Tetrafluoruro de azufre
# Tetrafluoruro de azufre

El tetrafluoruro de azufre es el compuesto químico de fórmula $SF_4.$ En condiciones estándar existe como gas. Es corrosivo que libera peligroso HF a la exposición a agua o humedad. A pesar de estas características indeseables, este compuesto es un reactivo útil para la preparación de compuestos organofluorados, algunos de los cuales son importantes en los farmacéuticos y químicos de especialidad industrias.

## Estructura

El azufre en $SF_4$ esta formalmente en un estado de oxidación +4. Del total de azufre electrones de valencia: seis , dos forman un par solitario. La estructura del $SF_4$ por lo tanto se puede prever empleando los principios de la teoría de VSEPR: es una forma de balancín, con el azufre en el centro. Una de las tres posiciones ecuatoriales está ocupado por un enlazante par solitario de electrones. Por consiguiente, la molécula tiene dos tipos distintos de enlaces F, dos axiales y dos ecuatorial. Las distancias de enlace pertinentes son $S−F_{ax}$ = 164,3 p. m. y $S−F_{ec}$ = 154,2 p. m.. Es típico de los enlaces axiales en las moléculas hipervalentes se más débiles. En contraste con $SF_4,$ la molécula parecida $SF_6$ tiene azufre en el estado 6 +, no quedan electrones de valencia no enlazantes en azufre, por lo tanto, la molécula adopta una estructura octaédrica altamente simétrica. Y además contrasta con $SF_4,$ ya que el $SF_6$ es extraordinariamente inerte químicamente.

La espetrometía de RMN del $^{19}F$ en $SF_4$ revela sólo una señal, lo que indica que los átomo flúor axial y ecuatorial interconvierten posiciones rápidamente a través de pseudorrotación.

## Síntesis

El tetrafluoruro se produce por fluoración del azufre por contacto directo del flúor con azufre., en lugar de flúor se puede emplear triclorofluorometano.

    $\mathrm {S+2\ F_{2}\longrightarrow SF_{4}}$

En el laboratorio, existen varias maneras de sintetizarlo:

El resultado de la reacción de dicloruro de azufre $(SCl_2),$ cloro $(Cl_2),$ y fluoruro de sodio (NaF):

    $\mathrm {SCl_{2}+4\ NaF+Cl_{2}\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl}$

El resultado de la reacción de dicloruro de azufre $(SCl_2)$ y fluoruro de sodio (NaF). La reacción de $SCl_2$ con NaF también proporciona $SF_4,$ no $SF_2.$ Puesto que el $SF_2$ es inestable, se condensa con sí mismo para formar $SF_4$ y $SSF_2.$

    $\mathrm {3\ SCl_{2}+4\ NaF\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl+S_{2}Cl_{2}}$

La acción de dicloruro de azufre sobre fluoruro de sodio:

       ${\mathsf {3SCl_{2}+2NaF\ {\xrightarrow {70^{o}C}}\ SF_{4}+S_{2}Cl_{2}+4NaCl}}$

La reacción de cloro a presión con una mezcla de azufre y fluoruro de sodio :

       ${\mathsf {S+4NaF+2Cl_{2}\ {\xrightarrow {p,200-300^{o}C}}\ SF_{4}+4NaCl}}$

La reacción de trifluoruro de cobalto con azufre:

       ${\mathsf {S+4CoF_{3}\ {\xrightarrow {350-400^{o}C}}\ SF_{4}+4CoF_{2}}}$

Descomposición del disulfuro difluoruro:

       ${\mathsf {2S_{2}F_{2}\ {\xrightarrow {180^{o}C}}\ SF_{4}+3S}}$

## Propiedades

### Propiedades físicas

EL tetrafluoruro de azufre es un gas incoloro, no inflamable con un olor acre. Se descompone en agua con una reacción violenta, y cuando se calienta forma fluoruro de hidrógeno. Tiene una temperatura crítica de 91 °C, el punto triple está a una temperatura de -121 °C y una presión de 1,7 mbar. Actúa como un ácido de Lewis débil, y forma, por ejemplo, aductos 1:1 con bases orgánicas tales como la piridina y trietilamina.

### Propiedades químicas

Se descompone al calentarlo fuerte:

       ${\mathsf {3SF_{4}\ {\xrightarrow {600-700^{o}C}}\ 2SF_{6}+S}}$

Reacciona con la humedad del aire:

       ${\mathsf {SF_{4}+H_{2}O\ {\xrightarrow {-40^{o}C}}\ SOF_{2}+2HF}}$

Reacciona con el agua, hidrólisis, da dióxido de azufre:

       ${\mathsf {SF_{4}+2H_{2}O\ {\xrightarrow}\ SO_{2}+4HF}}$

Esta reacción se produce a través de la intermediación de fluoruro de tionilo, que generalmente no interfiere con el uso de $SF_4$ como reactivo.

Reacciona con ácido nítrico caliente:

       ${\mathsf {SF_{4}+2HNO_{3}\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ H_{2}SO_{4}+2NO_{2}\uparrow +4HF\uparrow }}$

Reacciona con álcalis:

       ${\mathsf {SF_{4}+6NaOH\ {\xrightarrow}\ Na_{2}SO_{3}+4NaF+3H_{2}O}}$

A presión elevada y con catalizador reacciona con el oxígeno:

       ${\mathsf {2SF_{4}+O_{2}\ {\xrightarrow {NO_{2},200^{o}C}}\ 2SOF_{4}}}$

## Empleo en la síntesis de fluorcarbonados

En síntesis orgánica, se utiliza el $SF_4$ para convertir los grupos COH y C = O en grupos CF y $CF_2,$ respectivamente. Ciertos alcoholes fácilmente dar el correspondiente fluorocarbono . cetonas y aldehídos dar difluoruros geminales. La presencia de protones alfa con respecto al carbonilo conduce a reacciones secundarias y la disminución de rendimiento (% 30-40). También puede dar dioles cíclicos sulfito $ésteres,(RO)_2SO.$ Los ácidos carboxílicos convertir a derivados trifluorometilo. Por ejemplo el tratamiento de ácido heptanoico con $SF_4$ a 100-130 °C produce 1,1,1-trifluoroheptane. Los coproductos procedentes de estas fluoraciones, incluyendo $SF_4$ sin reaccionar junto con $SOF_2$ y $SO_2,$ son tóxicos pero se puede neutralizar con un tratamiento con KOH acuoso.

El empleo de $SF_4$ se está reemplazado en los últimos años por el más fácil de manejar trifluoruro dietilaminoazufre, $Et_2NSF_3,$ "DAST", donde Et representa $CH_3CH_2.$ Este reactivo se prepara a partir $SF_4:$

    $SF_4$ + $Me_3SiNEt_2$ → $Et_2NSF_3$ + $Me_3SiF$

## Otras reacciones

El cloruro de pentafluoruro de azufre ( $SF_5Cl$ ), una fuente útil de grupos $SF_5,$ se prepara a partir $SF_4.$

