Acide trifluoroacétique Propriétés chimiques, utilisations, production
description
L’acide trifluoroacétique (TFA, formule moléculaire: CF3COOH) est une sorte de liquide incolore, volatil et fumant avec une odeur similaire à celle de l’acide acétique. Il est hygroscopique et a une odeur irritante. Il a une forte propriété acide en raison de son influence sur le groupe trifluorométhyle attirant les électrons, son acidification étant supérieure de 100 000 à celle de l’acide acétique. Il a un point de fusion étant de – 15,2 ℃, le point d’ébullition étant de 72,4 ℃ et la densité étant de 1.5351g/cm3 (1℃). Il est miscible avec l’eau, les hydrocarbures fluorés, le méthanol, l’éthanol, l’éther éthylique, l’acétone, le benzène, le tétrachlorure de carbone et l’hexane; il est partiellement soluble dans le disulfure de carbone et l’alcane contenant plus de six carbones. C’est un excellent solvant de protéines et de polyester.
L’acide trifluoroacétique est également un bon solvant pour la réaction organique ce qui permet d’obtenir certains résultats difficiles dans les cas d’application de solvants courants. Par example, lorsque la quinolone est catalysée pour une hydrogénation dans un solvant commun, le cycle pyridine est préférentiellement hydrogéné ; au contraire, le cycle benzénique sera préférentiellement hydrogéné en présence d’acide trifluoroacétique comme solvant. L’acide trifluoroacétique est décomposé en dioxyde de carbone et en fluor en présence d’aniline. Il peut être réduit par le borohydrure de sodium ou l’hydrure d’aluminium de lithium en acétaldéhyde trifluoroacétique et en trifluoro-éthanol. Il est stable à une température supérieure à 205 ℃ stable. Mais ses dérivés ester et amides sont facilement soumis à une hydrolyse qui leur permet de préparer des glucides, des acides aminés et des dérivés peptidiques sous forme d’acide ou d’anhydride. Il peut facilement être déshydraté sous l’action du pentoxyde de phosphore et être converti en anhydride trifluoroacétique.
L’acide trifluoroacétique est une sorte d’intermédiaires importants du fluor gras. En raison de la structure particulière du trifluorométhyle, il a une propriété différente des autres alcools et peut participer à une variété de réactions organiques, en particulier dans le domaine de la synthèse de produits pharmaceutiques, de pesticides et de colorants contenant du fluor. Sa demande intérieure et étrangère augmente et est devenue l’un des intermédiaires importants pour les produits chimiques fins contenant du fluor.
propriétés chimiques
C’est un liquide fumant incolore et volatil avec une odeur similaire à celle de l’acide acétique. Il est hygroscopique et a une odeur stimulante. Il est miscible avec l’eau, les alcanes fluorés, le méthanol, le benzène, l’éther, le tétrachlorure de carbone et l’hexane. Il peut dissoudre partiellement l’alcane avec plus de six carbones ainsi que le disulfure de carbone.
pKa
L’acide trifluoroacétique (TFA) est une sorte d’acide fort dont le pKa est de 0,23. Il peut stimuler les tissus corporels et la peau. Cependant, il n’est que légèrement toxique. Cependant, son enrichissement en eau de surface immobilisante affectera l’agriculture et les systèmes aquatiques. De plus, l’AFT peut générer des gaz à effet de serre CHF3 après avoir subi la dégradation microbienne.
