Сульфурилфторид

Сульфурилфторид является дифторангидридом серной кислоты, однако он значительно менее реакционноспособен по отношению к нуклеофилам, чем хлористый сульфурил, напоминая своей инертностью гексафторид серы.

Сульфурилфторид растворим в воде (4,5 мл на 100 мл при 16,5 °C), однако его гидролиз в нейтральных и кислых растворах протекает медленно, и он может быть отогнан из таких растворов при пониженном давлении. При температуре выше +150°C быстро гидролизуется при избытке воды до фтороводорода и серной кислоты. При недостатке воды образуется фторсульфоновая кислота:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}F_{2}+H_{2}O{\xrightarrow {>+150^{o}C}}\ HSO_{3}F+HF\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}F_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {>+150^{o}C}}\ H_{2}SO_{4}+2HF\uparrow }}}$

Сульфурилфторид является электрофилом и быстро гидролизуется в щелочных растворах до фторсульфоната:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}F_{2}+2OH^{-}\rightarrow FSO_{3}^{-}+F^{-}+H_{2}O}}}$

Реакция протекает по механизму нуклеофильного замещения. В водных растворах цианидов сульфурилфторид быстро гидролизуется до сульфата.

Сульфурилфторид также быстро реагирует с водными растворами нуклеофилов: так, с аммиаком он образует сульфуриламид:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}F_{2}+4NH_{3}\rightarrow SO_{2}(NH_{2})_{2}+2NH_{4}F}}}$

и с фенолятом натрия:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}F_{2}+C_{6}H_{5}ONa\rightarrow C_{6}H_{5}OSO_{2}F+NaF}}}$

Впервые сульфурилфторид был получен Муассаном и Лебо фторированием диоксида серы, в качестве катализатора использовалась нагретая платина, так как при смешение газообразных фтора с диоксидом серы при комнатной температуре зачастую приводило к взрывам:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}+F_{2}\rightarrow SO_{2}F_{2}}}}$

В лабораторной практике синтеза сульфурилхлорида обычно исходят из фторсульфината калия, получаемого взаимодействием фторида калия и диоксида серы^[3]:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}+KF\rightarrow KSO_{2}F}}}$

Фторсульфинат калия далее может быть фторирован смесью фтора и воздуха в отношении 1:1, которую пропускают через никелевую трубку, заполненную солью, при температурах до 60—70°, выход почти количественный:

${\displaystyle {\mathsf {KSO_{2}F+F_{2}\rightarrow SO_{2}F_{2}+KF}}}$

Сульфурилфторид также может быть получен из фторсульфината натрия «безфторным» методом, в этом случае фторсульфинат натрия сначала хлорируется с образованием фторхлорсульфурила:

${\displaystyle {\mathsf {NaSO_{2}F+Cl_{2}\rightarrow SO_{2}ClF+NaCl}}}$

который далее вводится в реакцию с фторсульфинатом калия при 180 °C^[4]:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}ClF+KSO_{2}F\rightarrow SO_{2}F_{2}+KCl+SO_{2}}}}$

Сульфурилфторид с выходом 95-98 % может быть получен фторированием диоксида серы фторидом серебра(II) при 180°:

${\displaystyle {\mathsf {SO_{2}+2AgF_{2}\rightarrow SO_{2}F_{2}+2AgF}}}$

Сульфурилфторид также может быть получен термическим разложением фторсульфонатов двухвалентных металлов (бария, стронция и цинка, в случае фторсульфоната кальция при температуре разложения при 500° образуются лишь следовые количества сульфурилфторида):

${\displaystyle {\mathsf {Ba(OSO_{2}F)_{2}\rightarrow BaSO_{4}+SO_{2}F_{2}}}}$

Используется в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, а также для фумигации зданий. Благодаря большей, чем у воздуха, плотности, сульфурилфторид высокоэффективен против обитающих в земле насекомых, например, против муравьёв и термитов.

Поскольку сульфурилфторид интенсивно поглощает в инфракрасной области и медленно разлагается в атмосфере, то он потенциально является парниковым газом (в 4000–5000 раз более сильным чем диоксид углерода), однако вследствие малых масштабов производства он не вносит сколь-либо заметной доли в парниковый эффект^[5].