三フッ化臭素（7787-71-5）の物理的および化学的特性

化学プロフィール

三フッ化臭素

非常に反応性の高いハロゲン間フッ素化剤およびイオン性無機溶媒であり、特殊な産業用フッ素化反応や合成操作に使用されます。

CAS番号	7787-71-5
分類	ハロゲン間フッ化物
一般的な形態	無色～淡黄色液体
一般規格	EP

主な工業用途には、強力なフッ素化反応や高酸化性化学反応のための非水性イオン性溶媒としての利用があり、無機フッ化物の調製にも用いられます。調達および使用には耐食材料の使用、厳密な水分除去、厳格な品質保証・品質管理およびプロセス安全管理が求められます。

三フッ化臭素はハロゲン族元素の無機ハロゲン間化合物であり、分子式は \(\ce{BrF3}\) で表されます。構造的には、3配位の臭素(III)中心が3つのフッ素原子に結合した形で、電子幾何学は三角二錐配位に由来し、臭素に2つの孤立電子対が存在します。このため気相および分子液体相においてはT字型の分子幾何を示します。非常に電気陰性度の高い配位子と多価の臭素中心の組み合わせにより、強い極性をもち、求核試薬（特にフッ化物受容体/供与体）に対して高い電子親和性を持ち、フッ化物転移化学において顕著なルイス酸性を示します。

化学的には、\(\ce{BrF3}\) は強力なフッ素化剤および酸化剤であり、フッ化物化学におけるイオン化無機溶媒として機能します。強い加水分解性を示し、水素含有基質と反応しやすく、水と接触すると激しい加水分解が起こり、腐食性の強いフッ化水素（HF）や臭化水素（HBr）などのガスを発生します。これらの性質のため、多くの金属や有機材料に対して腐食性が高く、可燃性または水素含有化合物との反応は激烈または爆発的になることがあります。工業的には、攻撃的なフッ素化や金属フッ化物生成が必要な場合、ウランフッ化物化学や特殊なフッ素化プロセスで使用されます。

商業的に流通する一般的な規格はEPです。

基本的な物理的特性

密度

報告された密度：68 \(\mathrm{^\circ F}\)（約20 \(\mathrm{^\circ C}\)）で2.81（USCG, 1999）—水よりも密度が高く沈下します。
実験室での報告値：25 \(\mathrm{^\circ C}\)で2.8030 \(\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\)

コメント：液体の密度は水を大幅に上回るため、取り扱い時の沈降や浸漬挙動を考慮する必要があります。上記の数値は典型的なサンプルの実験データです。

融点または分解点

融解・凝固点：47.8 \(\mathrm{^\circ F}\)（約8.77 \(\mathrm{^\circ C}\)、USCG, 1999）。
同等の報告値：8.77 \(\mathrm{^\circ C}\)

コメント：固体の\(\ce{BrF3}\)は低温で長い柱状結晶を形成します。熱的挙動は強い分子間相互作用と高極性分子液体の相転移エネルギーによって支配されます。

水に対する溶解性

通常の溶解性値は適用されません。\(\ce{BrF3}\)は水と反応して穏やかに溶解するのではなく、激しい加水分解を起こします。これによりフッ化水素（HF）、臭化水素（HBr）、酸素発生などが生じるため、水中の「溶解性」は化学的破壊反応に置き換わります。

溶液のpH（定性的挙動）

水との接触により強酸性のハロ酸（HF、HBr）および二次的酸性種が生成されます。加水分解が迅速かつ腐食性が強いため、\(\ce{BrF3}\)存在下でのpHは意味を持たず安全な指標とはなりません。水による曝露は強酸性および危険性の高いものとして扱うべきです。

化学的性質

酸塩基挙動

三フッ化臭素は従来のブレンステッド酸ではありませんが、強力なルイス酸かつフッ素化剤として作用します。フッ化物転移平衡においてフッ化物イオンを受け入れたり供与したりでき、酸化還元プロセスにおいては酸化剤として機能します。フッ化物豊富または強い配位性媒質中では、イオン種への解離（「分子およびイオンパラメータ」参照）が化学的に可能です。一方、プロトン性環境では即座に加水分解し、強酸性生成物を生成します。

反応性および安定性

非常に反応性が高い強力な酸化剤およびフッ素化試薬。
水と激しく反応し（爆発反応の報告あり）、HFおよびHBrを生成し、酸素を放出します。空気中では発煙性を示します。
有機物、多くの金属、アンモニウムハライド類、種々の還元剤および水素含有基質とは爆発性または激しい反応を示します。
発煙および分解生成物は強い腐食性と毒性を持つ（HF、HBr）。火災時の熱分解により同様の有害ガスを発生します。
吸湿性および空気感受性があり、曝露すると発煙し金属を腐食する場合があります。取り扱いおよびプロセス設計は、水分や有機物に対する迅速かつ発熱性の反応性を前提とし、材料適合性の評価および厳密な不活性雰囲気制御が必須です。

分子およびイオンパラメータ

分子式および分子量

分子式：\(\ce{BrF3}\)
分子量：136.90

追加の計算パラメータ（報告値）： - 正確質量：135.91355 - 単一同位体質量：135.91355 - XLogP3-AA：2.6 - トポロジカル極性表面積（TPSA）：0 - 複雑度：8 - 重原子数：4 - 形式電荷：0 - 水素結合供与体数：0 - 水素結合受容体数：3 - 回転可能結合数：0

