三氟化钴 | 10026-18-3

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 金属卤化物及卤酸盐
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 过渡金属盐
• 中文名称: 三氟化钴
• 中文别名: 氟化钴(III)
• 英文名称: cobalt(III) fluoride
• 英文别名: cobalt trifluoride；cobaltic fluoride；Cobalt fluoride；cobalt(3+);trifluoride
• CAS: 10026-18-3
• 化学式: CoF₃
• 分子量: 115.988
• InChiKey: WZJQNLGQTOCWDS-UHFFFAOYSA-K

物化性质

• 熔点：
  927°C
• 密度：
  3.88 g/mL at 25 °C(lit.)
• 溶解度：
  与H2O反应；溶于乙醇、乙醚、苯
• 暴露限值：
  a/nm
• 稳定性/保质期：

  在CO2气流中加热至250℃时开始释放F2，而当温度升至350℃时，则会完全转化为CoF2。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  1.26
• 重原子数：
  4
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  3

ADMET

代谢

钴通过肺部、胃肠系统和皮肤被吸收。由于它是维生素B12（氰钴胺）的一个组成部分，因此它被分布到身体的大多数组织中。它在血液中运输，通常与白蛋白结合，肝脏和肾脏中的含量最高。钴主要通过尿液和粪便排出。

Cobalt is absorbed though the lungs, gastrointestinal tract, and skin. Since it is a component of the vitamin B12 (cyanocobalamin), it is distributed to most tissues of the body. It is transported in the blood, often bound to albumin, with the highest levels being found in the liver and kidney. Cobalt is excreted mainly in the urine and faeces. (L29)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

钴被认为通过氧化剂和自由基反应过程表现出其毒性。它能产生氧自由基，并且可能被氧化成离子态的钴，导致脂质过氧化增加、DNA损伤，并诱导某些酶，从而导致细胞凋亡。�alt还被证明能阻断无机钙通道，可能影响神经递质的传递。钴还能与硫辛酸螯合，影响丙酮酸或脂肪酸的氧化。此外，钴可能通过干扰锌指DNA修复蛋白来抑制DNA修复，还显示出能抑制血红素合成和葡萄糖代谢。钴可能激活特定的辅助T淋巴细胞，并直接与免疫蛋白相互作用，如抗体（IgA和IgE）或Fc受体，导致免疫致敏。

Cobalt is believed to exhibit its toxicity through a oxidant-based and free radical-based processes. It produces oxygen radicals and may be oxidized to ionic cobalt, causing increased lipid peroxidation, DNA damage, and inducing certain enzymes that lead to cell apoptosis. Cobalt has also been shown to block inorganic calcium channels, possibly impairing neurotransmission. Cobalt can also chelate lipoic acids, impairing oxidation of pyruvate or fatty acids. In addition, cobalt may inhibit DNA repair by interacting with zinc finger DNA repair proteins, and has also been shown to inhibit heme synthesis and glucose metabolism. Cobalt may activate specific helper T-lymphocyte cells and interact directly with immunologic proteins, such as antibodies (IgA and IgE) or Fc receptors, resulting in immunosensitization. (L29)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

2B，可能对人类有致癌性。

2B, possibly carcinogenic to humans. (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

长时间接触大量的钴会对心脏、肺、肾脏和肝脏造成损害。皮肤接触可能导致接触性皮炎。钴还可能具有致突变和致癌作用。

Exposure to high amount of cobalt can cause heart, lung, kidney, and liver damage. Skin contact is known to result in contact dermatitis. Cobalt may also have mutagenic and carcinogenic effects. (L29, L30)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

吸入 (L29) ; 口服 (L29) ; 经皮 (L29)

Inhalation (L29) ; oral (L29) ; dermal (L29)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 症状

钴吸入可能导致类似哮喘的呼吸问题。皮肤接触会导致接触性皮炎，其特征是刺激和皮疹。摄入大量钴可能会导致恶心和呕吐。

Cobalt inhalation can cause asthma-like breathing problems. Skin contact is known to result in contact dermatitis, which is characterized by irritation and rashes. Ingesting large amounts of cobalt may cause nausea and vomiting. (L2090)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  5.1
• 危险品标志：
  O,T,C
• 安全说明：
  S26,S36/37/39,S45
• 危险类别码：
  R34
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  28261990
• 危险品运输编号：
  UN 3260 8/PG 2
• 包装等级：
  III
• 危险类别：
  5.1
• 危险标志：
  GHS05
• 危险性描述：
  H314
• 危险性防范说明：
  P260,P280,P303 + P361 + P353,P304 + P340 + P310,P305 + P351 + P338
• 储存条件：
  库房应保持低温、通风和干燥，并采取密闭保存措施，以防潮湿。

