trifluormetansulfonat de sodiu,Este o substanță chimică importantă. Aspectul este o pulbere albă, care este iritante, ușor solubilă în apă și higroscopică. Trebuie depozitat într-un mod uscat și sigilat pentru a-și asigura stabilitatea și pentru a evita absorbția umidității, precum și contactul cu oxizii. Poate servi ca sursă de substituenți ai fluorului în sinteza organică, introducându-i în moleculele organice și modificându-le proprietățile chimice. În domeniile pesticidelor și farmaceutice, poate juca un rol important ca intermediar cheie în sinteza anumitor medicamente și pesticide. În substituenții fluorurati, acest compus a devenit un motiv structural din ce în ce mai comun în produsele farmaceutice, deoarece introducerea acestui grup în molecule organice are un impact profund asupra stabilității, lipofilității și permeabilității membranei sale. De asemenea, poate fi utilizat pentru a prepara fluoruri de arii (fluorurare catalizată de argint a arilstananilor) și lichide ionice, cum ar fi N, N-dialchilpirolidină trifluormetansulfonat, N, N{-dialchilimidazolium trifluormetansulfonat și N-dialchilpirolidină trifluormetansulfonat și N-dialchilpirolidină.
Informații suplimentare despre compusul chimic:
|
Formula chimică |
CF3NaO3S |
|
Masa exactă |
171.94 |
|
Greutate moleculară |
172.05 |
|
m/z |
171.94 (100.0%), 173.94 (4.5%), 172.95 (1.1%) |
|
Analiza elementară |
C, 6,98; F, 33,13; Na, 13,36; O, 27,90; S, 18,63 |
|
Punct de topire |
253-255 grade (lit.) |
|
|
|
Trifluormetansulfonat de sodiueste un reactiv de sinteză organică important și intermediar cu o gamă largă de aplicații. Următoarea este o introducere detaliată a utilizării sale:
Acest compus poate fi utilizat ca un reactiv de fluorurare eficient pentru a introduce grupări trifluormetansulfonil în molecule organice. Acest grup are proprietăți chimice speciale, cum ar fi electronegativitatea puternică, legăturile C-F stabile etc., care pot afecta în mod semnificativ aciditatea, momentul dipolului și lipofilitatea întregii molecule. Prin urmare, prin introducerea grupărilor trifluormetansulfonil, proprietățile chimice ale moleculelor organice pot fi modificate, dotându-le astfel cu noi activități biologice sau proprietăți fizice. Prin utilizarea proprietăților sale de fluorurare, pot fi sintetizați compuși organici cu substituenți specifici de fluor. Acești compuși substituiți cu fluor au o gamă largă de aplicații în domenii precum medicina, pesticidele și știința materialelor.
Reactivi de fluorurare în sinteza organică
De exemplu, în domeniul farmaceutic, moleculele de medicament substituite cu fluor prezintă în mod obișnuit o biodisponibilitate, bioselectivitate și stabilitate metabolică mai bune, rezultând o eficacitate mai bună a medicamentului. Poate fi folosit și ca catalizator sau reactiv pentru a participa la unele reacții organice complexe. De exemplu, poate cataliza reacții asimetrice de tip Mannich, reacții de tip Mannich în apă și reacții Diels Alder. Aceste reacții sunt de mare importanță în sinteza organică și pot fi utilizate pentru a sintetiza molecule organice cu structuri complexe. În același timp, compusul se poate combina și cu alți compuși pentru a forma lichide ionice. Lichidele ionice sunt lichide cu proprietăți speciale, cum ar fi stabilitate la temperatură ridicată, volatilitate scăzută și conductivitate ridicată. Prin urmare, au perspective largi de aplicare în domenii precum electrochimia, cataliza și separarea.
