Perfluoroktansulfonylfluorid - Perfluorooctanesulfonyl fluoride

Perfluoroktansulfonylfluorid
Perfluoroktansulfonylfluorid sv
Molekula POSF
Jména
Název IUPAC
1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-heptadekafluoroktan-1-sulfonylfluorid
Identifikátory
3D model (JSmol )
ZkratkyPOSF, PFOSF
ChemSpider
Informační karta ECHA100.005.638 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 206-200-6
UNII
Vlastnosti
C8F18Ó2S
Molární hmotnost502,12 g / mol
Bod varu 154 ° C (309 ° F; 427 K)[1]
Související sloučeniny
Související sloučeniny
Kyselina perfluoroktansulfonová (PFOS), Perfluoroktansulfonamid (PFOSA), Kyselina perfluoroktanová (PFOA), Kyselina perfluorbutansulfonová (PFBS)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Perfluoroktansulfonylfluorid (POSF) je syntetický perfluorovaná sloučenina s sulfonylfluorid funkční skupina. Používá se k výrobě kyselina perfluoroktansulfonová (PFOS) a sloučeniny na bázi PFOS. Tyto sloučeniny mají řadu průmyslových a spotřebitelských použití, ale látky odvozené od POSF nakonec degradují za vzniku PFOS.

Kvůli ekologickým problémům s PFOS 3M přestal používat POSF v roce 2002 a celosvětová produkce klesla. Čínská produkce však po postupném ukončení výroby 3M rostla. Od května 2009 jsou POSF a PFOS uvedeny jako perzistentní organické znečišťující látky (POP) uvedené v příloze B směrnice Stockholmská úmluva.

Výroba

V roce 1949 začala společnost 3M vyrábět POSF od elektrochemická fluorace (ECF).[2] Od roku 1966 do 90. let se produkce 3M zvýšila, aby uspokojila poptávku po sloučeninách na bázi POSF.[2] V roce 1999 společnost 3M uvedla, že POSF je nejvíce vyráběná fluorochemická látka.[3] Před rokem 2000 byla společnost 3M největším světovým producentem POSF (zejména v jejich Decatur, AL a Antverpy zařízení) a celosvětová produkce dosáhla vrcholu ~ 4500 tun ročně.[2]

V roce 1999 Americká agentura na ochranu životního prostředí začal vyšetřovat perfluorované sloučeniny po obdržení údajů o globální distribuci a toxicitě PFOS, klíčové složky v Scotchgard.[4] Z těchto důvodů a tlaku USEPA,[5] primární americký výrobce PFOS, společnost 3M, oznámila v květnu 2000 postupné ukončení výroby PFOS, PFOA a produkty související s PFOS.[6] 3M uvedl, že by učinili stejné rozhodnutí bez ohledu na tlak USEPA.[7]

Bezprostředně po postupném ukončení výroby 3M v letech 2000–2002 se výroba propadla, ale dominantní a rostoucí produkce se přesunula do Číny.[8] V roce 2004 byla čínská výroba sloučenin na bázi PFOS odhadnuta na <50 tun.[8] V roce 2005 se celosvětová produkce odhadovala na 73–162 tun,[9] a do roku 2006 byla čínská produkce odhadována na> 200 tun.[8] Celková historická celosvětová produkce se v roce 2009 odhadovala na ~ 120 000 tun.[2]

„[M] ost, ne-li všechny“ průmyslově syntetizované deriváty perfluoroktansulfonylu, jako je PFOS, mají jako předchůdce POSF.[10]

Syntéza

POSF je syntetizován elektrochemickou fluorací oktansulfonylfluorid v bezvodý fluorovodík podle rovnice:[10]

C8H17TAK2F + 17 F.− → C.8F17TAK2F + 17 H+ + 34 e−.

Tento reakce má za následek 25% výtěžek pro POSF, menší než pro kratší perfluorosulfonylfluoridy.[10] Získaný POSF je nečistý, protože je směsí lineárního a rozvětveného izomery, s ~ 70% lineární.[10] POSF lze získat také z ECF sulfonylhalogenid oktansulfonylchlorid.[10]

Reaktivita

Polymery POSF a POSF se degradují a vytvářejí PFOS[11] o kterém není známo, že by se degradoval žádnými environmentálními procesy.[5] POSF hydrolýza v voda, ale dochází pomalu.[10]

POSF reaguje s základny jako hydroxid draselný za vzniku solí PFOS:[10]

C8F17TAK2F + KOH → C8F17Ó2TAK3−K.+.

Po léčbě kyselina sírová the kyselina sulfonová PFOS tetrahydrát je získáno.[10]

POSF také reaguje s amoniak tvořit perfluoroktansulfonamid:[10]

C8F17TAK2F + NH3 → C.8F17Ó2SNH2.

Sulfonamidy a sulfonamidoethanoly syntetizované z POSF mohou naopak reagovat a vytvářet různé funkční skupiny pro různé aplikace a produkty.[12]

Použití

Kvůli několika vazby uhlík-fluor „Deriváty POSF mají chemické vlastnosti, které jsou hydrofobní („bojí se vody“), lipofobní („bojí se tuku“) a povrchové napětí spouštění (jako fluorované povrchově aktivní látky ).[3] Hlavní použití chemické substance odvozené z POSF byly:[2]

Stockholmská úmluva uvádí řadu přijatelných účelů a konkrétních výjimek pro POSF a PFOS (a jeho soli) včetně

  • fotoobraz;
  • fotoodolné a antireflexní vrstvy pro polovodiče;
  • leptadlo pro složené polovodiče a keramický filtry;
  • letecké hydraulické kapaliny;
  • pokovování (tvrdé pokovování) pouze v systémech s uzavřenou smyčkou;
  • určité zdravotnické prostředky (např ethylen tetrafluorethylen vrstvy kopolymeru (ETFE) a neprůhledná výroba ETFE, diagnostické zdravotnické prostředky in-vitro a barevné filtry CCD);
  • hasicí pěna;
  • hmyzí návnady pro hubení mravenců odřezávání listů Atta spp. a Acromyrmex spp .;
  • fotografické masky v polovodičích a displej z tekutých krystalů (LCD) průmyslová odvětví;
  • pokovování (pokovování tvrdým kovem);
  • pokovování (dekorativní pokovování);
  • elektrické a elektronické součásti některých barevných tiskáren a barevných kopírovacích strojů;
  • insekticidy pro kontrolu červených dovážených mravenců a termitů;
  • chemicky poháněná produkce ropy;
  • koberce;
  • kůže a oděvy;
  • textilie a čalounění;
  • papír a obaly;
  • povlaky a přísady do povlaků; a
  • guma a plasty.[13]

Mezinárodní status

Na čtvrté konferenci smluvních stran bylo rozhodnutím SC-4/17 uvedeno POSF spolu s PFOS do Stockholmská úmluva o perzistentních organických látkách (Příloha B) v květnu 2009.[14][15] POSF jako takový není „zakázán“, ale schválil použití a výjimky - spolu s programem (SC-4/19) v příloze B, který podporuje sníženou produkci.[16][17]

Ekologické obavy

Produkt degradace POSF, PFOS, je dominantní perfluorovaná sloučenina detekovaná v biomonitoring studie,[18] kde koncentrace, které byly zjištěny, jsou považovány za dostatečné pro „změnu zdravotních parametrů“.[19][20]

Viz také

Reference

  1. ^ „Perfluor-1-oktansulfonylfluorid“. Národní institut pro standardy a technologie. Citováno 10. července 2009.
  2. ^ A b C d E Paul AG, Jones KC, Sweetman AJ (2009). „První globální produkce, emise a ekologický inventář pro perfluoroktansulfonát“. Environ. Sci. Technol. 43 (2): 386–92. doi:10.1021 / es802216n. PMID  19238969.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  3. ^ A b (1999) 3M. 1999. Věda o organické fluorochemii. Společnost 3M, 5. února 1999. (PDF je snadno přístupný pomocí vyhledávače Google pro název článku.)
  4. ^ Aziz Ullah. „Fluorochemické dilema: O čem je povyk PFOS / PFOA“ Čištění a restaurování. www.ascr.org, (říjen 2006). Přístupné 25. října 2008.
  5. ^ A b Lee, Jennifer 8. (15. dubna 2003). „E.P.A. nařizuje společnostem zkoumat účinky chemických látek“. The New York Times. Citováno 15. května 2009.
  6. ^ 3M: „Informace PFOS-PFOA: Co dělá společnost 3M?“ Archivováno 2008-09-22 na Wayback Machine Přístupné 25. října 2008.
  7. ^ Weber, Joseph (5. června 2000). „Big Cleanup od společnosti 3M - Proč se rozhodla vytáhnout zástrčku ze svého nejprodávanějšího odpuzovače skvrn“. Pracovní týden (3684): 96.
  8. ^ A b C Wang T, Wang Y, Liao C, Cai Y, Jiang G (2009). „Perspektivy začlenění perfluoroktansulfonátu do Stockholmské úmluvy o perzistentních organických látkách“. