Proprietà chimiche dell’acido trifluoroacetico, usi, produzione
descrizione
L’acido trifluoroacetico (TFA, formula molecolare: CF3COOH) è un tipo di liquido incolore, volatile e fumante con un odore simile all’acido acetico. È igroscopico e ha un odore irritante. Ha una forte proprietà acida dovuta all’essere influenzata dal gruppo trifluorometilico che attrae l’elettrone con la sua acidicità superiore di 100000 rispetto all’acido acetico. Ha un punto di fusione che è-15.2℃, punto di ebollizione che è 72.4 ℃ e la densità che è 1.5351g / cm3 (1℃). È miscibile con acqua, idrocarburi fluorurati, metanolo, etanolo, etere etilico, acetone, benzene, tetracloruro di carbonio ed esano; è parzialmente solubile in disolfuro di carbonio e alcano contenente più di sei carboni. È un eccellente solvente di proteine e poliestere.
L’acido trifluoroacetico è anche un buon solvente per la reazione organica che consente di ottenere determinati risultati difficili nei casi di applicazione di solventi comuni. Ad esempio, quando il chinolone viene catalizzato per l’idrogenazione in un solvente comune, l’anello piridinico viene preferenzialmente idrogenato; al contrario, l’anello benzenico verrà preferenzialmente idrogenato in presenza di acido trifluoroacetico come solvente. L’acido trifluoroacetico viene decomposto in anidride carbonica e fluoro in presenza di anilina. Può essere ridotto da boroidruro di sodio o idruro di alluminio al litio in acetaldeide trifluoroacetica e trifluoro-etanolo. È stabile a temperatura superiore a 205 ℃ stabile. Ma i suoi derivati di estere e ammidi sono facilmente soggetti a idrolisi che consente loro di preparare carboidrati, amminoacidi e derivati peptidici sotto forma di acido o anidride. Può essere facilmente disidratato sotto l’azione del pentossido di fosforo ed essere convertito in anidride trifluoroacetica.
L’acido trifluoroacetico è una sorta di intermedi importanti del fluoro grasso. A causa della speciale struttura del trifluorometile, ha una proprietà diversa da altri alcoli e può partecipare a una varietà di reazioni organiche, in particolare nel campo della sintesi di prodotti farmaceutici, pesticidi e coloranti contenenti fluoro. La sua domanda interna ed estera è in aumento ed è diventata uno degli intermedi importanti per i prodotti chimici fini contenenti fluoro.
proprietà chimiche
È un liquido fumante incolore e volatile con un odore simile all’acido acetico. È igroscopico e ha un odore stimolante. È miscibile con acqua, alcani fluorurati, metanolo, benzene, etere, tetracloruro di carbonio ed esano. Può sciogliere parzialmente l’alcano con oltre sei carboni e disolfuro di carbonio.
pKa
L’acido trifluoroacetico (TFA) è un tipo di acido forte con il suo pKa 0,23. Può stimolare il tessuto e la pelle del corpo. Tuttavia, è solo leggermente tossico. Tuttavia, il suo arricchimento nell’immobilizzazione delle acque superficiali influenzerà l’agricoltura e i sistemi acquatici. Inoltre, TFA può generare gas serra CHF3 dopo aver subito la degradazione microbica.
Le informazioni di cui sopra è a cura del chemicalbook di Dai Xiongfeng.