Acest compus poate fi utilizat pentru a sintetiza molecule de medicamente cu activitate biologică specifică. Aceste molecule de medicamente pot avea diferite efecte farmacologice, cum ar fi anti-tumorale, antibacteriene, antivirale, anti-inflamatorii etc. De exemplu, pot fi utilizate pentru a sintetiza medicamente antipsihotice precum flufenazina, trifluoperazina și triflumenidazolul, precum și alte tipuri de medicamente, cum ar fi clomirometan citratul de clomifenac. Prin introducerea acestui compus, proprietățile chimice ale moleculelor de medicament pot fi modificate, îmbunătățindu-le astfel solubilitatea, stabilitatea, biodisponibilitatea și alte proprietăți. Acest lucru ajută la îmbunătățirea proceselor de absorbție, distribuție, metabolism și excreție a medicamentelor în organism, sporind astfel eficacitatea și siguranța acestora. Acest compus poate fi folosit și pentru a sintetiza produse pesticide cu eficiență ridicată, toxicitate scăzută și caracteristici de protecție a mediului.
De exemplu, poate fi folosit pentru a sintetiza erbicide precum fluazinamul și fluazinamul, care au efecte semnificative de control asupra buruienilor cu frunze late-și buruienilor perene din câmpurile de grâu și bumbac. Introducerea acestuia poate spori semnificativ activitatea insecticida, bactericidă sau erbicidă a pesticidelor. În același timp, poate reduce, de asemenea, toxicitatea pesticidelor și reduce la minimum daunele acestora asupra mediului și sănătății umane.
Catalizatori și agenți tensioactivi
Acest compus poate servi ca catalizator eficient pentru reacțiile asimetrice de tip Mannich. Acest tip de reacție este de mare importanță în sinteza organică și poate fi folosit pentru a sintetiza compuși cu structuri chirale. De asemenea, poate cataliza reacții de tip Mannich în apă, oferind o nouă cale pentru sinteza organică în fază apoasă. De asemenea, poate cataliza reacțiile Diels Alder, care sunt reacții importante de cicloadiție care pot fi utilizate pentru a sintetiza compuși cu structuri ciclice. În industria plasticului, acest compus poate servi ca catalizator pentru reacțiile de polimerizare, crescând vitezele de reacție și gradele de polimerizare, îmbunătățind astfel calitatea și randamentul materialelor plastice.
Și în procesul de producție a combustibilului, acesta poate servi ca catalizator pentru esterificare, deshidratare și alte reacții, îmbunătățind eficiența producției. Datorită structurii sale chimice unice, acest compus prezintă o activitate de suprafață excelentă în anumite sisteme. Poate fi folosit ca surfactant pentru a îmbunătăți dispersibilitatea, stabilitatea și curgerea sistemului. Deși aplicarea specifică a agenților tensioactivi poate varia în funcție de sistem, introducerea acestei substanțe ajută de obicei la optimizarea performanței sistemului.
În bateriile cu litiu-ion, acest compus poate fi utilizat ca sare alternativă a electrolitului. Datorită conductivității ionice excelente și stabilității chimice, ajută la îmbunătățirea performanței bateriilor-litiu. În mod specific, electrolitul poate oferi o rată mai mare de migrare a ionilor și o rezistență internă mai mică, crescând astfel rata de încărcare și descărcare și stabilitatea de ciclu a bateriei. În plus, poate, de asemenea, suprima într-o anumită măsură fenomenul de autodescărcare al bateriei, prelungind durata de viață a bateriei. Pe lângă bateriile cu litiu-ion, poate fi folosit și ca electrolit în alte dispozitive electrochimice. Între timp, datorită stabilității sale chimice ridicate și ferestrei electrochimice largi, poate îmbunătăți, de asemenea, siguranța și fiabilitatea acestor dispozitive electrochimice într-o anumită măsură.
În plus, poate fi combinat și cu alte materiale electrolitice pentru a le îmbunătăți performanța prin modificare. De exemplu, poate fi combinat cu materiale precum polimeri și săruri anorganice pentru a forma electroliți compoziți, îmbunătățind astfel rezistența mecanică, stabilitatea termică și conductivitatea ionică a electrolitului. Acest material electrolit modificat are perspective mai largi de aplicare în dispozitivele electrochimice, cum ar fi bateriile cu litiu-ion și supercondensatorii.
