Hexafluoraceton

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hexafluoraceton
Andere Namen	HFA Perfluoraceton Hexafluor-2-propanon
Summenformel	C3F6O C6H6F12O5 (Sesquihydrat)
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit mit stechendem Geruch (Sesquihydrat)[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 684-16-2 13098-39-0 (Sesquihydrat) EG-Nummer 211-676-3 ECHA-InfoCard 100.010.616 PubChem 12695 Wikidata Q416322
Eigenschaften
Molare Masse	166,02 g·mol−1 193,03 g·mol−1 (Sesquihydrat)
Aggregatzustand	gasförmig flüssig (Sesquihydrat)
Dichte	1,62 g·l−1[2] 1,69 g·cm−3 (Sesquihydrat bei 20 °C)[1]
Schmelzpunkt	−129 °C[2] 11–20 °C (Sesquihydrat)[1]
Siedepunkt	−26 °C[2]
Dampfdruck	0,60 MPa (21,1 °C)[2] 202 hPa (Sesquihydrat bei 20 °C)[1]
Löslichkeit	löslich in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3] Gefahr H- und P-Sätze H: 280​‐​330​‐​314​‐​360 P: 202​‐​260​‐​280​‐​303+361+353+315​‐​304+340+315​‐​305+351+338+315​‐​403​‐​405 [3]
MAK	Schweiz: 0,1 ml·m−3 bzw. 0,7 mg·m−3[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Hexafluoraceton (HFA) ist ein Derivat des Acetons, bei dem alle Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt sind. Als Feinchemikalie ist es im Handel als Sesquihydrat^[5], also mit formal 1,5 Wassermolekülen pro Molekül.

Es dient als Baustein bei der Synthese fluorhaltiger organischer Verbindungen. So werden durch Umsetzung mit Aromaten Vernetzungsmittel für Kautschuke sowie Monomere für die Herstellung von Polyamiden erzeugt.^[6] Weiterhin findet das Deutero-Hydrat als NMR-Lösungsmittel und als Reagenz in der Schutzgruppen-Technik Verwendung.

Herstellung

Zur Herstellung von Hexafluoraceton wird technisch zumeist die Isomerisierung von Hexafluor-1,2-epoxypropan gewählt. So erhält man es durch Umsetzung in Gegenwart von lewis-sauren Katalysatoren wie Al₂O₃, TiO₂, WO₂, AlCl₃, AlBr₃, SnCl₄, VOCl₃, TiCl₄, FeCl₃, CuCl₂ oder ZrOCl₂.^[7]

Eine Labormethode beruht auf der Umsetzung von Perfluorpropen mit Schwefel und Kaliumfluorid und anschließender Ringöffnung des Dithietans mit Kaliumfluorid und Kaliumiodat zum HFA.^[8]

Eigenschaften

Im Hexafluoraceton ist das Carbonyl-Kohlenstoffatom durch seine benachbarten Trifluormethyl-Reste sehr elektronenarm und daher gegenüber Nucleophilen wie selbst Aromaten oder Olefinen reaktionsfähig. Mit Wasser bilden sich stabile Hydrate. Analog reagiert HFA mit Ammoniak zu den entsprechenden Halbaminalen (CF₃)₂C(OH)(NH₂), deren Dehydratisierung mit Phosphoroxychlorid (POCl₃) das Hexafluor-2-propylimin (CF₃)₂CNH liefert.^[9]

Da HFA keine zur Carbonylgruppe benachbarten Wasserstoffatome hat, zeigt es kein zur Keto-Enol-Tautomerie vergleichbares Verhalten.

Verwendung

Eine Bedeutung hat HFA als elektrophiles Reagenz für die Substitution an Aromaten. So reagiert es meist in Gegenwart von Säuren zu den entsprechenden Hexafluor-2-hydroxy-2-aryl-verbindungen, die als Zwischenprodukte in der Wirkstoffsynthese dienen.^[10]

Das Hydroperoxid des HFA, also das Wasserstoffperoxid-Addukt, ist ein potentes Epoxidierungsmittel.^[11]

Die Reduktion von HFA mit Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumborhydrid liefert das wichtige Lösungsmittel Hexafluor-2-propanol. Diese Reduktion gelingt auch durch katalytische Hydrierung (z. B. mit Wasserstoff).

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Datenblatt Hexafluoraceton (PDF) bei Merck, abgerufen am 14. Februar 2015.
2. ↑ ^{a b c d} Datenblatt Hexafluoroacetone bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. April 2011 (PDF).
3. ↑ ^{a b} Eintrag zu Hexafluoraceton in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
4. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach Hexafluoraceton), abgerufen am 4. März 2020.
5. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Hexafluoraceton-Sesquihydrat: CAS-Nummer: 13098-39-0, EG-Nummer: 670-379-0, ECHA-InfoCard: 100.196.107, PubChem: 3032602, ChemSpider: 2297537, Wikidata: Q27275779.
6. ↑ C. G. Krespan, W. J. Middleton, In: Fluorine Chem. Rev., 1, 1967, S. 145.
7. ↑ U.S.-Patent 3.321.515.
8. ↑ M. Van Der Puy, Louis G. Anello: Hexafluoracetone In: Organic Syntheses. 63, 1985, S. 154, doi:10.15227/orgsyn.063.0154; Coll. Vol. 7, 1990, S. 251 (PDF).
9. ↑ W. J. Middleton, H. D. Carlson: Hexafluoroacetone Imine In: Organic Syntheses. 50, 1970, S. 81, doi:10.15227/orgsyn.050.0081; Coll. Vol. 6, 1988, S. 664 (PDF).
10. ↑ H. Hacklin: Phosphorinane: Synthesen, Eigenschaften und Verhalten gegenüber Hexafluoraceton, Universität Bremen, Dissertations Druck, Darmstadt, 1987.
11. ↑ Waldemar Adam, Chantu R. Saha-Möller, Pralhad A. Ganeshpure: Synthetic Applications of Nonmetal Catalysts for Homogeneous Oxidations. In: Chemical Reviews. 101, 2001, S. 3499–3548, doi:10.1021/cr000019k.