Трифторуксусная кислота
| |||
 | |||
 | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК Трифторуксусная кислота | |||
| Другие имена 2,2,2-трифторуксусная кислота 2,2,2-трифторэтаноловая кислота Перфторуксусная кислота Трифторэтановая кислота ТФА | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| 742035 | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЕМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.000.846 | ||
| 2729 | |||
ПабХим CID | |||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| С 2 HF 3 О 2 | |||
| Молярная масса | 114.023 g·mol −1 | ||
| Появление | бесцветная жидкость | ||
| Запах | Острый/Уксус | ||
| Плотность | 1,489 г/см 3 , 20 °С | ||
| Температура плавления | -15,4 ° C (4,3 ° F; 257,8 К) | ||
| Точка кипения | 72,4 ° С (162,3 ° F; 345,5 К) | ||
| смешиваемый | |||
| Давление пара | 0,0117 бар (1,17 кПа) при 20 °C [1] | ||
| Кислотность ( pKa ) | 0.52 [2] | ||
| Сопряженная база | трифторацетат | ||
| -43.3·10 −6 см 3 /моль | |||
| Опасности | |||
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |||
Основные опасности | Сильно коррозийный | ||
| СГС Маркировка : | |||
  | |||
| Опасность | |||
| Х314 , Х332 , Х412 | |||
| P260 , P261 , P264 , P271 , P273 , P280 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P312 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P312 , P321 , П363 , П405 , П501 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов | ||
| Родственные соединения | |||
Родственные перфторированные кислоты | Гептафтормасляная кислота Перфтороктановая кислота Перфторнонановая кислота | ||
Родственные соединения | Уксусная кислота Трихлоруксусная кислота | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Трифторуксусная кислота ( ТФУ ) представляет собой фторорганическое соединение с химической формулой CF 3 CO 2 H. Это галогенуксусная кислота , в которой все три атома водорода ацетильной группы заменены атомами фтора. Это бесцветная жидкость с запахом уксуса . TFA является более сильной кислотой, чем уксусная кислота, с кислотной константой ионизации K a примерно в 34 000 раз выше, [3] поскольку высоко электроотрицательные атомы фтора и, как следствие, природа трифторметильной электроноакцепторная группы ослабляют связь кислород-водород (обеспечивая большую кислотность) и стабилизируют анионное сопряженное основание . ТФУ широко используется в органической химии для различных целей.
Синтез
[ редактировать ]ТФУ получают в промышленности электрофторированием или уксусного : ангидрида с последующим гидролизом образующегося трифторацетилфторида ацетилхлорида [4]
- СН
3 COCl + 4 HF → CF
3 КОФ + 3 Ч
2 + HCl - CF
3 КОФ + Ч
2 О → КФ
3 СООН + HF
При желании это соединение можно высушить добавлением трифторуксусного ангидрида . [5]
Более старый путь получения ТФК протекает через окисление 1,1,1-трифтор-2,3,3-трихлорпропена перманганатом калия . Трифтортрихлорпропен можно получить фторированием Сварту гексахлорпропена по . [6]
Использование
[ редактировать ]
TFA является предшественником многих других фторированных соединений, таких как трифторуксусный ангидрид , трифторперуксусная кислота и 2,2,2-трифторэтанол . [4] Это реагент, используемый в органическом синтезе из-за сочетания удобных свойств: летучести, растворимости в органических растворителях и силы кислоты. [7] TFA также менее окисляюща, чем серная кислота , но более доступна в безводной форме, чем многие другие кислоты. Одна из сложностей при его использовании заключается в том, что TFA образует азеотроп с водой (т. кип. 105 °C).
TFA широко используется в качестве сильной кислоты для удаления защитных групп, таких как Boc, используемых в органической химии и синтезе пептидов . [8] [9]
В низкой концентрации TFA используется в качестве агента ионного спаривания в жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) органических соединений, особенно пептидов и небольших белков . ТФУ — универсальный растворитель для ЯМР-спектроскопии (для материалов, устойчивых в кислоте). Он также используется в качестве калибранта в масс-спектрометрии. [10]
TFA используется для производства солей трифторацетата. [11]
Безопасность
[ редактировать ]Трифторуксусная кислота является агрессивной сильной кислотой. [12] но это не представляет опасности, связанной с плавиковой кислотой поскольку связь углерод-фтор нелабильна , . ТЖК вреден при вдыхании, вызывает сильные ожоги кожи и токсичен для водных организмов даже в низких концентрациях.
