Propiedades químicas del ácido trifluoroacético,Usos, producción
descripción
El ácido trifluoroacético (TFA, fórmula molecular: CF3COOH) es un tipo de líquido incoloro, volátil y fumante con un olor similar al ácido acético. Es higroscópico y tiene olor irritante. Tiene una fuerte propiedad ácida debido a que se ve afectada por el grupo trifluorometil que atrae electrones, con una acidicidad 100000 más alta que el ácido acético. Tiene un punto de fusión de-15.2 ℃, un punto de ebullición de 72.4 ℃ y una densidad de 1.5351g / cm3 (1℃). Es miscible con agua, hidrocarburos fluorados, metanol, etanol, éter etílico, acetona, benceno, tetracloruro de carbono y hexano; es parcialmente soluble en disulfuro de carbono y alcano que contienen más de seis carbonos. Es un excelente disolvente de proteína y poliéster.
El ácido trifluoroacético también es un buen disolvente para la reacción orgánica que permite obtener ciertos resultados que son difíciles en los casos de aplicación de disolventes comunes. Por ejemplo, cuando se cataliza la quinolona para la hidrogenación en un solvente común, el anillo de piridina se hidrogena preferentemente; en contraste, el anillo de benceno se hidrogena preferentemente en presencia de ácido trifluoroacético como solvente. El ácido trifluoroacético se descompone en dióxido de carbono y flúor en presencia de anilina. Se puede reducir mediante borohidruro de sodio o hidruro de aluminio y litio en acetaldehído trifluoroacético y trifluoro-etanol. Es estable a una temperatura superior a 205 ℃ estable. Pero sus derivados de ésteres y amidas están fácilmente sujetos a hidrólisis, lo que les permite preparar carbohidratos, aminoácidos y derivados peptídicos en forma de ácido o anhídrido. Se deshidrata fácilmente bajo la acción del pentóxido de fósforo y se convierte en anhídrido trifluoroacético.El ácido trifluoroacético es un tipo de intermedios importantes de flúor graso. Debido a la estructura especial del trifluorometil, tiene una propiedad diferente de otros alcoholes y puede participar en una variedad de reacciones orgánicas, especialmente en el campo de la síntesis de productos farmacéuticos, pesticidas y colorantes que contienen flúor. Su demanda nacional y extranjera está aumentando y se ha convertido en uno de los productos intermedios importantes para los productos químicos finos que contienen flúor.
propiedades químicas
Es un líquido humeante incoloro y volátil con un olor similar al ácido acético. Es higroscópico y tiene un olor estimulante. Es miscible con agua, alcanos fluorados, metanol, benceno, éter, tetracloruro de carbono y hexano. Puede disolver parcialmente alcano con más de seis carbonos, así como disulfuro de carbono.
pKa
El ácido trifluoroacético (TFA) es un tipo de ácido fuerte con un pKa de 0,23. Puede estimular el tejido corporal y la piel. Sin embargo, solo es ligeramente tóxico. Sin embargo, su enriquecimiento en la inmovilización de las aguas superficiales afectará a los sistemas agrícolas y acuáticos. Además, el AGT puede generar gases de efecto invernadero CHF3 después de sufrir la degradación microbiana.La información anterior es editada por el libro químico de Dai Xiongfeng.
usos
El ácido trifluoroacético es principalmente para la producción de nuevos pesticidas, medicamentos y colorantes, y también tiene un gran potencial de aplicación y desarrollo en los campos de materiales y disolventes. Ácido trifluoroacético se utiliza principalmente para la síntesis de diversos tipos de grupo trifluorometilo o heterocíclicos que contienen herbicidas. Actualmente está disponible para sintetizar varios tipos de herbicidas nuevos que contienen piridilo y qunoililo; actuando como un fuerte ácido de protones, se aplica ampliamente como catalizador para la alquilación, la acilación y la polimerización de olefinas de compuestos aromáticos; como solvente, el ácido trifluoroacético es un tipo de excelente solvente para fluoración, nitración y halogenaciones. En particular, el excelente efecto protector de sus derivados trifluoroacetil sobre el grupo hidroxi y amino tiene una aplicación muy importante en la síntesis de aminoácidos y síntesis de poli-péptidos, por ejemplo, el compuesto se puede usar como agente protector de terc-butoxicarbonilo (t-boc) que se utiliza para eliminar aminoácidos durante la síntesis de poli-péptidos. El ácido trifluoroacético, como materia prima y modificador para la preparación de la membrana iónica, puede mejorar en gran medida la eficiencia actual de la industria de la sosa y extender significativamente la vida útil de la membrana; el ácido trifluoroacético también se puede utilizar para sintetizar trifluoro-etanol, acetaldehído trifluoroacético y anhídrido trifluoroacético. A temperatura ambiente, el ácido trifluoroacético de mercurio puede tener una reacción de mercuración (sustitución electrofílica), y también puede convertir hidrazona en compuesto diazónico. La sal de plomo de este ácido puede convertir el areno en fenol.
En el experimento de cromatografía de fase inversa para el aislamiento de péptidos y proteínas, el uso de ácido trifluoroacético (TFA) como reactivos de emparejamiento iónico es un enfoque común. El ácido trifluoroacético en la fase móvil puede mejorar la forma del pico y superar el problema del ensanchamiento del pico y el problema de arrastre a través de la interacción con la fase de unión hidrofóbica y la superficie polar residual en una variedad de modelos. Ácido trifluoroacético tiene una ventaja sobre otros iones modificador debido a que es volátil y puede extraerse fácilmente de la preparación de la muestra. Por otro lado, el pico máximo de absorción UV del ácido trifluoroacético es inferior a 200 nm, y por lo tanto tiene una interferencia muy pequeña en la detección de polipéptidos a longitudes de onda bajas.
Aplicaciones en HPLC
En el experimento de cromatografía de fase inversa para el aislamiento de péptidos y proteínas, el uso de ácido trifluoroacético (TFA) como reactivos de emparejamiento iónico es un enfoque común. El ácido trifluoroacético en la fase móvil puede mejorar la forma del pico y superar el problema del ensanchamiento del pico y el problema de arrastre a través de la interacción con la fase de unión hidrofóbica y la superficie polar residual en una variedad de modelos. El ácido trifluoroacético puede unirse a la carga positiva y a los grupos polares del polipéptido para reducir la retención polar y devolver el polipéptido a la superficie invertida hidrofóbica. De la misma manera, el trifluoroacetato protege la superficie polar residual en fase fija. El comportamiento de la AFT se puede entender como se atasca en la superficie de fase de la fase fija de fase inversa, mientras que tiene interacción con el polipéptido y el lecho de columna.El ácido trifluoroacético tiene una ventaja sobre otros modificadores de iones debido a que es volátil y se puede eliminar fácilmente de la preparación de la muestra. Por otro lado, el pico máximo de absorción UV del ácido trifluoroacético es inferior a 200 nm, y por lo tanto tiene una interferencia muy pequeña en la detección de polipéptidos a longitudes de onda bajas.Variar la concentración de ácido trifluoroacético puede ajustar ligeramente la selectividad del polipéptido en la cromatografía de fase inversa. El impacto es muy útil para optimizar las condiciones de separación, aumentando la cantidad de información contenida en el ensayo cromatográfico complejo (como la huella dactilar del polipéptido).se añadió ácido trifluoroacético a la fase móvil en una concentración general de 0,1%. A esta concentración, la mayor parte de la columna de fase inversa puede producir una buena forma de pico. Por el contrario, si la concentración de ácido trifluoroacético está significativamente por debajo de este nivel, el ensanchamiento del pico y la cola se volverían muy obvios. El ácido trifluoroacético tiene una buena eficacia en la separación de proteínas y otras macromoléculas. Sin embargo, durante el uso real, tenemos dificultades para controlar las concentraciones de AGT porque es una sustancia volátil. Si lo configura durante mucho tiempo, será volátil y causará un cambio en la concentración. Después de completar su preparación, debe sellarse para evitar su evaporación.
preparación
El ácido trifluoroacético es un reactivo importante en la síntesis orgánica. A partir de él, se puede utilizar para sintetizar una variedad de compuestos que contienen flúor, pesticidas y colorantes. El ácido trifluoroacético es un catalizador para la esterificación y la condensación; también se puede usar como agente protector del grupo hidroxi y amino que se aplica a la síntesis de azúcares y péptidos.
La preparación de ácido trifluoroacético tiene una variedad de rutas:
1. Obtenerlo a través de la oxidación de 1, 3, 3, 3-trifluoropropeno por permanganato de potasio.
2. el ácido acético (alternativamente, cloruro de acetilo o anhídrido acético) puede tener fluoración electroquímica con ácido fluorhídrico y fluoruro de sodio y luego hidrolizarse.
3. se puede obtener por oxidación de 1, 1, 1-trifluoro-2, 3, 3-tricloropropeno a través de permanganato de potasio. Esta materia prima se puede fabricar a través de la fluoración de Swarts de hexacloropropileno.
4. Preparado a partir de la oxidación del 2,3-dicloro-hexafluoro-2-buteno.
5. puede ser generado por la reacción entre tricloro-acetonitrilo y fluoruro de hidrógeno, que genera trifluorometil acetonitrilo, que luego sufre hidrólisis para obtener el producto.
6. obtenido por oxidación de benzotrifluoruro.
Método de producción
1. Puede obtenerse por oxidación de 2,3-Dicloro-hexafluoro-2-buteno;
2. tomar flúor como catalizador de la reacción de oxidación del 2,3-dicloro-hexafluoro-2-buteno para producirlo; 3 de la oxidación del 3,3,3-trifluoropropeno a través de permanganato de potasio, o reacción entre tricloro-acetonitrilo y fluoruro de hidrógeno, que genera trifluorometil acetonitrilo, que luego sufre hidrólisis para obtener el producto. Además, también se puede hacer a través de la fluoración electroquímica de ácido acético (o anhídrido acético).