Les informations ci-dessus sont éditées par le chemicalbook de Dai Xiongfeng.
utilisations
L’acide trifluoroacétique est principalement destiné à la production de nouveaux pesticides, médicaments et colorants, et a également un grand potentiel d’application et de développement dans les domaines des matériaux et des solvants. L’acide trifluoroacétique est principalement utilisé pour la synthèse de divers types d’herbicides contenant un groupe trifluorométhyle ou hétérocycliques. Il est actuellement disponible pour synthétiser divers types de nouveaux herbicides contenant du pyridyle et du qunoilyle; agissant comme un acide protonique fort, il est largement utilisé comme catalyseur pour l’alkylation, l’acylation et la polymérisation des oléfines du composé aromatique; en tant que solvant, l’acide trifluoroacétique est une sorte d’excellent solvant pour la fluoration, la nitration et les halogénations. En particulier, l’excellent effet protecteur de ses dérivés trifluoroacétyles sur le groupe hydroxy et amino a une application très importante dans la synthèse d’acides aminés et de synthèse de poly-peptides, par exemple, le composé peut être utilisé comme agent de protection du tert-butoxycarbonyle (t-boc) qui est utilisé pour éliminer les acides aminés lors de la synthèse de poly-peptides. L’acide trifluoroacétique, en tant que matière première et modificateur pour la préparation de la membrane ionique, peut largement améliorer l’efficacité actuelle de l’industrie de la soude et prolonger considérablement la durée de vie de la membrane; l’acide trifluoroacétique peut également être utilisé pour synthétiser le trifluoro-éthanol, l’acétaldéhyde trifluoroacétique et l’anhydride trifluoroacétique. À température ambiante, l’acide trifluoroacétique au mercure peut avoir une réaction de mercuration (substitution électrophile) et peut également convertir l’hydrazone en composé diazoïque. Le sel de plomb de cet acide peut convertir l’arène en phénol.
Dans l’expérience de chromatographie en phase inverse pour l’isolement de peptides et de protéines, l’utilisation de l’acide trifluoroacétique (TFA) comme réactifs d’appariement des ions est une approche courante. L’acide trifluoroacétique dans la phase mobile peut améliorer la forme du pic et surmonter le problème de l’élargissement du pic et du problème de fuite grâce à une interaction avec la phase liée hydrophobe et la surface polaire résiduelle dans une variété de modèles. L’acide trifluoroacétique présente un avantage par rapport aux autres modificateurs d’ions car il est volatil et peut être facilement éliminé de la préparation de l’échantillon. D’autre part, le pic d’absorption UV maximum de l’acide trifluoroacétique est inférieur à 200 nm, et présente donc une très faible interférence sur la détection des polypeptides aux faibles longueurs d’onde.
Applications en CLHP
Dans l’expérience de chromatographie en phase inverse pour l’isolement de peptides et de protéines, l’utilisation d’acide trifluoroacétique (TFA) comme réactifs d’appariement d’ions est une approche courante. L’acide trifluoroacétique dans la phase mobile peut améliorer la forme du pic et surmonter le problème de l’élargissement du pic et du problème de fuite grâce à une interaction avec la phase liée hydrophobe et la surface polaire résiduelle dans une variété de modèles. L’acide trifluoroacétique peut se lier à la charge positive et aux groupes polaires sur le polypeptide afin de réduire la rétention polaire et de ramener le polypeptide à la surface d’inversion hydrophobe. De la même manière, le trifluoroacétate protège la surface polaire résiduelle en phase fixe. Le comportement de la TFA peut être compris comme étant coincé dans la surface de phase de la phase fixe de phase inverse, tout en ayant une interaction avec le polypeptide et le lit de colonne.
L’acide trifluoroacétique présente un avantage par rapport aux autres modificateurs d’ions car il est volatil et peut être facilement éliminé de la préparation de l’échantillon. D’autre part, le pic d’absorption UV maximum de l’acide trifluoroacétique est inférieur à 200 nm, et présente donc une très faible interférence sur la détection des polypeptides aux faibles longueurs d’onde.
Faire varier la concentration d’acide trifluoroacétique peut légèrement ajuster la sélectivité du polypeptide sur chromatographie en phase inverse. L’impact est très utile pour optimiser les conditions de séparation, en augmentant la quantité d’informations contenues dans le test de chromatographie complexe (comme l’empreinte digitale du polypeptide).