Реакция ТФУ с основаниями и металлами, особенно легкими , сильно экзотермична. Например, реакция TFA с литийалюминийгидридом (LAH) может привести к взрыву . [13]
TFA является продуктом метаболического распада летучего анестетика галотана . Считается, что он ответственен за гепатит , вызванный галотаном . [14]
Среда
[ редактировать ]Ни один из известных природных процессов не приводит к образованию трифторуксусной кислоты. [15] В окружающей среде трифторуксусная кислота может образовываться в результате фотоокисления широко используемого хладагента 1,1,1,2-тетрафторэтана (R-134a). [ нужна ссылка ] Более того, он образуется как продукт атмосферного разложения почти всех синтетических хладагентов четвертого поколения, также называемых гидрофторолефинами (HFO), таких как 2,3,3,3-тетрафторпропен . [ нужна ссылка ]
Трифторуксусная кислота очень медленно разлагается в окружающей среде и во все возрастающих количествах обнаруживается в качестве загрязнителя в воде, почве, продуктах питания и организме человека. [16] Средние концентрации в несколько микрограммов на литр были обнаружены в пиве и чае. [17] Морская вода содержит около 200 нг ТЖК на литр. [18] [19] [20] Механизм биоразложения этого соединения в воде неизвестен. [21] хотя биотрансформация , очевидно, декарбоксилирует кислоту во фтороформ . [22]
Трифторуксусная кислота умеренно фитотоксична . [23]
См. также
[ редактировать ]- Фторуксусная кислота – высокотоксичный, но встречающийся в природе родентицид CH 2 FCOOH.
- Дифторуксусная кислота
- Трихлоруксусная кислота , хлорированный аналог.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Креглевский, А. (1962). «Трифторуксусная кислота» . Добро пожаловать в веб-книгу NIST . 10 (11–12): 629–633 . Проверено 1 марта 2020 г.
- ^ В.М. Хейнс.; Дэвид Р. Лиде; Томас Дж. Бруно, ред. (2016–2017). CRC Справочник по химии и физике . ЦРК Пресс. стр. 954–963. ISBN 978-1-4987-5429-3 .
- ^ Примечание: рассчитано на основе соотношения значений K a для TFA (p K a = 0,23) и уксусной кислоты (p K a = 4,76).
- ^ Jump up to: а б Г. Зигемунд; В. Швертфегер; А. Фейринг; Б.Смарт; Ф. Бер; Х. Фогель; Б. МакКьюсик. «Соединения фтора органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_349 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Уилфред Л. Ф. Армарего и Кристина Ли Лин Чай (2009). «Глава 4. Очистка органических химикатов». Очистка лабораторных химикатов (6-е изд.). стр. 88–444. дои : 10.1016/B978-1-85617-567-8.50012-3 . ISBN 978-1-85617-567-8 .
- ^ Гергель, Макс Г. (март 1977 г.). Простите, сэр, не хотите ли купить килограмм изопропилбромида? . Пирс Кемикал. стр. 88–90.
- ^ Эйдман, К.Ф.; Николс, Пи Джей (2004). «Трифторауксусная кислота». В Л. Пакетте (ред.). Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Нью-Йорк: Дж. Уайли и сыновья. дои : 10.1002/047084289X.rt236.pub2 . hdl : 10261/236866 . ISBN 978-0-471-93623-7 .
- ^ Лундт, Беренд Ф.; Йохансен, Нильс Л.; Вёлунд, Оге; Маркуссен, Ян (1978). «Удаление т-бутильных и т-бутоксикарбонильных защитных групп трифторуксусной кислотой». Международный журнал исследований пептидов и белков . 12 (5): 258–268. дои : 10.1111/j.1399-3011.1978.tb02896.x . ПМИД 744685 .
- ^ Эндрю Б. Хьюз (2011). «1. Защитные реакции». В Воммине В. Сурешбабу; Нарасимхамурти Нарендра (ред.). Аминокислоты, пептиды и белки в органической химии: защитные реакции, медицинская химия, комбинаторный синтез . Том. 4. стр. 1–97. дои : 10.1002/9783527631827.ch1 . ISBN 978-3-527-63182-7 .
- ^ Стаут, Стивен Дж.; Дакунья, Адриан Р. (1989). «Настройка и калибровка термораспылительной жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии с использованием кластерных ионов трифторуксусной кислоты». Аналитическая химия . 61 (18): 2126. doi : 10.1021/ac00193a027 .