Propiedades químicas
Líquido incoloro y humeante; higroscópico; olor acre. Muy soluble en agua. No inflamable.
Usos
Se utiliza principalmente como intermediario que contiene flúor en productos químicos finos, farmacéuticos, pesticidas y tintes. Se utiliza como materia prima en el proceso de revestimiento de vidrio , azúcar y polipéptido sintético. Se utiliza como catalizador en reacción de esterificación y reacción de condensación y como agente protector para hidroxilo y amino.
Utiliza
Adecuado para la síntesis de péptidos y proteínas.
Utiliza
En síntesis orgánica; disuelve proteínas cuando se mezcla con SO2 líquido.
Sintesis de Referencia(s)
The Journal of Organic Chemistry, 26, p. 923, 1961 DOI: 10.1021/jo01062a068
Descripción general
Un líquido humeante incoloro con un olor acre. Soluble en agua y más denso que el agua. Corrosivo para la piel, los ojos y las membranas mucosas. Se utiliza para fabricar otros productos químicos y como disolvente.
Aire & Reacciones de agua
Vapores en el aire. Soluble en agua.
Perfil de reactividad
El ácido trifluoroacético es un ácido fuerte; ataca muchos metales . Una solución de peróxido de hidrógeno al 30% en ácido trifluoroacético se usa a menudo para oxidar destructivamente anillos aromáticos en preferencia a las cadenas laterales. Se han producido explosiones, si el exceso de peróxido no se destruye catalíticamente, antes de retirar el disolvente. La reducción de amidas de ácido Trifluoroacético con hidruro de litio y aluminio son peligrosas en todas las fases del proceso, se han producido explosiones,.
Peligro para la salud
El ácido trifluoroacético es una sustancia altamente corrosiva. El contacto del líquido con la piel, los ojos y las membranas mucosas puede causar quemaduras graves, y la ingestión puede provocar daños graves en el tracto digestivo. El vapor de AGT es altamente irritante para los ojos y las vías respiratorias, y la inhalación de altas concentraciones puede conducir a una destrucción severa de las vías respiratorias superiores y puede ser mortal como resultado de un edema pulmonar. Los síntomas de sobreexposición al vapor de AGT incluyen sensación de ardor, tos, dolor de cabeza, náuseas y vómitos.No se ha encontrado que el ácido trifluoroacético sea carcinogénico o que muestre toxicidad reproductiva o de desarrollo en humanos.
Peligro de incendio
No combustible, la sustancia en sí no se quema, pero puede descomponerse al calentarse para producir humos corrosivos y / o tóxicos. Algunos son oxidantes y pueden encender combustibles (madera, papel, aceite, ropa, etc.).). El contacto con metales puede producir gas hidrógeno inflamable. Los contenedores pueden explotar cuando se calientan.
Inflamabilidad y explotabilidad
El ácido trifluoroacético no es combustible. Sin embargo, la presencia de ácido trifluoroacético en el lugar de un incendio sería de gran preocupación debido a su alta presión de vapor y extrema corrosividad.
Perfil de seguridad
Veneno por ingestión y vía intraperitoneal. Moderadamente tóxico por vía intravenosa. Ligeramente tóxico por inhalación. Un irritante corrosivo para la piel, los ojos y las membranas mucosas. Cuando se calienta para la composición, emite vapores tóxicos de F -.Utilizado como un fuerte catalizador de ácido orgánico.
almacenamiento
el ácido trifluoroacético debe conservarse en un armario de ácido alejado de otras clases de compuestos. Debido a su alta presión de vapor, los vapores de ácido trifluoroacético pueden destruir las etiquetas de otras botellas si el contenedor no está herméticamente sellado.
Métodos de purificación
La purificación del ácido trifluoroacético, reportada en ediciones anteriores de este trabajo, por reflujo sobre KMnO4 durante 24 horas y destilación lenta, ha resultado en EXPLOSIONES muy SERIAS en varias ocasiones, pero no siempre. Esto aparentemente depende de la fuente y / o edad del ácido. NO se RECOMIENDA el método. El agua se puede eliminar añadiendo anhídrido trifluoroacético (0,05%, para disminuir el contenido de agua) y destilando. . Se puede refluir y destilar a partir de P2O5. Se purifica mediante cristalización fraccionada por congelación parcial y se destila de nuevo. Vapor altamente tóxico. Trabaje en una campana extractora eficiente.
Incompatibilidades
La mezcla de ácido trifluoroacético y agua produce un calor considerable.
Eliminación de residuos
El ácido trifluoroacético y los materiales de desecho que contengan esta sustancia deben colocarse en un contenedor apropiado, etiquetarse claramente y manipularse de acuerdo con las pautas de eliminación de residuos de su institución.