Cloropentafluoruro de azufre

Plantilla:Ficha de compuesto químico El cloropentafluoruro de azufre es un compuesto inorgánico de fórmula SClF₅. Existe como gas incoloro a temperatura ambiente y es altamente tóxico, como la mayoría de los compuestos que contienen el grupo funcional pentafluorosulfuro (SF₅). El compuesto adopta una geometría octaédrica con simetría C_4v. El cloropentafluoruro de azufre es un reactivo disponible comercialmente para la adición del grupo SF₅ a compuestos orgánicos.

Obtención y preparación

El cloropentafluoruro de azufre se puede obtener haciendo reaccionar tetrafluoruro de azufre con cloro y fluoruro de potasio o fluoruro de cesio a 175 °C:

$\mathrm{S}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{s}\mathrm{F}\mathrm{⟶}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{s}\mathrm{C}\mathrm{l}$

La preparación también es posible haciendo reaccionar tetrafluoruro de azufre con monofluoruro de cloro a 380 °C:

$\mathrm{S}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}\mathrm{⟶}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}$

Dado que el fluoruro de cesio actúa como catalizador, la reacción anterior puede llevarse a cabo a temperaturas más bajas.

Otra materia prima de partida puede ser el decafluoruro de diazufre, calentándolo en presencia de cloro:

${\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}$

Propiedades y reactividad

En contraste con la alta reactividad y toxicidad del SF₅Cl, el hexafluoruro de azufre (SF₆) es inerte y no tóxico, a pesar de que tiene una fórmula química estrechamente relacionada. Esta diferencia pone de relieve la inestabilidad del enlace S-Cl en esta molécula.

El cloropentafluoruro de azufre (SClF₅) es un gas incoloro y un agente oxidante fuerte. Es mucho más reactivo que el hexafluoruro de azufre (SF₆) porque el enlace S-Cl es más débil que el enlace S-F. Por lo tanto, reacciona por un lado de acuerdo con los mecanismos de reacción radicales del SF₆ y, por otro lado, se hidroliza mucho más fácilmente que éste.

Cuando se calienta a más de 400 °C o bajo luz UV, se descompone a través de los radicales ·SF5 en tetrafluoruro de azufre y hexafluoruro de azufre:

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{S}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{F}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

Reacciona con hidrógeno y radiación para formar el decafluoruro de disulfuro extremadamente tóxico.

$\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{S}\mathrm{-}\mathrm{S}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

El cloropentafluoruro de azufre se puede usar para introducir grupos SF₅:

El SClF₅ adiciona radicales libres en los enlaces dobles:

La reacción con el propeno es catalizada por Et₃B en torno a -30 °C.:

$\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{-}\mathrm{S}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}$

El SClF₅ también reacciona con otros alquenos:

$\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{(}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{S}\mathrm{)}\mathrm{F}\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{C}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{l}$