De l’acide trifluoroacétique a été ajouté à la phase mobile à une concentration générale de 0,1%. À cette concentration, la majeure partie de la colonne en phase inversée peut produire une bonne forme de pic. En revanche, si la concentration d’acide trifluoroacétique est nettement inférieure à ce niveau, l’élargissement maximal et le retrait des résidus deviendraient très évidents.
L’acide trifluoroacétique a une bonne efficacité dans la séparation des protéines et autres macromolécules. Cependant, lors de l’utilisation réelle, nous avons du mal à contrôler les concentrations de TFA car il s’agit d’une substance volatile. Si vous le configurez pendant une longue période, il sera volatil entraînant un changement de concentration. Une fois sa préparation terminée, il doit être scellé pour éviter son évaporation.
préparation
L’acide trifluoroacétique est un réactif important dans la synthèse organique. À partir de là, il peut être utilisé pour synthétiser une variété de composés, de pesticides et de colorants contenant du fluor. L’acide trifluoroacétique est un catalyseur pour l’estérification et la condensation; il peut également être utilisé comme agent protecteur du groupe hydroxy et amino qui est appliqué à la synthèse des sucres et des peptides.
La préparation de l’acide trifluoroacétique a diverses voies:
1. L’obtenir par oxydation du 1, 3, 3, 3-trifluoropropène par le permanganate de potassium.
2. l’acide acétique (alternativement; chlorure d’acétyle ou anhydride acétique) peut avoir une fluoration électrochimique avec de l’acide fluorhydrique et du fluorure de sodium, puis être hydrolysé.
3. il peut être obtenu par oxydation du 1, 1, 1-trifluoro-2, 3, 3-trichloropropène par le permanganate de potassium. Cette matière première peut être fabriquée grâce à la fluoration de Swarts d’hexachloropropylène.
4. Préparé à partir de l’oxydation du dichloro-2,3 hexafluoro-2 butène.
5. il peut être généré par la réaction entre le trichloroacétonitrile et le fluorure d’hydrogène, qui génère du trifluorométhylacétonitrile, qui subit en outre une hydrolyse pour obtenir le produit.
6. obtenu par oxydation du benzotrifluorure.
Méthode de production
1. Il peut être obtenu par oxydation du 2,3-Dichloro-hexafluoro-2-butène;
2. prendre le fluor comme catalyseur de la réaction d’oxydation du 2,3-dichloro-hexafluoro-2-butène pour le produire; 3 à partir de l’oxydation du 3,3,3-trifluoropropène par le permanganate de potassium, ou de la réaction entre le trichloroacétonitrile et le fluorure d’hydrogène, qui génère du trifluorométhylacétonitrile, qui subit en outre une hydrolyse pour obtenir le produit. De plus, il peut également être réalisé par fluoration électrochimique de l’acide acétique (ou anhydride acétique).
Propriétés chimiques
Liquide incolore et fumant; hygroscopique; odeur piquante. Très soluble dans l’eau. Ininflammable.
Utilise
Principalement utilisé comme intermédiaire contenant du fluor dans les produits chimiques fins, pharmaceutiques, pesticides et colorants. Il est utilisé comme matière première dans le processus de revêtement de verre, de sucre et de polypeptide synthétique. Il est utilisé comme catalyseur dans la réaction d’estérification et la réaction de condensation et comme agent protecteur pour l’hydroxyle et l’amino.
Utilise
Adapté à la synthèse de peptides et de protéines.
Utilise
En synthèse organique; dissout les protéines lorsqu’elles sont mélangées avec du SO2 liquide.
Référence(s) de synthèse
The Journal of Organic Chemistry, 26, p. 923, 1961 DOI: 10.1021/jo01062a068
Description générale
Un liquide fumant incolore à odeur âcre. Soluble dans l’eau et plus dense que l’eau. Corrosif pour la peau, les yeux et les muqueuses. Utilisé pour fabriquer d’autres produits chimiques et comme solvant.