SDS

第一部分：化学品名称

制备方法与用途

理化性质

三氟化钴（化学式：CoF3）是一种浅棕色粉末，属于六方晶系。其相对密度为3.88。在潮湿空气中会水解生成氟化氢并变为暗棕色。三氟化钴不溶于醇、醚和苯，并能与水以及烃类发生猛烈反应，释放氧气作为常用的氟化剂。在二氧化碳气流中加热至250℃时开始放出氟气，在350℃时完全转变为CoF2。

与氯同族的溴或碘可以生成钴的二元化合物，但这些化合物非常不稳定。三氧化二钴溶于盐酸会产生氯气；溴化钴和碘化钴从未被制得。

三氟化钴能够与多种金属或非金属单质反应生成相应的氟化物，并自身还原为二氟化钴。它还存在水合形式 ·3.5H2O，但其结构尚未完全明了。可以通过将氟气通入二氯化钴并在电炉中加热制备。

反应

三氟化钴可以与许多金属或非金属单质反应生成相应的氟化物，并自身被还原为二氟化钴。制备有机化合物的氟化时，首先通过二氟化钴和氟气在约300°C反应生成三氟化钴，随后引入有机化合物进行反应。还原后的二氟化钴可以循环使用。

该反应通常用于全氟有机物的制取，具有较强的氧化性，在气相、无溶剂或以无水氟化氢为介质中进行时，常伴有重排或其他副反应发生。400°C左右时所有碳氢化合物的C-H键都能转化为C-F键，并且也可以加到不饱和键上。

化学方程式如下： [2\text{CoF}_3 + \text{R-H} \rightarrow \text{CoF}_2 + \text{R-F} + \text{HF}]

稳定性

三氟化钴在二氧化碳气流中加热至250℃时开始释放氟气，而在350℃完全转变为二氟化钴。

合成方法

国际大型试剂公司有销售。也可通过二氟化钴在200~300 ℃下与单质氟反应制备新制备的三氟化钴在100~500 ℃使用。高价金属氟化物如三氟化钴是温和的氟化剂，可用于从萘和四氢萘混合物制取全氟化合物。

用途

三氟化钴与水反应生成强酸性氟化氢，是一种非常强大的氟化剂和氧化剂，在多种化学合成中被广泛应用。

生产方法

三氟化钴的生产可以通过以下步骤完成：

• 将装有 的石英舟放入石英反应管中，从一端通入氟气。当加热至约75℃时，反应开始剧烈进行，并逐步升温至200℃后，在氟气流中冷却；多余气体使用氮气驱除。
• 在相同的装置内进行氟化反应，石英舟中放置无水CoCl2或Co2O3，从室温逐渐加热到300℃直至末端开始释放氟气。随后用干燥的氮气去除多余的氟气。

类别

腐蚀物质

可燃性危险特性

不燃；与水反应生成有毒腐蚀性的氟化氢气体

储运特性

低温、通风和干燥仓库中保存，密闭包装并防潮

灭火剂

二氧化碳、泡沫或干粉

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  三氟化钴 在 氨 作用下， 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 钴
  参考文献：
  名称：

  Ruff, O.; Ascher, E., Zeitschrift fur anorganische Chemie, 1929, vol. 183, p. 199 - 199

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  三氟化氯 、 cobalt(II) chloride 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 三氟化钴
  参考文献：
  名称：

