四氟肼

四氟肼
File:Tetrafluorohydrazine-2D.png
File:Tetrafluorohydrazine-3D-balls.png
首选IUPAC名 1,1,2,2-tetrafluorohydrazine
别名	四氟化二氮
识别
CAS号	10036-47-2  checkY
PubChem	24845
ChemSpider	23228
SMILES	FN(F)N(F)F
InChI	1/F4N2/c1
性质
化学式	N2F4
摩尔质量	104.01 g·mol⁻¹
外观	无色气体
密度	4.6 kg·m−3
熔点	−164.5 °C, 108.7 K
沸点	−73 °C, 200 K
危险性
NFPA 704	File:NFPA 704.svg 0 4 3
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

四氟肼（N₂F₄）在常温常压下是一种无色的活泼气体。它是肼的一种含氟衍生物，有剧毒，与有机化合物接触易爆炸。

制法

四氟肼可以由三氟化氮在铁等金属还原剂存在下制得：

<math>\rm \ 2NF_3 + Fe \rightarrow N_2F_4 + FeF_2</math>

三氟化氮与一氧化氮反应也可制得四氟肼，并产生亚硝酰氟：

<math>\rm \ 2NF_3 + 2NO \xrightarrow{600^oC} N_2F_4 + 2NOF</math>

这些反应利用了三氟化氮中N-F键比较弱的性质。

结构

四氟肼存在两种构象，能垒约为12.5kJ/mol。

File:Stickstoff(II)-fluoridGG.png

性质

四氟肼与二氟化氮自由基处于分子-自由基平衡中：

<math>\rm \ N_2F_4 \rightleftharpoons 2NF_2</math>·

常温之下，四氟肼主要以二聚物存在，只有0.7%为二氟化氮自由基（压力为 5 mmHg）；当温度升至225°C时，则有99%为二氟化氮自由基。

二氟化氮自由基使得四氟肼在高温下略显深蓝色。正因为自由基的存在，使得四氟肼能发生许多相关的反应：

• 与一氧化氮偶联：

<math>\rm \ N_2F_4 + 2NO \rightleftharpoons 2NONF_2 \rightleftharpoons 2NO + 2NF_2</math>

• 自由基取代反应：

<math>\rm \ RCHO + N_2F_4 \rightarrow RCONF_2 + HNF_2</math>

由这类反应可制备含二氟氨基的高能化合物。

• 自由基加成反应，二氟氨基加在碳碳双键或三键的两端碳上。

四氟肼与水缓慢反应并产生肼和氟化氢：

<math>\rm \ N_2F_4 + 4H_2O \rightarrow N_2H_4 + 4HF + 2O_2</math>

四氟肼可以用作火箭燃料中的高能液体氧化剂。这项应用于1959年时提出。

四氟肼也能与路易斯酸反应形成加合物，例如它与五氟化锑能形成N₂F₄·2SbF₅和N₂F₄·3SbF₅两种加合物。在低温下后者与二氧化硫反应能转换为前者。核磁共振表明，N₂F₄·2SbF₅实际上是离子化合物N₂F₃⁺Sb₂F₁₁^-。