Difluoroammina

La difluoroammina è il composto inorganico con formula Template:Chem. Questo alogenuro di azoto in condizioni normali è un gas incolore fortemente reattivo. È un composto instabile che può esplodere facilmente.

Storia

Una sostanza ritenuta difluoroammina fu descritta da Ruff e Staub nel 1931, ma i tentativi successivi di riprodurre la sintesi fallirono, e le proprietà fisiche riportate da Ruff non sono in accordo con quelle attuali. La difluoroammina fu sintetizzata e caratterizzata con certezza per la prima volta nel 1959 da Al Kennedy e Charles B. Colburn, 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:

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{S}\mathrm{H}⟶2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{S}\mathrm{S}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5$

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

$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+2\mathrm{H}\mathrm{F}$

$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+2\mathrm{H}\mathrm{F}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{F}\cdot \mathrm{H}\mathrm{F}$

Reattività

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

$2\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\stackrel{(\mathrm{K}\mathrm{F})}{\to }\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{F}$

La reazione a bassa temperatura con ClF produce clorodifluoroammina:

$\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}⟶\mathrm{N}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{F}$

Template:Chem è una base debole e può formare addotti reagendo a -80 ºC con acidi di Lewis come Template:Chem, Template:Chem e Template:Chem; aumentando la temperatura questi addotti si decompongono prima di arrivare a temperatura ambiente. Sotto i -80 ºC reagisce con Template:Chem in HF anidro formando Template:Chem e Template:Chem.

La difluoroammina può reagire anche come acido:

$\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

se non ci sono basi disponibili, l'anione Template:Chem reagisce formando Template:Chem:

$2\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}^{-}⟶\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{F}{\phantom{A}}^{-}$

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

Bibliografia

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