Impactul asupra mediului
Trifluormetansulfonat de sodiu(NaOTf) este o sare de acid sulfonic puternic acidă cu formula moleculară CF ∝ SO ∝ Na și o greutate moleculară de 172,05. Grupul său funcțional de bază trifluormetansulfonatul (CF ∝ SO ∝⁻) are abilități puternice de retragere și disociere a electronilor și este utilizat pe scară largă în sinteza organică, stocarea energiei electrochimice, pesticide și intermediari farmaceutici și în alte domenii. Cu toate acestea, stabilitatea sa chimică și reactivitatea ridicată au ridicat, de asemenea, îngrijorări cu privire la riscurile de mediu.
Poluarea apei: de la toxicitate acută la daune ecologice cronice
Efecte toxice acute
Toxicitatea NaOTf pentru organismele acvatice provine în principal din caracteristicile sale puternice de aciditate și de eliberare a ionilor de fluor (F⁻). Datele experimentale arată că embrionii de pește-zebră: în experimentul de expunere de 96 de ore, concentrația letală mediană (LC ₅₀) a NaOTf a fost de 12,5 mg/L, manifestată prin ecloziune întârziată, scăderea ritmului cardiac și anomalii axiale. Daphnia: În experimentul de expunere de 48 de ore, concentrația de jumătate de efect (EC ₅₀) a fost de 8,3 mg/L, în principal inhibând capacitatea motrică și conducând la o creștere a ratei mortalității.
Daune directe: CF ∝ SO ∝⁻ distruge membrana celulelor branhiale a organismelor acvatice, ducând la sufocare; F ⁻ se combină cu ionii de calciu pentru a forma fluorură de calciu (CaF ₂), care interferează cu conducerea nervoasă și contracția musculară.
Efecte indirecte: Mediu acid (pH<3) disrupts the water buffering system, inhibits algal photosynthesis, and triggers food chain disruption.
Efecte cronice cumulate
Expunerea pe termen lung la concentrații scăzute (0,1-1 mg/L) poate provoca toxicitate cronică în organismele acvatice:
Pește: Acumularea de F ⁻ în oase duce la fluoroză, manifestată prin fragilitate scheletică și întârziere a creșterii.
Organisme bentonice: NaOTf se adsorbe pe sedimente și este transmis prin lanțul trofic către nevertebrate (cum ar fi larvele de țânțari), rezultând o scădere de peste 60% a ratei de reproducere.
Ecologia solului: de la inhibarea microbiană la toxicitatea plantelor
Dezechilibrul comunităților microbiene
Pragul de toxicitate al NaOTf pentru microorganismele din sol este de 50 mg/kg, afectând în principal bacteriile nitrificante și bacteriile fixatoare de azot:
Inhibarea nitrificării: La o concentrație de 50 mg/kg, activitatea bacteriilor oxidante amoniacului a scăzut cu 60%, ducând la obstrucția ciclului azotului din sol.
Inactivarea azogenazei: F ⁻ se leagă de ionii de magneziu din centrul activ al enzimei, rezultând o scădere cu 40% a eficienței de fixare a azotului a rizobiei.
Strategia de reparare:
Adăugarea de var (CaO) poate neutraliza aciditatea și poate fixa F ⁻. Experimentele au arătat că aplicarea a 5% CaO pe sol contaminat cu 100 mg/kg NaOTf poate restabili activitatea microbiană la 80% din nivelul de control după 60 de zile.
Tulburări de creștere a plantelor
Toxicitatea NaOTf pentru plante se manifestă prin:
Obstrucția dezvoltării rădăcinilor: F ⁻ inhibă sinteza citochininei, rezultând o reducere cu 30% a lungimii rădăcinii Arabidopsis.
