Άνοιγμα κυρίου μενού

Το τριφθοραιθανικό οξύ ή τριφθοροξικό οξύ (αγγλικά trifluoroethanoic acid ή TriFluoro Acetic acid, TFA) είναι οργανική χημική ένωση με μοριακό τύπο C2HF3O2, αν και συχνά παριστάνεται με τους ημισυντακτικούς τύπους CF3COOH ή CF3CO2H. Ανήκει στα τριαλοκαρβοξυλικά οξέα. Πιο συγκεκριμένα, αποτελεί ένα δομικό ανάλογο του οξικού οξέος (CH3COOH), από το οποίο, άλλωστε, τυπικά προκύπτει, μετά από υποκατάσταση τριών (3) ατόμων υδρογόνου  από τρία (3) άτομα φθορίου. Το χημικά καθαρό TFA, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο υγρό, με έντονη οσμή, παρόμοια με αυτή του ξυδιού. Το TFA είναι πολύ ισχυρότερο οξύ σε σύγκριση με το οξικό οξύ, και μάλιστα, με σύγκριση των σταθερών διάστασης (pKa) των δυο οξέων (0,23 έναντι 4,76), το TFA είναι περίπου 34.000 φορές ισχυρότερο, γιατί με την παρουσία των τριών (3) ατόμων φθορίου, που είναι το πιο ηλεκτραρνητικό χημικό στοιχείο, έχει ως επακόλουθο η τριφθορομεθυλομάδα, που βρίσκεται δίπλα στην καρβοξυλομάδα, να αποδυναμώνει το δεσμό οξυγόνου - υδρογόνου του υδροξυλίου του καρβοξυλίου της ένωσης, με αποτέλεσμα να καθιστά ευκολότερη τη διάστασή του, αλλά επίσης και να σταθεροποιεί το ανιόν που προκύπτει μετά τη διάσταση, όντας η συζυγής βάση του TFA. Το TFA χρησιμοποιείται στην οργανική χημεία για διάφορους σκοπούς.

Τριφθοραιθανικό οξύ
Trifluoroacetic acid.svg
Trifluoroacetic-acid-3D-vdW.png
Trifluoroacetic-acid-elpot.png
Trifluoro acetic acid 1ml.jpg
Γενικά
Όνομα IUPAC Τριφθοραιθανικό οξύ
Άλλες ονομασίες Τριφθοροξικό οξύ
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2HF3O2
Μοριακή μάζα 114,0233 ± 0,0023 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CF3COOH
Συντομογραφίες TFA
Αριθμός CAS 76-05-1
SMILES FC(F)(F)C(=O)O
InChI 1S/C2H2F2O2/c3-1(4)2(5)6/h1H,(H,5,6)
Αριθμός EINECS 200-929-3
Αριθμός RTECS AJ9625000
PubChem CID 6422
ChemSpider ID 10239201
Δομή
Διπολική ροπή 2,28±0,25 D
Ισομέρεια
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -15,4°C
Σημείο βρασμού 72,4°C
Κρίσιμη θερμοκρασία 218,15°C
Κρίσιμη πίεση 32,17 atm
Πυκνότητα 1.489 kg/m³ (20°C)
1,478 kg/m³
Διαλυτότητα
στο νερό
αναμείξιμο
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
Διαλθτό σε
Αιθανόλη
Προπανόνη
Διαιθυλαιθέρα
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,3 (20°C)
1,2855
Τάση ατμών 97,5 Torr (20°C)
Εμφάνιση Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
pKa 0,23
Επικινδυνότητα
Hazard C.svg Hazard T.svg
Διαβρωτικό (C)
Τοξικό (T)
Φράσεις κινδύνου 20, 35, 52/53
Φράσεις ασφαλείας (1/2), 9, 26, 27, 28, 45, 61
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
3
1
 
Ιδιότητες εκρηκτικού
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Φυσική παρουσίαΕπεξεργασία

Το TFA υπάρχει φυσικά στο θαλάσσιο νερό, αλλά μόνο σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις (<200 ng/lit).

ΠαραγωγήΕπεξεργασία

Το TFA παράγεται βιομηχανικά με ηλεκτροφθορίωση αιθανοϋλοχλωριδίου (CH3COCl) ή αιθανικού ανυδρίτη [(CH3CO)2O]. Με τον τρόπο αυτό παράγεται αρχικά τριφθοραιθανοϋλοφθορίδιο (CF3COF), το οποίο στη συνέχεια υδρολύεται παράγοντας TFA:[1]

 

ή

  

Αν είναι επιθυμητό, η ένωση αυτή μπορεί να ξηρανθεί με την προσθήκη τριφθοραιθανικού ανυδρίτη [(CF3CO)2O].[2]

Μια παλαιότερη παραγωγική οδός για το TFA περιλάμβανε οξείδωση 1,1,1-τριφθορο-2,3,3-τριχλωροπροπενίου (CF3CCl=CCl2) με υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4). Το 1,1,1-τριφθορο-2,3,3-τριχλωροπροπένιο, με τη σειρά του, μπορεί να παραχθεί με φθορίωση Σβαρτς (Swarts fluorination) εξαχλωροπροπενίου (CCl3CCl=CCl2).