構成イオン

標準状態での中性分子種であり、純粋な分子性\(\ce{BrF3}\)には固定された構成イオンは存在しません。
フッ化物濃厚または強配位性媒質中では、\(\ce{BrF3}\)はイオン化平衡を経ることが可能であり、文献には陽イオンおよび陰イオン性臭素フッ化物断片として記載されています。実用面では、イオン化溶媒およびフッ化物転移試薬としての機能において、イオン性溶媒化およびフッ化物錯体形成が中心的です。

識別子および異名

登録番号およびコード

CAS番号：7787-71-5
廃止されたCAS番号：12524-63-9
欧州共同体（EC）番号：232-132-1
国連番号（UN）：1746
国連/北米輸送名：Bromine trifluoride
UNII：BD697HEL7X
DSSTox物質ID：DTXSID70894170
InChI: InChI=1S/BrF3/c2-1(3)4
InChIKey: FQFKTKUFHWNTBN-UHFFFAOYSA-N
SMILES: FBr(F)F

異名および一般名

供給者や規制リストに記載される代表的な異名および呼称： - 三フッ化臭素（bromine trifluoride） - 臭素フッ化物（Bromine fluoride (BrF3)） - トリフルオロ-λ3-ブロマネ（trifluoro-λ3-bromane） - BrF3 - Brominetrifluoride - UN-1746 - BD697HEL7X

（上記に示す識別子および異名は、報告された登録および提供者登録名から抜粋しています。）

産業的および商業的用途

機能的役割および使用分野

無機および特殊有機合成における強力なフッ素化剤。
フッ化物反応および金属の高フッ化物調製のためのイオン化無機溶媒。
ウラン化学の工程の一部として、特にウラン六フッ化物形成（濃縮および再処理工程）に用いられる。
高エネルギーシステムにおける酸化剤役割や、特殊な推進剤・酸化剤研究領域での使用も報告されている。

典型的な適用例

制御可能な強力なフルオロ化が必要な場合の、堅牢な有機基質および無機前駆体の直接フルオロ化。
臭素または金属含有原料から対応するフルオリドへの変換における製造および精製工程。
無水かつ強酸化性のフルオリド媒体を必要とする実験室規模の合成用試薬として。局所適用の具体的な概要がない場合は、強力なフルオロ化能力、フルオリド化学に適したイオン化溶媒性、および制御された不活性条件下で金属フルオリドを形成する能力の組み合わせによって使用が選択されます。

安全性および取り扱い概要

健康および環境に対する危険性

吸入および接触により極めて有害：皮膚、眼、粘膜に対して腐食性があり、重度の火傷や失明を含む恒久的な損傷を引き起こす可能性があります。
急性吸入は高濃度で重篤な上気道刺激、肺水腫および死亡を招くことがあります。
慢性的な曝露は、ハライドの全身蓄積および臭化物に関連した神経学的影響を引き起こす可能性があります。
分解または加水分解生成物（HF、HBr）は急性毒性があり、高度に腐食性です。
報告されたIDLHレベル：12 ppm。
急性曝露指針レベル（AEGL）（ppm）：
10分：AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 8.1; AEGL-3 = 84
30分：AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 3.5; AEGL-3 = 36
60分：AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 2.0; AEGL-3 = 21
4時間：AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 0.70; AEGL-3 = 7.3
8時間：AEGL-1 = 0.12; AEGL-2 = 0.41; AEGL-3 = 7.3
火災および分解により有毒および気相腐食性物質が発生し、流出は水路を汚染する可能性があります。

緊急措置および応急処置は、重度の腐食性吸入および接触傷を想定しなければなりません。重大な曝露では直ちに医療機関の対応が必要であり、多量の水による除染およびHF/HBr損傷に対する専門的な医療管理が標準的対応となります。

保管および取り扱いの注意点

湿気、酸、塩基、ハライド塩、有機物、可燃物、および不適合金属・金属酸化物から離れた、乾燥かつ不活性な換気良好な条件で保管してください。
反応性が激しいと知られる物質（アンモニウムハライド、アンチモン塩、多くの金属、有機物）を避けてください。適合する容器材料および防爆仕様の電気設備を使用してください。
水との接触を避けてください。加熱された容器は分解ガスによる圧力上昇で破裂や“ロケット現象”を起こす可能性があります。
漏出や火災時：物質に直接水をかけないでください。小規模周辺火災には乾燥化学消火剤（乾燥砂、炭酸ナトリウム、石灰、二酸化炭素）を使用し、大規模な事故には専門的な緊急対応手順に従ってください。容器の過熱を防ぐため安全な距離から水噴霧で冷却しますが、流出物には水をかけないでください。
個人防護具（PPE）：正圧式独立呼吸器（SCBA）、完全化学防護服、飛沫防護ゴーグルおよび顔面保護具。緊急対応者向けの専門的な呼吸保護具も必要です。
詳細な危険性、輸送および法規情報については、製品別安全データシート（SDS）および現地法規を必ず参照してください。