Scăderea eficienței fotosintetice: La o concentrație de 10 mg/kg, conținutul de clorofilă din frunzele de grâu a scăzut cu 25%, iar rata fotosintetică netă a scăzut cu 18%.
Difuziunea atmosferică: risc sinergic de volatilitate și particule
Eliberarea de compuși organici volatili (COV)
NaOTf can decompose under high temperature (>100 grade ) sau condiții acide pentru a produce acid trifluormetansulfonic (CF ∝ SO ∝ H), cu o presiune a vaporilor de 0,1 mmHg (25 grade ), care poate intra cu ușurință în atmosferă prin volatilizare. Predicțiile modelului arată că într-un scenariu de scurgere a rezervorului de stocare neprotejat, 1 kg de NaOTf poate forma un nor de poluare cu o rază de 50 de metri în 24 de ore.
Adsorbția particulelor și transportul pe distanțe lungi
NaOTf se poate adsorbi pe particulele de PM2,5 și poate realiza transport regional transversal prin circulația atmosferică:
Eficiență de decantare uscată: la o viteză a vântului de 3 m/s, viteza de decantare a particulelor de NaOTf este de 0,5 cm/s, cu o durată de înjumătățire-de 15 zile.
Risc de depunere umedă: Precipitări acide (pH<4.5) can accelerate the dissolution of NaOTf, leading to secondary water pollution. For example, in a haze event in a certain city, the concentration of NaOTf in PM2.5 reached 0.8 μ g/m ³, causing the F ⁻ concentration in the river 50 kilometers downstream to exceed the standard by twice.
Comparație între trifluormetansulfonatul de sodiu și electroliții tradiționali (cum ar fi NaCl)
Comparația proprietăților fizice și chimice
Solubilitate: NaCl: Are o solubilitate extrem de mare în apă, aproximativ 360g/L la 20 grade C, iar solubilitatea sa nu se modifică semnificativ cu temperatura. Acest lucru face din NaCl un electrolit ideal în multe sisteme de soluții apoase, ceea ce face ușoară prepararea soluțiilor de diferite concentrații.
NaOTf: Deși NaOTf are o solubilitate relativ mare în apă, valoarea specifică poate varia în funcție de temperatură și solvent. În general, datorită prezenței anionilor săi organici, NaOTf are o solubilitate mai bună în anumiți solvenți organici decât NaCl, ceea ce oferă posibilitatea aplicării sale în sisteme non-apoase.
Conductivitate:NaCl: În soluții apoase, NaCl are o conductivitate ridicată, în special la concentrații mari, care poate forma căi eficiente de conducere ionică. Cu toate acestea, pe măsură ce concentrația crește în continuare, datorită interacțiunii îmbunătățite dintre ioni, conductivitatea poate atinge o valoare maximă și apoi poate scădea ușor.
Conductivitatea NaOTf: soluția de NaOTf prezintă, de asemenea, dependență de concentrație, dar datorită volumului mai mare și a densității de încărcare mai mică a anionilor OTf⁻, conductivitatea lor la aceeași concentrație poate fi ușor mai mică decât cea a NaCl. Cu toate acestea, în anumite condiții specifice, cum ar fi utilizarea solvenților amestecați sau optimizarea compoziției soluției, conductivitatea NaOTf poate fi îmbunătățită semnificativ.
Vâscozitate și fluiditate:Vâscozitatea NaCl: soluția apoasă de NaCl este apropiată de cea a apei pure, iar vâscozitatea se modifică puțin odată cu creșterea concentrației, menținând o fluiditate bună.
NaOTf: Datorită volumului mai mare de anioni OTf⁻, vâscozitatea soluției de NaOTf poate fi puțin mai mare decât cea a soluției de NaCl de aceeași concentrație, în special la concentrații mari. Acest lucru îi poate afecta performanța în anumite aplicații care necesită lichiditate ridicată.
Stabilitate termică și stabilitate chimică:NaCl: NaCl are o stabilitate termică și chimică extrem de ridicată, poate menține stabilitatea într-o gamă largă de temperaturi și pH și nu se descompune ușor sau suferă reacții chimice.
