酸性超過(guò)高氯酸,可看作硫酸與氫氟酸的酐(anhydride)。氟磺酸的迅速水解就產(chǎn)生H2SO4與HF。這超強(qiáng)酸也用在分支烷與芳香化合物的烷基化反應(yīng),又能催化單烯的聚合,制造有用的高分子。
氟硫酸與五氟化銻的等比混合物,稱(chēng)為「魔酸」(magic acid),強(qiáng)度達(dá)pH~-23。這是1994年諾貝爾化學(xué)得主奧拉(G. A. Olah)教授在凱斯西儲(chǔ)大學(xué)時(shí),研究碳陽(yáng)離子的穩(wěn)定化所開(kāi)拓的試劑。這么強(qiáng)的酸離子化所得的共軛堿是沒(méi)有任何親核性的,故產(chǎn)生的碳陽(yáng)離子不會(huì)被中和(如本身很不穩(wěn)定,則只會(huì)重排生成較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),但仍會(huì)是碳陽(yáng)離子)。魔酸的發(fā)現(xiàn)很戲劇化:1966年圣誕節(jié)過(guò)后,奧拉教授的一位研究生不知是貪玩或無(wú)意,把慶節(jié)的蠟燭取一小塊丟進(jìn)他配好的強(qiáng)酸中,使他吃驚的是蠟塊竟然溶解了。好奇心驅(qū)使這學(xué)生拿了溶液去測(cè)定核磁共振光譜(NMR),又發(fā)現(xiàn)只有叔丁基(CH)3C的訊號(hào)。
超強(qiáng)酸不但能溶解蠟燭,而且能使烷烴、烯烴等發(fā)生一系列化學(xué)變化,這是普通酸難以做到的。例如,正丁烷在超強(qiáng)酸的作用下,可以發(fā)生 C—H鍵的斷裂,生成氫氣;發(fā)生C—C鍵的斷裂,生成甲烷;還可以發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)生成異丁烷。在奧萊教授和他的學(xué)生這一發(fā)現(xiàn)的啟示下,迄今為止,科學(xué)家們已經(jīng)找到多種液態(tài)和固態(tài)的超強(qiáng)酸。液態(tài)的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固態(tài)的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它們都有類(lèi)似于SbF5·HSO3F的性質(zhì)。
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