usi
L’acido trifluoroacetico è principalmente per la produzione di nuovi pesticidi, medicine e coloranti e ha anche un grande potenziale di applicazione e sviluppo nei campi dei materiali e dei solventi. L’acido trifluoroacetico è utilizzato principalmente per la sintesi di vari tipi di gruppo trifluorometilico o erbicidi contenenti eterociclici. Attualmente è disponibile per la sintesi dei vari generi di diserbante novello che contiene il piridyl e qunoilyl; agendo come un forte acido protonico, è ampiamente applicato come catalizzatore per l’alchilazione, l’acilazione e la polimerizzazione delle olefine del composto aromatico; come solvente, l’acido trifluoroacetico è una sorta di solvente eccellente per la fluorurazione, la nitrazione e le alogenazioni. In particolare, l’eccellente effetto protettivo dei suoi derivati trifluoroacetilici sull’idrossi e sul gruppo amminico ha un’applicazione molto importante nella sintesi dell’amminoacido e della sintesi del poli-peptide, ad esempio, il composto può essere utilizzato come agente di protezione del terz-butossicarbonile (t-boc) che viene utilizzato per rimuovere gli amminoacidi durante la sintesi del poli-peptide. L’acido trifluoroacetico, come materia prima e modificatore per la preparazione della membrana ionica, può in gran parte migliorare l’attuale efficienza dell’industria della soda e prolungare significativamente la vita lavorativa della membrana; l’acido trifluoroacetico può anche essere usato per sintetizzare trifluoro-etanolo, trifluoroacetico acetaldeide e anidride trifluoroacetica. A temperatura ambiente, l’acido trifluoroacetico di mercurio può avere mercurio-fluorofenile in grado di avere una reazione di mercurazione (sostituzione elettrofila) e può anche convertire l’idrazone in composto diazo. Il sale di piombo di questo acido può convertire arene in fenolo.
Nell’esperimento di cromatografia a fase inversa per l’isolamento di peptidi e proteine, l’uso di acido trifluoroacetico (TFA) come reagenti di accoppiamento ionico è un approccio comune. L’acido trifluoroacetico nella fase mobile può migliorare la forma del picco e superare il problema dell’allargamento del picco e del problema finale attraverso l’interazione con la fase legata idrofobica e la superficie polare residua in una varietà di modelli. L’acido trifluoroacetico ha un vantaggio rispetto ad altri modificatori ionici a causa del fatto che è volatile e può essere facilmente rimosso dalla preparazione del campione. D’altra parte, il picco massimo di assorbimento UV dell’acido trifluoroacetico è inferiore a 200 nm e quindi ha un’interferenza molto piccola sulla rilevazione di polipeptidi a basse lunghezze d’onda.
Applicazioni in HPLC
Nell’esperimento di cromatografia a fase inversa per l’isolamento di peptidi e proteine, l’uso di acido trifluoroacetico (TFA) come reagenti di accoppiamento ionico è un approccio comune. L’acido trifluoroacetico nella fase mobile può migliorare la forma del picco e superare il problema dell’allargamento del picco e del problema finale attraverso l’interazione con la fase legata idrofobica e la superficie polare residua in una varietà di modelli. L’acido trifluoroacetico può legarsi alla carica positiva e ai gruppi polari sul polipeptide per ridurre la ritenzione polare e riportare il polipeptide alla superficie invertente idrofobica. Allo stesso modo, il trifluoroacetato protegge la superficie polare residua in fase fissa. Il comportamento di TFA può essere inteso come bloccato nella superficie di fase della fase inversa fase fissa, pur avendo interazione con il letto polipeptidico e colonna.
L’acido trifluoroacetico ha un vantaggio rispetto ad altri modificatori ionici a causa del fatto che è volatile e può essere facilmente rimosso dalla preparazione del campione. D’altra parte, il picco massimo di assorbimento UV dell’acido trifluoroacetico è inferiore a 200 nm e quindi ha un’interferenza molto piccola sulla rilevazione di polipeptidi a basse lunghezze d’onda.
Variando la concentrazione di acido trifluoroacetico può regolare leggermente la selettività del polipeptide sulla cromatografia a fase inversa. L’impatto è molto utile per ottimizzare le condizioni di separazione, aumentando la quantità di informazioni contenute nel test cromatografico complesso (come l’impronta digitale del polipeptide).