ΕφαρμογέςΕπεξεργασία

Το TFA αποτελεί πρόδρομη ένωση για πολλές άλλες φθοριούχες ενώσεις, όπως ο τριφθοραιθανικός ανυδρίτης [(CF3CO)2O], το τριφθοραιθανικό υπεροξύ (CF3CO3H) και η 2,2,2-τριφθοραιθανόλη (CF3CH2OH).[3] Είναι αντιδραστήριο χρήσιμο για οργανικές συνθέσεις, γιατί έχει συνδυασμό από βολικές ιδιότητες: πτητικότητα, διαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες και σημαντική ισχύ ως οξύ.[4] Μάλιστα, είναι λιγότερο οξειδωτικό από το θειικό οξύ (H2SO4), αλλά πολύ πιο εύκολα διαθέσιμο σε άνυδρη μορφή, σε σύγκριση με πολλά άλλα οξέα. Ωστόσο υπάρχει ένα (ενίοτε ανεπιθύμητο) εμπόδιο στη χρήση του: Το TFA σχηματίζει αζεοτροπικό μείγμα με το νερό, με κανονική θερμοκρασία βρασμού 105 °C).

To TFA χρησιμοποιείται πολύ ως ισχυρό οξύ που απομακρύνει την τριτοταγή βουτυλομάδα [Me3C-], που χρησιμοποιείται ως ομάδα «προστασίας» των πλευρικών αλυσίδων κατά την πεπτιδική σύνθεση Fmoc. Ομοίως, χρησιμοποιείται και σε άλλες οργανικές συνθέσεις για να απομακρύνει την τριτοταγή βουτοξυκαρβονυλομάδα [Me3COCO-], που είναι επίσης ομάδα προστασίας για κάποιες ενώσεις.[5][6]

Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, το TFA χρησιμοποιείται ως μέσο ιονικού ζευγαρώματος στην υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης (HPLC) οργανικών ενώσεων, ιδιαίτερα πεπτιδίων και κάποιων σχετικά μικρού μοριακού βάρους πρωτεϊνών. Το TFA αποτελεί ευέλικτο διαλύτη για φασματογραφία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR-spectroscopy), για υλικά που είναι σταθερά σε όξινο περιβάλλον. Επίσης χρησιμοποιείται ως βαθμονομιτής στη φασματομετρία μάζας (mass spectrometry). [7]Τέλος, το TFA χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή αλάτων του.[8]

ΠηγέςΕπεξεργασία

  • Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
  • Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄.
  • Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄.
  • Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.

Aναφορές και σημειώσειςΕπεξεργασία

  1. Πρότυπο:Ullmann
  2. Wilfred L.F. Armarego & Christina Li Lin Chai. «Chapter 4 - Purification of Organic Chemicals». Purification of Laboratory Chemicals (6th έκδοση). doi:10.1016/B978-1-85617-567-8.50012-3. 
  3. Πρότυπο:Ullmann
  4. Eidman, K. F.; Nichols, P. J. (2004). L. Paquette, επιμ. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. New York: J. Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289. 
  5. Lundt, Behrend F.; Johansen, Nils L.; Vølund, Aage; Markussen, Jan (1978). «Removal of t-Butyl and t-Butoxycarbonyl Protecting Groups with Trifluoroacetic acid». International Journal of Peptide and Protein Research 12 (5): 258–268. doi:10.1111/j.1399-3011.1978.tb02896.x. PMID 744685. 
  6. Andrew B. Hughes. «1. Protection Reactions». Στο: Vommina V. Sureshbabu; Narasimhamurthy Narendra. Amino Acids, Peptides and Proteins in Organic Chemistry: Protection Reactions, Medicinal Chemistry, Combinatorial Synthesis. 4. doi:10.1002/9783527631827.ch1. 
  7. Stout, Steven J.; Dacunha, Adrian R. (1989). «Tuning and calibration in thermospray liquid chromatography/mass spectrometry using trifluoroacetic acid cluster ions». Analytical Chemistry 61 (18): 2126. doi:10.1021/ac00193a027. 
  8. O. Castano; A. Cavallaro; A. Palau; J. C. Gonzalez; M. Rossell; T. Puig; F. Sandiumenge; N. Mestres και άλλοι. (2003). «High quality YBa2Cu3O7 thin films grown by trifluoroacetates metal-organic deposition». Superconductor Science and Technology 16 (1): 45–53. doi:10.1088/0953-2048/16/1/309. Bibcode2003SuScT..16...45C. 
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Trifluoressigsäure της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Trifluoroacetic acid της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Acide trifluoroacétiqu της Γαλλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).