kwas Trifluorooctowy właściwości chemiczne,zastosowania,produkcja
opis
kwas Trifluorooctowy (TFA, Wzór cząsteczkowy: CF3COOH) jest rodzajem bezbarwnej, lotnej i dymiącej cieczy o podobnym zapachu jak kwas octowy. Jest higroskopijny i ma drażniący zapach. Ma silne właściwości kwasowe z powodu wpływu przyciągającej elektrony grupy trifluorometylowej, a jej kwasowość jest o 100000 wyższa niż kwas octowy. Ma temperaturę topnienia wynoszącą-15,2℃, temperaturę wrzenia wynoszącą 72,4 ℃, a gęstość 1.5351g / cm3 (1℃). Jest mieszalny z wodą, fluorowanymi węglowodorami, metanolem, etanolem, eterem etylowym, acetonem, benzenem, czterochlorkiem węgla i heksanem; jest częściowo rozpuszczalny w dwusiarczku węgla i alkanie zawierającym więcej niż sześć węgli. Jest doskonałym rozpuszczalnikiem białka i poliestru.
kwas Trifluorooctowy jest również dobrym rozpuszczalnikiem do reakcji organicznych, co pozwala na uzyskanie pewnych wyników, które są trudne w przypadku stosowania zwykłych rozpuszczalników. Na przykład, gdy chinolon jest katalizowany w celu uwodornienia we wspólnym rozpuszczalniku, pierścień pirydynowy jest preferencyjnie uwodorniony; w przeciwieństwie do tego, pierścień benzenowy będzie preferencyjnie uwodorniony w obecności kwasu trifluorooctowego jako rozpuszczalnika. Kwas trifluorooctowy rozkłada się na dwutlenek węgla i fluor w obecności aniliny. Można go zredukować przez borowodorek sodu lub wodorek glinu litu do trifluorooctowego aldehydu octowego i trifluoroetanolu. Jest stabilny w temperaturze wyższej niż 205 ℃ stabilny. Ale jego pochodne estrowe i amidowe łatwo podlegają hydrolizie, co pozwala im na przygotowanie węglowodanów, aminokwasów i pochodnych peptydowych w postaci kwasu lub bezwodnika. Łatwo można go odwodnić pod działaniem pięciotlenku fosforu i przekształcić w bezwodnik trifluorooctowy.
kwas Trifluorooctowy jest rodzajem ważnych półproduktów fluoru tłuszczowego. Dzięki specjalnej strukturze trifluorometylu ma inną właściwość niż inne alkohole i może uczestniczyć w różnych reakcjach organicznych, szczególnie w dziedzinie syntezy farmaceutyków zawierających fluor, pestycydów i barwników. Jego popyt krajowy i zagraniczny rośnie i stał się jednym z ważnych półproduktów dla wysokowartościowych chemikaliów zawierających fluor.
właściwości chemiczne
jest to bezbarwna, lotna dymiąca ciecz o podobnym zapachu jak kwas octowy. Jest higroskopijny i ma stymulujący zapach. Jest mieszalny z wodą, fluorowanymi alkanami, metanolem, benzenem, eterem, czterochlorkiem węgla i heksanem. Może częściowo rozpuścić Alkan z ponad sześcioma węglami, a także dwusiarczkiem węgla.
PKA
kwas Trifluorooctowy (TFA) jest rodzajem mocnego kwasu, którego pKa wynosi 0,23. Może stymulować tkankę ciała i skórę. Jest jednak tylko nieznacznie toksyczny. Jednak jego wzbogacenie w unieruchomienie wód powierzchniowych wpłynie na Rolnictwo i systemy wodne. Co więcej, TFA może generować gazy cieplarniane CHF3 po przejściu degradacji drobnoustrojów.
powyższe informacje są redagowane przez chemicalbook Dai Xiongfeng .