Air &Réactions de l’eau
Fumées dans l’air. Soluble dans l’eau.
Profil de réactivité
L’acide trifluoroacétique est un acide fort; attaque de nombreux métaux. Une solution à 30% de peroxyde d’hydrogène dans l’acide trifluoroacétique est souvent utilisée pour oxyder de manière destructive les cycles aromatiques de préférence aux chaînes latérales. Des explosions se sont produites, si l’excès de peroxyde n’est pas détruit catalytiquement, avant l’élimination du solvant,. La réduction des amides de l’acide Trifluoroacétique par l’hydrure de lithium-aluminium est dangereuse à toutes les phases du processus, des explosions se sont produites,.
Danger pour la santé
L’acide trifluoroacétique est une substance hautement corrosive. Le contact du liquide avec la peau, les yeux et les muqueuses peut provoquer de graves brûlures et l’ingestion peut entraîner de graves dommages au tube digestif. La vapeur de TFA est très irritante pour les yeux et les voies respiratoires, et l’inhalation de concentrations élevées peut entraîner une destruction sévère des voies respiratoires supérieures et peut être fatale à la suite d’un œdème pulmonaire. Les symptômes de surexposition à la vapeur d’AFT comprennent une sensation de brûlure, une toux, des maux de tête, des nausées et des vomissements.
L’acide trifluoroacétique ne s’est pas révélé cancérigène ni toxique pour la reproduction ou le développement chez l’homme.
Risque d’incendie
Non combustible, la substance elle-même ne brûle pas mais peut se décomposer lors du chauffage pour produire des fumées corrosives et / ou toxiques. Certains sont des oxydants et peuvent enflammer des combustibles (bois, papier, huile, vêtements, etc.). Le contact avec les métaux peut faire évoluer de l’hydrogène gazeux inflammable. Les contenants peuvent exploser lorsqu’ils sont chauffés.
Inflammabilité et explosibilité
L’acide trifluoroacétique n’est pas combustible. Néanmoins, la présence d’acide trifluoroacétique sur le site d’un incendie serait très préoccupante en raison de sa forte pression de vapeur et de son extrême corrosivité.
Profil de sécurité
Poison par ingestion et voies intrapéritonéales. Modérément toxique par voie intraveineuse. Légèrement toxique par inhalation. Irritant corrosif pour la peau, les yeux et les muqueuses. Lorsqu’il est chauffé àdécomposition, il émet des fumées toxiques de F-.Utilisé comme catalyseur d’acide organique fort.
stockage
l’acide trifluoroacétique doit être placé dans une armoire acide à l’écart des autres classes de composés. En raison de sa pression élevée, les vapeurs d’acide trifluoroacétique peuvent détruire les étiquettes des autres bouteilles si le contenant n’est pas hermétiquement scellé.
Méthodes de purification
La purification de l’acide trifluoroacétique, rapportée dans les éditions précédentes de ce travail, par reflux au-dessus du KMnO4 pendant 24 heures et distillation lente a entraîné des EXPLOSIONS très GRAVES à diverses occasions, mais pas toujours. Cela dépend apparemment de la source et / ou de l’âge de l’acide. La méthode n’est PAS RECOMMANDÉE. L’eau peut être éliminée en ajoutant de l’anhydride trifluoroacétique (0,05%, pour diminuer la teneur en eau) et en distillant. . Il peut être chauffé au reflux et distillé à partir de P2O5. Il est ensuite purifié par cristallisation fractionnée par congélation partielle et à nouveau distillé. Vapeur hautement TOXIQUE. Travailler dans une hotte efficace.
Incompatibilités
Le mélange de l’acide trifluoroacétique et de l’eau fait évoluer une chaleur considérable.
Élimination des déchets
L’acide trifluoroacétique et les déchets contenant cette substance doivent être placés dans un contenant approprié, clairement étiquetés et manipulés conformément aux directives d’élimination des déchets de votre établissement.