L’acido trifluoroacetico è stato aggiunto alla fase mobile in una concentrazione generale dello 0,1%. A questa concentrazione, la maggior parte della colonna a fase inversa può produrre una buona forma di picco. Al contrario, se la concentrazione di acido trifluoroacetico è significativamente inferiore a questo livello, il picco di allargamento e tailing diventerebbe molto evidente.
L’acido trifluoroacetico ha una buona efficacia nella separazione delle proteine e di altre macromolecole. Tuttavia, durante l’uso effettivo, abbiamo un momento difficile nel controllo delle concentrazioni di TFA perché è una sostanza volatile. Se lo configuri per un lungo periodo, sarà volatile causando cambiamenti nella concentrazione. Dopo il completamento della preparazione, deve essere sigillato per prevenire la sua evaporazione.
preparazione
L’acido trifluoroacetico è un reagente importante nella sintesi organica. A partire da esso, può essere utilizzato per sintetizzare una varietà di composti contenenti fluoro, pesticidi e coloranti. L’acido trifluoroacetico è un catalizzatore per esterificazione e condensazione; può anche essere usato come agente protettivo del gruppo idrossi e amminico che viene applicato alla sintesi di zuccheri e peptidi.
La preparazione dell’acido trifluoroacetico ha una varietà di percorsi:
1. Ottenerlo attraverso l’ossidazione di 1, 3, 3, 3-trifluoropropene da parte del permanganato di potassio.
2. l’acido acetico (in alternativa; cloruro di acetile o anidride acetica) può avere fluorurazione elettrochimica con acido fluoridrico e fluoruro di sodio e quindi essere idrolizzato.
3. può essere ottenuto mediante ossidazione di 1, 1, 1-trifluoro-2, 3, 3-tricloropropene attraverso permanganato di potassio. Questa materia prima può essere fatta attraverso la fluorurazione degli sciami di esacloropropilene.
4. Preparato dall’ossidazione del 2,3-dicloro-esafluoro-2-butene.
5. può essere generato dalla reazione tra tricloro-acetonitrile e fluoruro di idrogeno, che genera trifluorometil acetonitrile, che subisce ulteriormente l’idrolisi per ottenere il prodotto.
6. ottenuto attraverso l’ossidazione del benzotrifluoruro.
Metodo di produzione
1. Può essere ottenuto dall’ossidazione del 2,3-Dicloro-esafluoro-2-butene;
2. prendi il fluoro come catalizzatore della reazione di ossidazione del 2,3-dicloro-esafluoro-2-butene per produrlo; 3 dall’ossidazione di 3,3,3-trifluoropropene attraverso permanganato di potassio, o reazione tra tricloro-acetonitrile e fluoruro di idrogeno, che genera trifluorometil acetonitrile, che subisce ulteriormente l’idrolisi per ottenere il prodotto. Inoltre, può anche essere fatto attraverso la fluorurazione elettrochimica dell’acido acetico (o anidride acetica).
Proprietà chimiche
Liquido incolore e fumante; igroscopico; odore pungente. Molto solubile in acqua. Non infiammabile.
Utilizza
Utilizzato principalmente come intermedio contenente fluoro in chimica fine, farmaceutica, pesticidi e coloranti. Viene utilizzato come materia prima nel processo di rivestimento di vetro , zucchero e polipeptide sintetico. È usato come catalizzatore nella reazione di esterificazione e reazione di condensazione e un agente protettivo per idrossile e amminico.
Usi
Adatto per la sintesi di peptidi e proteine.
Utilizza
Nella sintesi organica; scioglie le proteine quando miscelate con SO2 liquido.
Sintesi di riferimento(s)
The Journal of Organic Chemistry, 26, p. 923, 1961 DOI: 10.1021/jo01062a068
Descrizione generale
Un liquido fumante incolore con un odore pungente. Solubile in acqua e più denso dell’acqua. Corrosivo per la pelle, gli occhi e le mucose. Usato per fare altri prodotti chimici e come solvente.