zastosowania
kwas Trifluorooctowy służy głównie do produkcji nowych pestycydów, leków i barwników, a także ma duży potencjał zastosowania i rozwoju w dziedzinie materiałów i rozpuszczalników. Kwas trifluorooctowy stosuje się głównie do syntezy różnego rodzaju herbicydów zawierających trifluorometyl lub heterocyklicznych. Obecnie jest dostępny do syntezy różnego rodzaju nowych herbicydów zawierających pirydyl i qunoilyl; działając jako silny kwas protonowy, jest szeroko stosowany jako katalizator alkilacji, acylacji i polimeryzacji olefin związku aromatycznego; jako rozpuszczalnik kwas trifluorooctowy jest rodzajem doskonałego rozpuszczalnika do fluorowania, nitrowania i halogenowania. W szczególności doskonałe działanie ochronne jego pochodnych trifluoroacetylowych na grupę hydroksylową i aminową ma bardzo ważne zastosowanie w syntezie aminokwasów i syntezy polipeptydów, na przykład związek może być stosowany jako środek ochronny tert-butoksykarbonylu (t-boc), który jest stosowany do usuwania aminokwasów podczas syntezy polipeptydu. Kwas trifluorooctowy, jako surowiec i modyfikator do przygotowania membrany jonowej, może w znacznym stopniu poprawić aktualną wydajność przemysłu sodowego i znacznie wydłużyć żywotność membrany; kwas trifluorooctowy może być również stosowany do syntezy trifluoroetanolu, trifluorooctowego aldehydu octowego i bezwodnika trifluorooctowego. W temperaturze pokojowej kwas rtęciowy trifluorooctowy może mieć reakcję Mercury-fluorofenylową (substytucję elektrofilową), a także może przekształcać hydrazon w związek diazowy. Sól ołowiu tego kwasu może przekształcić Aren w fenol.
w eksperymencie z chromatografią odwrotnej fazy do izolacji peptydów i białek powszechnym podejściem jest stosowanie kwasu trifluorooctowego (TFA) jako odczynników parujących jony. Kwas trifluorooctowy w fazie mobilnej może poprawić kształt piku i przezwyciężyć problem poszerzania i zamykania piku poprzez interakcję z hydrofobową fazą wiązaną i resztkową powierzchnią polarną w różnych modelach. Kwas trifluorooctowy ma przewagę nad innymi modyfikatorami jonów, ponieważ jest lotny i można go łatwo usunąć z przygotowania próbki. Z drugiej strony, maksymalny szczyt absorpcji UV kwasu trifluorooctowego jest mniejszy niż 200 nm, a zatem ma bardzo małą ingerencję w wykrywanie polipeptydów przy niskich długościach fal.
zastosowania w HPLC
w doświadczeniu chromatografii odwróconej fazy do izolacji peptydów i białek, przy użyciu kwasu trifluorooctowego (TFA) jako odczynników parujących jony jest powszechnym podejściem. Kwas trifluorooctowy w fazie mobilnej może poprawić kształt piku i przezwyciężyć problem poszerzania i zamykania piku poprzez interakcję z hydrofobową fazą wiązaną i resztkową powierzchnią polarną w różnych modelach. Kwas trifluorooctowy może wiązać się z dodatnim ładunkiem i grupami polarnymi na polipeptydzie w celu zmniejszenia retencji polarnej i przywrócenia polipeptydu z powrotem na hydrofobową powierzchnię odwracającą. W ten sam sposób trifluorooctan osłania pozostałą powierzchnię polarną w stałej fazie. Zachowanie TFA może być rozumiane jako utknięcie w powierzchni fazowej fazy odwrotnej fazy stałej, podczas interakcji z polipeptydem i łożem kolumnowym.
kwas Trifluorooctowy ma przewagę nad innymi modyfikatorami jonów, ponieważ jest lotny i można go łatwo usunąć z przygotowania próbki. Z drugiej strony, maksymalny szczyt absorpcji UV kwasu trifluorooctowego jest mniejszy niż 200 nm, a zatem ma bardzo małą ingerencję w wykrywanie polipeptydów przy niskich długościach fal.
zmiana stężenia kwasu trifluorooctowego może nieznacznie dostosować selektywność polipeptydu na chromatografii odwróconej fazy. Wpływ jest bardzo przydatny do optymalizacji warunków separacji, zwiększając ilość informacji zawartych w złożonym teście chromatograficznym (takich jak odcisk palca polipeptydu).
