッ化ナトリウム; 、フッ化カリウム; 、フッ化ルビジウム、; フッ化フランシウム
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。いいえ検証する（何ですか？）はいいいえ情報ボックスの参照

化合物

フッ化セシウム（アメリカ英語ではcesium fluoride）は、化学式CsFの無機化合物です。吸湿性の白色塩であるフッ化セシウムは、フッ化物イオンの供給源として有機化合物の合成に使用されます。 ^[5]セシウムは一般に入手可能なすべての元素の中で最も高い電気陽性度を持ち、フッ素は最も高い電気陰性度を持つため、この化合物は教育的観点から注目に値します

合成と特性

フッ化セシウムは、水酸化セシウム（CsOH）とフッ化水素酸（HF）の反応によって調製され、得られた塩は再結晶によって精製することができます。反応式は以下のとおりです。

CsOH + HF → CsF + H ₂ O

同じ反応を利用してフッ化セシウムを生成する別の方法は、炭酸セシウム（Cs ₂ CO ₃）をフッ化水素酸で処理し、得られた塩を再結晶化によって精製することです。反応式は以下の通りです。

Cs ₂ CO ₃ + 2 HF → 2 CsF + H ₂ O + CO ₂

CsFは、フッ化ナトリウムやフッ化カリウムよりも有機溶媒に溶けやすい。無水物として入手可能であり、水分を吸収した場合は、真空中で100℃、2時間加熱することで容易に乾燥できる。^[7] CsFの蒸気圧は、825℃で1キロパスカル、999℃で10kPa、1249℃で100kPaに達する。^[8]

構造

フッ化セシウムは岩塩構造を有しており、これはCs ⁺とF ^-が塩化ナトリウム中のNa ⁺とCl ^{-と同様に}立方最密充填構造をとっていることを意味します。 ^[3]塩化ナトリウムとは異なり、フッ化セシウムの陰イオンは陽イオンよりも小さいため、通常の条件下では、陰イオンのサイズが6より大きな配位数を立体的に阻害します。より大きなハロゲン化物イオンは、他のハロゲン化セシウム結晶で見られる8配位を可能にします

有機合成における応用

CsFは高度に解離しているため、関連するアルカリ金属塩よりも反応性の高いフッ化物源です。CsFは、テトラ-n-ブチルアンモニウムフルオリド（TBAF）およびTAS-フルオリド（TASF）の代替品です。

塩基として

他の可溶性フッ化物と同様に、HFは弱酸であるため、CsFは中程度の塩基性を示します。フッ化物の求核性が低いため、有機化学において有用な塩基となり得ます。^{[9] CsFは}、クネーフェナーゲル縮合反応において、 KFやNaFよりも高い収率を与えます。^[10]

Cs-F結合の形成

フッ化セシウムは、有機フッ素化学におけるフッ化物源として利用されます。フッ化カリウムと同様に、CsFはヘキサフルオロアセトンと反応して安定なパーフルオロアルコキシド塩を形成します。^[11]電子不足の塩化アリールをフッ化アリールに変換します（ハレックス法）が、フッ化カリウムの方が一般的に用いられています。

脱保護剤

Si - F結合の強さから、フッ化物は脱シリル化反応、すなわち有機合成におけるSi-O結合の切断に有用である。^[12] CsFはこのような反応によく用いられる。THFまたはDMF中のフッ化セシウム溶液は、様々な有機ケイ素化合物を攻撃して有機ケイ素フッ化物とカルボアニオンを生成する。これは求電子剤と反応することができる。例えば、以下の通りである。 ^[10]

注意事項

他の可溶性フッ化物と同様に、CsFは中程度の毒性があります。^[13]酸との接触は避けてください。酸は非常に毒性が高く腐食性の高いフッ化水素酸を生成するためです。セシウムイオン（Cs ⁺）と塩化セシウムは、一般的に毒性があるとは考えられていません。^[14]