NaOTf prezintă, de asemenea, o bună stabilitate termică, dar temperatura sa de descompunere poate fi puțin mai mică decât NaCl. În ceea ce privește stabilitatea chimică, NaOTf poate fi mai sensibil la anumiți oxidanți puternici sau agenți reducători, iar selecția ar trebui să se bazeze pe condiții specifice de aplicare.
Compararea domeniilor de aplicare
Tehnologia bateriei
NaCl: deși NaCl în sine nu este utilizat direct în bateriile moderne-de înaltă performanță, cercetarea sa fundamentală ca electrolit este crucială pentru înțelegerea mecanismelor de conducere ionică. În plus, soluția de NaCl este uneori folosită ca electrolit pentru sisteme de baterii cu costuri reduse, cu performanță redusă, cum ar fi anumite tipuri de baterii cu zinc-aer.
NaOTf: Datorită solubilității, conductivității și stabilității sale excelente în solvenți organici, NaOTf a demonstrat un potențial mare în dispozitivele de stocare a energiei-de înaltă performanță, cum ar fi bateriile cu ioni de litiu-, bateriile cu ioni de sodiu și supercondensatorii. În special în cazul bateriilor non-apoase, NaOTf ca electrolit suport poate îmbunătăți semnificativ densitatea energiei și stabilitatea ciclului bateriei.
Cercetare biomedicală
NaCl: NaCl este componenta principală a soluției saline fiziologice și este utilizat pe scară largă în cultura celulară, livrarea medicamentelor și prepararea tamponului în experimente biologice. Biocompatibilitatea și stabilitatea sa îl fac un electrolit standard în domeniul biomedical.
NaOTf: Deși aplicațiile sale în domeniul biomedical sunt relativ limitate, proprietățile sale chimice unice îl fac potențial valoros în anumite studii specifice. De exemplu, ca moleculă probă sau marker, este folosit pentru a studia distribuția sarcinii pe canalele ionice sau membranele celulare. Cu toate acestea, din cauza înțelegerii incomplete a activității biologice a anionilor OTf⁻, aplicațiile lor biomedicale necesită o evaluare atentă.
Sinteză și cataliză electrochimică
NaCl joacă un rol important ca electrolit în sinteza electrochimică, cum ar fi producția de clor și hidrogen în industria clorului alcalin. Costul său scăzut și disponibilitatea ușoară îl fac o alegere ideală pentru aplicațiile industriale-la scară largă.
NaOTf: Datorită proprietăților sale electrochimice excelente, NaOTf a atras atenția în domeniul electrosintezei și catalizei organice. Poate promova conversia electrochimică a moleculelor organice complexe, poate îmbunătăți selectivitatea și eficiența reacției. În plus, NaOTf poate fi, de asemenea, utilizat ca componentă a lichidelor ionice sau a solvenților eutectici profund pentru chimia verde și tehnologiile de dezvoltare durabilă.
Trifluormetansulfonatul de sodiu este un compus chimic versatil cu o gamă largă de aplicații în sinteza organică, electrochimie și chimia analitică. Proprietățile sale fizice și chimice unice, cum ar fi solubilitatea ridicată, aciditatea puternică a acidului său conjugat și stabilitatea excelentă, îl fac un reactiv și electrolit valoros în diferite procese industriale și de cercetare. Cu toate acestea, este important să fim conștienți de potențialele sale pericole și să luați măsuri de siguranță adecvate atunci când manipulați și depozitați compusul. Înțelegând proprietățile și aplicațiile sale, putem profita la maximum de trifluormetansulfonatul de sodiu minimizând în același timp impactul negativ asupra sănătății umane și asupra mediului.
Tag-uri populare: trifluormetansulfonat de sodiu cas 2926-30-9, furnizori, producători, fabrică, en-gros, cumpărare, preț, vrac, de vânzare