Aria& Reazioni dell’acqua
Fumi nell’aria. Solubile in acqua.
Profilo di reattività
L’acido trifluoroacetico è un acido forte; attacca molti metalli . Una soluzione al 30% di perossido di idrogeno in acido trifluoroacetico viene spesso utilizzata per ossidare distruttivamente gli anelli aromatici in preferenza alle catene laterali. Esplosioni si sono verificati, se il perossido in eccesso non viene distrutto cataliticamente, prima della rimozione del solvente,. La riduzione delle ammidi di acido trifluoroacetico con litio alluminio idruro sono pericolosi in tutte le fasi del processo, esplosioni si sono verificati, .
Pericolo per la salute
L’acido trifluoroacetico è una sostanza altamente corrosiva. Il contatto del liquido con la pelle, gli occhi e le mucose può causare gravi ustioni e l’ingestione può causare gravi danni al tratto digestivo. Il vapore di TFA è altamente irritante degli occhi e delle vie respiratorie e l’inalazione di alte concentrazioni può portare a una grave distruzione del tratto respiratorio superiore e può essere fatale a causa di edema polmonare. I sintomi di sovraesposizione al vapore TFA includono una sensazione di bruciore, tosse, mal di testa, nausea e vomito.
L’acido trifluoroacetico non è stato trovato cancerogeno o per mostrare tossicità riproduttiva o dello sviluppo negli esseri umani.
Pericolo di incendio
Non combustibile, la sostanza stessa non brucia ma può decomporsi al riscaldamento per produrre fumi corrosivi e / o tossici. Alcuni sono ossidanti e possono accendere combustibili (legno, carta, olio, abbigliamento, ecc.). Il contatto con i metalli può evolvere gas idrogeno infiammabile. I contenitori possono esplodere quando riscaldati.
Infiammabilità ed esplosibilità
L’acido trifluoroacetico non è combustibile. Tuttavia, la presenza di acido trifluoroacetico nel sito di un incendio sarebbe di grande preoccupazione a causa della sua elevata pressione del vaporee dell’estrema corrosività.
Profilo di sicurezza
Veleno per ingestione e vie intraperitoneali. Moderatamente tossico per via intravenosa. Byinhalation leggermente tossico. Irritante corrosivo per la pelle,gli occhi e le mucose. Quando riscaldato per la composizione emette fumi tossici di F -.Utilizzato come un forte catalizzatore acido organico.
stoccaggio
l’acido trifluoroacetico dovrebbe bestored in un gabinetto acido a partire da altre classi di composti. A causa della sua alta pressione, i fumi di acido trifluoroacetico possono distruggere le etichette su altre bottiglie se il contenitore non è sigillato ermeticamente.
Metodi di purificazione
La purificazione dell’acido trifluoroacetico, riportata nelle precedenti edizioni di questo lavoro, mediante riflusso su KMnO4 per 24 ore e lenta distillazione ha provocato ESPLOSIONI molto GRAVI in varie occasioni, ma non sempre. Questo dipende apparentemente dalla fonte e / o dall’età dell’acido. Il metodo NON è RACCOMANDATO. L’acqua può essere rimossa aggiungendo anidride trifluoroacetica (0,05%, per diminuire il contenuto di acqua) e distillando. . Può essere riflusso e distillato da P2O5. Viene ulteriormente purificato mediante cristallizzazione frazionata mediante congelamento parziale e nuovamente distillato. Vapori altamente tossici. Lavorare in una cappa aspirante efficiente.
Incompatibilità
La miscelazione di acido trifluoroacetico e acqua genera un notevole calore.
Smaltimento dei rifiuti
L’acido trifluoroacetico e il materiale di scarto contenente questa sostanza devono essere collocati in un contenitore appropriato, chiaramente etichettato e maneggiato secondo le linee guida sullo smaltimento dei rifiuti dell’istituto.