参考文献

^ abcd Haynes, William M. 編 (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press . p. 4.57. ISBN 1-4398-5511-0。
^ Haynes, William M.編 (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (第92版). フロリダ州ボカラトン: CRC Press . p. 4.132. ISBN 1-4398-5511-0。
^ abcd Davey, Wheeler P. (1923). 「アルカリハライド結晶の精密測定」. Physical Review . 21 (2): 143– 161. Bibcode :1923PhRv...21..143D. doi :10.1103/PhysRev.21.143.
^ abcd Haynes, William M. 編 (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (第92版). フロリダ州ボカラトン: CRC Press . p. 5.10. ISBN 1-4398-5511-0。
^ Friestad, Gregory K.; Branchaud, Bruce P.; Navarrini, Walter; Sansotera, Maurizio (2007). 「フッ化セシウム」.有機合成試薬百科事典. doi :10.1002/047084289X.rc050.pub2. ISBN 978-0-471-93623-7。
^ 千賀良介、末永和 (2015). 「軽元素の単原子電子エネルギー損失分光法」 Nature Communications . 6 : 7943. Bibcode :2015NatCo...6.7943S. doi :10.1038/ncomms8943. PMC 4532884. PMID 26228378 （補足情報）
^ Friestad, GK; Branchaud, BP (1999). Reich, HJ; Rigby, JH (編).有機合成試薬ハンドブック：酸性および塩基性試薬. ニューヨーク：Wiley. pp. 99– 103. ISBN 978-0-471-97925-8。
^ Lide, DR編 (2005). 「蒸気圧」(PDF) . CRC化学物理ハンドブック(第86版). ボカラトン (フロリダ州): CRCプレス. p. 6.63. ISBN 0-8493-0486-5。
^ グリーンウッド、ノーマン・N.、アーンショウ、アラン（1984年）。『元素の化学』オックスフォード：ペルガモン・プレス、 82～ 83ページ。ISBN 978-0-08-022057-4。
^ ab Fiorenza, M; Mordini, A; Papaleo, S; Pastorelli, S; Ricci, A (1985). 「フッ化物イオン誘起有機シラン反応：β-ケトシランからのモノおよびジカルボニル化合物の合成」Tetrahedron Letters . 26 (6): 787– 788. doi :10.1016/S0040-4039(00)89137-6
^ Evans, FW; Litt, MH; Weidler-Kubanek, AM; Avonda, FP (1968). 「フッ素化ケトンと金属フッ化物との付加物の形成」. Journal of Organic Chemistry . 33 (5): 1837– 1839. doi :10.1021/jo01269a028.
^ Smith, Adam P.; Lamba, Jaydeep JS & Fraser, Cassandra L. (2002). 「ハロメチル-2,2'-ビピリジンの効率的合成：4,4'-ビス(クロロメチル)-2,2'-ビピリジン」. Organic Syntheses . 78 : 82;集成巻、第10巻、107ページ。
^ 「フッ化セシウムのMSDSリスト」. hazard.com . 1993年4月27日. 2012年2月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年9月7日閲覧。
^ 「塩化セシウムのMSDSリスト」. hazard.com . JT Baker. 2006年1月16日. 2012年3月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年9月7日閲覧。

[crc-1] Haynes, William M. 編 (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press . p. 4.57. ISBN 1-4398-5511-0。

[2] Haynes, William M.編 (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (第92版). フロリダ州ボカラトン: CRC Press . p. 4.132. ISBN 1-4398-5511-0。

[str-3] Davey, Wheeler P. (1923). 「アルカリハライド結晶の精密測定」. Physical Review . 21 (2): 143– 161. Bibcode :1923PhRv...21..143D. doi :10.1103/PhysRev.21.143.

[b92t-4] Haynes, William M. 編 (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (第92版). フロリダ州ボカラトン: CRC Press . p. 5.10. ISBN 1-4398-5511-0。

[5] Friestad, Gregory K.; Branchaud, Bruce P.; Navarrini, Walter; Sansotera, Maurizio (2007). 「フッ化セシウム」.有機合成試薬百科事典. doi :10.1002/047084289X.rc050.pub2. ISBN 978-0-471-93623-7。

[chains-6] 千賀良介、末永和 (2015). 「軽元素の単原子電子エネルギー損失分光法」 Nature Communications . 6 : 7943. Bibcode :2015NatCo...6.7943S. doi :10.1038/ncomms8943. PMC 4532884. PMID 26228378 （補足情報）

[Friestad-7] Friestad, GK; Branchaud, BP (1999). Reich, HJ; Rigby, JH (編).有機合成試薬ハンドブック：酸性および塩基性試薬. ニューヨーク：Wiley. pp. 99– 103. ISBN 978-0-471-97925-8。

[8] Lide, DR編 (2005). 「蒸気圧」(PDF) . CRC化学物理ハンドブック(第86版). ボカラトン (フロリダ州): CRCプレス. p. 6.63. ISBN 0-8493-0486-5。

[greenwood-9] グリーンウッド、ノーマン・N.、アーンショウ、アラン（1984年）。『元素の化学』オックスフォード：ペルガモン・プレス、 82～ 83ページ。ISBN 978-0-08-022057-4。

[Fiorenza-10] Fiorenza, M; Mordini, A; Papaleo, S; Pastorelli, S; Ricci, A (1985). 「フッ化物イオン誘起有機シラン反応：β-ケトシランからのモノおよびジカルボニル化合物の合成」Tetrahedron Letters . 26 (6): 787– 788. doi :10.1016/S0040-4039(00)89137-6

[11] Evans, FW; Litt, MH; Weidler-Kubanek, AM; Avonda, FP (1968). 「フッ素化ケトンと金属フッ化物との付加物の形成」. Journal of Organic Chemistry . 33 (5): 1837– 1839. doi :10.1021/jo01269a028.

[12] Smith, Adam P.; Lamba, Jaydeep JS & Fraser, Cassandra L. (2002). 「ハロメチル-2,2'-ビピリジンの効率的合成：4,4'-ビス(クロロメチル)-2,2'-ビピリジン」. Organic Syntheses . 78 : 82;集成巻、第10巻、107ページ。

[msds-csf-13] 「フッ化セシウムのMSDSリスト」. hazard.com . 1993年4月27日. 2012年2月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年9月7日閲覧。

[msds-cscl-14] 「塩化セシウムのMSDSリスト」. hazard.com . JT Baker. 2006年1月16日. 2012年3月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年9月7日閲覧。