  The Use of Chlorine Trifluoride as a Fluorinating Agent

  摘要：

  DOI：

  10.1021/ja01126a526
• 作为试剂：
  描述：

  decafluoro-1,2-epoxycyclohexane 在 三氟化钴 作用下， 生成 全氟正戊烷
  参考文献：
  名称：

  多氟1,2-环氧烷烃和-环烷烃。第二部分。十氟1,2-环氧环己烷的反应

  摘要：

  通过使用氢化铝锂，甲醇钠，甲基锂，叠氮化钠和氰化钾的亲核攻击，打开了标题化合物的环氧环。初级产物结合了亲核试剂（N）和烷氧基官能团，当N = CN时，烷氧基官能团通过甲基化而固定。然而，在大多数情况下，醇盐基团分解为羰基，并且当N为OMe时，酮被分离。可以在该羰基上添加更多的亲核试剂，分离得到的取代的醇盐为叔醇（N = Me）或甲基醚（N = N 3）。用氢化铝锂（N ＝ H），得到仲醇，在带有烷氧基的环碳上的氟被H取代。该途径可能不涉及游离的羰基，因为所得的醇是纯的立体异构体。这通过NMR显示，并且还因为由其制备的纯甲氧基甲基醚仅被脱氟化氢为2H-八氟环己烯基甲氧基甲基醚。

  DOI：

  10.1016/s0022-1139(00)82291-5

文献信息

• Nano-CoF 3 prepared by direct fluorination with F 2 gas: Application as electrode material in Li-ion battery
  作者：H. Groult、S. Neveu、S. Leclerc、A.-G. Porras-Gutierrez、C.M. Julien、A. Tressaud、E. Durand、N. Penin、C. Labrugere

  DOI：10.1016/j.jfluchem.2016.10.003

  日期：2017.4

  materials as well as the cycle life of the battery were investigated as a function of the fluorination temperature used for the preparation of the cobalt fluoride nanopowders. The best electrochemical performances were obtained with nano-CoF3 powders prepared at fluorination temperature of 100 °C, for which a reversible capacity of about 390 mAh/g is obtained after subsequent cycles.

  通过在钴纳米颗粒的不同温度（最高300°C）下直接氟化合成了纳米CoF 3粉末，并研究了其在锂电池中的电化学特性。通过SEM / TEM，HRTEM，XRD和XPS实验探索了原料和氟化物的结构和组成。XRD已证明氟化温度对微晶尺寸的影响。已表明，这种氟化过程允许在T F2  = 100°C下直接合成纳米CoF 3。XPS对CoF 3和乙炔黑混合物的研究表明，当在非常干燥的环境中操作时，CoF 3基样品可用于在安全条件下制备用于锂离子电池的电极。在有机介质中研究的纳米CoF 3粉末与锂金属的电化学反应涉及氧化钴中所述的转化过程。在不同的放电状态下进行连续的阻抗测量，以遵循在放电步骤中电极/电解质界面处发生的变化。研究了Li +的可逆容量保持率随粉末材料时间容量的变化以及电池的循环寿命，该过程与用于制备氟化钴纳米粉的氟化温度的函数有关。纳米CoF 3获得了最佳的电化学性能 在100℃的氟化温度
• Structural and magnetic properties of ternary silver flourides with a cryolite-related structure
  作者：J. Grannec、A. Yacoubi、A. Tressaud、L. Rabardel

  DOI：10.1016/0038-1098(88)90296-7

  日期：1988.10

  Abstract Silver hexaflourides Ag 3 MF 6 ( M = Al , V , Cr , Fe , Co , Ga , In ) of the cryolite-related type have been synthesized. Structural phase transitions have been detected using X-ray diffraction and thermal measurements. A cubic Fm3m high-temperature form has been characterized for every ternary fouride. The magnetic behavior of the phases containing the Cr 3+ , V 3+ and Fe 3+ ions has been

  摘要 已经合成了冰晶石相关类型的六氟化银 Ag 3 MF 6 ( M = Al , V , Cr , Fe , Co , Ga , In )。已经使用 X 射线衍射和热测量检测到结构相变。立方 Fm3m 高温形式已被表征为每个三元四元组。研究了含有 Cr 3+ 、V 3+ 和 Fe 3+ 离子的相的磁行为。
• Highly fluorinated heterocycles. Part IV. The fluorination of tetrachlorothiophen, thiophen, and tetrahydrothiophen over cobaltic and manganic trifluorides and over potassium tetrafluorocobaltate(III)
  作者：J. Burdon、I. W. Parsons、J. C. Tatlow

  DOI：10.1039/j39710000346

  日期：——

  tetrafluorocobaltate(III) to give product mixtures which are similar and which consist mainly of polyfluoro-thiolans and -3-thiolens. One of the major products, 3H/4H-hexafluorothiolan, can be used to prepare tetrafluorothiophen. Manganic trifluoride behaves like potassium tetrafluorocobaltate(III) with thiophen. The mechanisms of these fluorinations are discussed and it is suggested that tetrahydrothiophen is converted

  四氯噻吩与三氟化钴反应生成聚氯多氟丁烷和仅少量的环状硫化合物。它与四氟钴酸钾（III）反应，主要生成3,4-二氯四氟-3-硫代菲林，几乎没有（如果有的话）开环产物。噻吩和四氢噻吩被四氟钴酸钾（III）氟化，得到相似的产物混合物，主要由多氟噻吩和-3-噻吩组成。3 H / 4 H-六氟噻吩是主要产品之一，可用于制备四氟噻吩。三氟化锰的行为类似于四氟钴酸钾（III）与噻吩。讨论了这些氟化的机理，并建议四氟化噻吩在氟化之前先转化为噻吩。
• Fluoride-Rich, Hydrofluorothermal Routes to Functional Transition Metal (Mn, Fe, Co, Cu) Fluorophosphates
  作者：Jennifer A. Armstrong、Edward R. Williams、Mark T. Weller

  DOI：10.1021/ja201096b

  日期：2011.6.1

  Hydrofluorothermal methods are shown to offer a facile route to a very large family of mid-late first row, transition metal fluorophosphates with 50 new compounds identified to date for manganese(III), iron(III), cobalt(II), and copper(II). Reactions of a transition metal fluoride with a phosphate source in a very low-water, high-fluoride content system and in the presence of framework charge balancing

  氢氟热法被证明为一个非常大的中后期第一排过渡金属氟磷酸盐家族提供了一条简便的途径，其中包含迄今为止已鉴定出的 50 种新化合物，包括锰 (III)、铁 (III)、钴 (II) 和铜 (二）。过渡金属氟化物与磷酸盐源在极低水、高氟化物含量的系统中以及在骨架电荷平衡金属阳离子或模板分子阳离子的存在下发生反应，产生具有由连接的 M(O,F) 形成的结构的材料)(n) 和 P(O,F)(n) 多面体。这些材料的结构包含各种 1、2 和 3 维图案，其骨架终止水平取决于它们的氟化物含量，显示出许多有用的功能和应用特性。这些氟磷酸盐材料的新的和不寻常的特征包括内衬氟离子的层间空间或通道、金属多面体、M(O,F)(n)、通过顶点、边缘或面共享连接，以及 μ(2)、μ (3) 和 μ(4) 桥接氟离子。报告了对这些金属氟磷酸盐中的一些性质的初步表征，包括锂离子电池正极感兴趣的还原性锂离子嵌入、离子交换反
• Fluorinated β-Diketonates of the First Row Divalent Transition Metals: New Approach to the Synthesis of Unsolvated Species
  作者：Haitao Zhang、Bo Li、Jinyu Sun、Rodolphe Clérac、Evgeny V. Dikarev

  DOI：10.1021/ic801320p

  日期：2008.11.3

  solid-state route for the preparation of metal beta-diketonates in their unsolvated forms has been suggested. Four new first row divalent transition metal beta-diketonates, M(hfac)2 (M = Mn (1), Fe (2), Co (3), and Ni (4); hfac = hexaluoroacetylacetonate), have been isolated in quantitative yield. Compounds 1-3 have been obtained by comproportionation reaction between the corresponding M(hfac)3 and

  已经提出了用于制备未溶剂化形式的金属β-二酮酸盐的原始低温固态路线。定量分离了四种新的第一排二价过渡金属β-二酮酸盐M（hfac）2（M = Mn（1），Fe（2），Co（3）和Ni（4）; hfac =六氟乙酰丙酮酸盐）屈服。化合物1-3是通过相应的M（hfac）3与金属粉末之间的配位反应获得的。Ni（hfac）2（4）是通过用Cu（hfac）2氧化金属镍而合成的。所有产品均已通过X射线粉末分析和单晶衍射技术进行了光谱表征。1-4的固态结构具有多核分子，其中配位不饱和金属中心通过路易斯酸碱与以螯合桥联方式起作用的二酮酸酯配体的氧原子相互作用而满足八面体环境。已经显示出标题过渡金属二酮酸酯在升华-沉积过程以及在非配位溶剂的溶液中保留其多核结构。在配位溶剂中，1-4分子迅速形成单核M（hfac）2L2（L =供体溶剂）复合物。