- ^ О. Кастано; А. Кавалларо; А. Палау; Дж. К. Гонсалес; М. Росселл; Т. Пуиг; Ф. Сандиуменге; Н. Местрес; С. Пиноль; А. Помар и К. Обрадорс (2003). «Высококачественные тонкие пленки YBa 2 Cu 3 O 7 , выращенные осаждением металлоорганических соединений трифторацетатами». Сверхпроводниковая наука и технология . 16 (1): 45–53. Бибкод : 2003SuScT..16...45C . дои : 10.1088/0953-2048/16/1/309 . S2CID 250765145 .
- ^ Хенне, Альберт Л; Фокс, Чарльз Дж (1951). «Константы ионизации фторсодержащих кислот» . Журнал Американского химического общества . 73 (5): 2323–2325. дои : 10.1021/ja01149a122 .
- ^ Паспорт безопасности трифторуксусной кислоты (PDF) от EMD Millipore, дата редакции 27.10.2014.
- ^ «Галотан» , LiverTox: клиническая и исследовательская информация о лекарственном повреждении печени , Бетесда (Мэриленд): Национальный институт диабета, заболеваний органов пищеварения и почек, 2012 г., PMID 31643481 , получено 15 июля 2021 г.
- ^ Джоудан, Шира; Де Сильва, Амила О.; Янг, Кора Дж. (2021). «Недостаточно доказательств существования природной трифторуксусной кислоты». Наука об окружающей среде: процессы и воздействия . 23 (11): 1641–1649. дои : 10.1039/D1EM00306B . hdl : 10315/40884 . ISSN 2050-7887 . ПМИД 34693963 . S2CID 239768006 .
- ^ Осия, Леана; Сэлвидж, Рэйчел (1 мая 2024 г.). «Быстро растущий уровень TFA, «вечно химического» тревожит экспертов» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 29 мая 2024 г.
- ^ Марко Шерер, Карстен Нёдлер (2021). «Перфторалкильное вещество с ультракороткой цепью трифторацетат (ТФА) в пиве и чае - непреднамеренная водная экстракция». Пищевая химия . 351 : 129304. doi : 10.1016/j.foodchem.2021.129304 . ISSN 0308-8146 . ПМИД 33657499 . S2CID 232115008 .
- ^ Франк, Х.; Кристоф, Э.Г.; Холм-Хансен, О.; Буллистер, Дж. Л. (январь 2002 г.). «Трифторацетат в океанских водах». Окружающая среда. наук. Технол . 36 (1): 12–5. Бибкод : 2002EnST...36...12P . дои : 10.1021/es0221659 . ПМИД 11811478 .
- ^ Скотт, БФ; Макдональд, RW; Каннан, К.; Фиск, А.; Виттер, А.; Ямасита, Н.; Дарем, Л.; Спенсер, К.; Мьюир, DCG (сентябрь 2005 г.). «Профили трифторацетата в Северном Ледовитом, Атлантическом и Тихом океанах». Окружающая среда. наук. Технол . 39 (17): 6555–60. Бибкод : 2005EnST...39.6555S . дои : 10.1021/es047975u . ПМИД 16190212 .
- ^ Фрэнк, Хартмут; Кристоф, Ойген Х.; Холм-Хансен, Осмунд; Буллистер, Джон Л. (2002). «Трифторацетат в океанских водах». Экологические науки и технологии . 36 (1): 12–15. Бибкод : 2002EnST...36...12F . дои : 10.1021/es0101532 . ISSN 0013-936X . ПМИД 11811478 .
- ^ «Освежающе прохладно, потенциально токсично» . Университет Людвига-Максимилиана (LMU) Мюнхен . 2014 . Проверено 26 июля 2018 г.
- ^ Киршнер, Э., Новости химии и техники, 1994, 8.
- ^ Бутонне, Жан Шарль; Бингхэм, Полина; Каламари, Давиде; Ройдж, Христос де; Франклин, Джеймс; Кавано, Тошихико; Либре, Жан-Мари; Маккал-Лох, Арчи; Малинверно, Джузеппе; Одом, Дж. Мартин; Раш, Джордж М; Смайт, Кэти; Соболев Игорь; Томпсон, Рой; Тидже, Джеймс М. (1999). «Оценка экологического риска трифторуксусной кислоты». Международный журнал оценки человеческих и экологических рисков . 5 (1): 59–124. Бибкод : 1999HERA....5...59B . дои : 10.1080/10807039991289644 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|