kwas Trifluorooctowy dodano do fazy ruchomej w ogólnym stężeniu 0,1%. Przy tym stężeniu większość kolumny z odwróconą fazą może wytworzyć dobry kształt piku. W przeciwieństwie do tego, jeśli stężenie kwasu trifluorooctowego jest znacznie poniżej tego poziomu, szczytowe rozszerzenie i ogonowanie stałyby się bardzo oczywiste.
kwas Trifluorooctowy ma dobrą skuteczność w rozdzielaniu białek i innych makrocząsteczek. Jednak podczas rzeczywistego użytkowania mamy trudny czas w kontrolowaniu stężeń TFA, ponieważ jest to substancja lotna. Jeśli skonfigurujesz go przez długi czas, będzie Lotny, powodując zmianę stężenia. Po zakończeniu jego przygotowania musi być on uszczelniony, aby zapobiec jego odparowaniu.
preparat
kwas Trifluorooctowy jest ważnym odczynnikiem w syntezie organicznej. Począwszy od niego, może być stosowany do syntezy różnych związków zawierających fluor, pestycydów i barwników. Kwas trifluorooctowy jest katalizatorem estryfikacji i kondensacji; może być również stosowany jako środek zabezpieczający grupy hydroksylowej i aminowej, który jest stosowany do syntezy cukrów i peptydów.
Przygotowanie kwasu trifluorooctowego ma różne drogi:
1. Otrzymujemy go poprzez utlenianie 1, 3, 3, 3-trifluoropropenu nadmanganianem potasu.
2. kwas octowy (alternatywnie; chlorek acetylu lub bezwodnik octowy) może ulegać elektrochemicznej fluoryzacji kwasem fluorowodorowym i fluorkiem sodu, a następnie ulegać hydrolizie.
3. można go otrzymać przez utlenianie 1, 1, 1-trifluoro-2, 3, 3-trichloropropenu przez nadmanganian potasu. Ten surowiec można wytwarzać poprzez fluorowanie Swartów heksachloropropylenu.
4. Przygotowany z utleniania 2,3-dichloro-heksafluoro-2-butenu.
5. może być generowany przez reakcję między trichloro-acetonitrylem a fluorowodorem, w wyniku której powstaje trifluorometyloacetonitryl, który następnie ulega hydrolizie w celu uzyskania produktu.
6. otrzymywany przez utlenianie benzotrifluorku.
metoda produkcji
1. Można go otrzymać przez utlenianie 2,3-Dichloro-heksafluoro-2-butenu;
2. weź fluor jako katalizator reakcji utleniania 2,3-dichloro-heksafluoro-2-butenu do jego wytworzenia; 3 z utleniania 3,3,3-trifluoropropenu przez nadmanganian potasu lub reakcji między trichloro-acetonitrylem a fluorowodorem, w wyniku której powstaje trifluorometyloacetonitryl, który następnie ulega hydrolizie w celu uzyskania produktu. Co więcej, można go również uzyskać poprzez elektrochemiczne fluorowanie kwasu octowego (lub bezwodnika octowego).
właściwości chemiczne
bezbarwny, dymiący płyn; higroskopijny;ostry zapach. Bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Niepalny.
używa
głównie jako półprodukt zawierający fluor w drobnych substancjach chemicznych, farmaceutycznych, pestycydach i barwnikach. Jest stosowany jako surowiec w procesie powlekania szkła , cukru i polipeptydu syntetycznego. Jest stosowany jako katalizator w reakcji estryfikacji i reakcji kondensacji oraz środek ochronny dla hydroksylu i amino.
wykorzystuje
odpowiednie do syntezy peptydów i białek.
wykorzystuje
w syntezie organicznej; rozpuszcza białko po zmieszaniu z ciekłym SO2.
odniesienia do syntezy
The Journal of Organic Chemistry, 26, p. 923, 1961 doi: 10.1021/jo01062a068
Opis ogólny
bezbarwna dymiąca ciecz o ostrym zapachu. Rozpuszczalny w wodzie i gęstszy od wody. Działa żrąco na skórę, oczy i błony śluzowe. Używany do wytwarzania innych chemikaliów i jako rozpuszczalnik.
powietrze & reakcje wody
opary w powietrzu. Rozpuszczalny w wodzie.
profil reaktywności
kwas Trifluorooctowy jest silnym kwasem; atakuje wiele metali . 30% roztwór nadtlenku wodoru w kwasie Trifluorooctowym jest często używany do destrukcyjnego utleniania pierścieni aromatycznych zamiast łańcuchów bocznych. Wybuchy miały miejsce, jeśli nadmiar nadtlenku nie jest katalitycznie zniszczony, przed usunięciem rozpuszczalnika,. Redukcja amidów kwasu Trifluorooctowego wodorkiem litowo-glinowym jest niebezpieczna we wszystkich fazach procesu, doszło do eksplozji,.
zagrożenie dla zdrowia
kwas Trifluorooctowy jest substancją silnie żrącą. Kontakt płynu ze skórą, oczami i błonami śluzowymi może powodować poważne oparzenia, a spożycie może spowodować poważne uszkodzenie przewodu pokarmowego. Opary TFA są silnie drażniące oczy i drogi oddechowe, a wdychanie wysokich stężeń może prowadzić do poważnego zniszczenia górnych dróg oddechowych i może być śmiertelne w wyniku obrzęku płuc. Objawy nadmiernej ekspozycji na opary TFA obejmują uczucie pieczenia, kaszel, ból głowy, nudności i wymioty.
nie stwierdzono, aby kwas Trifluorooctowy wykazywał działanie rakotwórcze lub toksyczne na reprodukcję lub rozwój u ludzi.
zagrożenie pożarowe
niepalna, sama substancja nie pali się, ale może rozkładać się podczas ogrzewania, aby wytworzyć korozyjne i / lub toksyczne opary. Niektóre są utleniaczami i mogą zapalać materiały palne (drewno, papier, olej, odzież itp.). W kontakcie z metalami może powstać łatwopalny gaz wodorowy. Pojemniki mogą eksplodować po podgrzaniu.
palność i wybuchowość
kwas Trifluorooctowy nie jest palny. Niemniej jednak obecność trifluoroaceticacid w miejscu pożaru byłaby bardzo niepokojąca ze względu na wysokie ciśnienie pary i ekstremalną korozyjność.
profil bezpieczeństwa
zatrucie przez spożycie i drogi dootrzewnowe. Umiarkowanie toksyczny przez drogę żwawą. Lekko toksyczny przez inhalację. Żrący środek drażniący skórę, oczy i błony śluzowe. Po podgrzaniu dokompozycji emituje toksyczne opary F -.Stosowany jako silny katalizator kwasu organicznego.
przechowywanie
kwas trifluorooctowy najlepiej przechowywać w szafce z kwasem z dala od innych klas związków. Ze względu na wysokie ciśnienie wody opary kwasu trifluorooctowego mogą niszczyć etykiety na innych butelkach, jeśli pojemnik nie jest szczelnie zamknięty.
metody oczyszczania
oczyszczanie kwasu trifluorooctowego, opisane we wcześniejszych wydaniach tej pracy, przez refluksowanie nad KMnO4 przez 24 godziny i powolne destylowanie spowodowało bardzo poważne eksplozje przy różnych okazjach, ale nie zawsze. To najwyraźniej zależy od źródła i / lub wieku kwasu. Metoda nie jest zalecana. Wodę można usunąć przez dodanie bezwodnika trifluorooctowego (0,05%, aby zmniejszyć zawartość wody) i destylację. . Można go rozpływać i destylować z P2O5. Jest następnie oczyszczany przez krystalizację frakcyjną przez częściowe zamrażanie i ponownie destylowany. Wysoce toksyczna para. Praca w wydajnym wyciągu.
niezgodności
mieszanie kwasu trifluorooctowego z wodą powoduje znaczne upały.
Usuwanie odpadów
kwas Trifluorooctowy i odpady zawierające tę substancję powinny być umieszczone w odpowiednim pojemniku, wyraźnie oznakowane i obsługiwane zgodnie z wytycznymi dotyczącymi usuwania odpadów w Twojej instytucji.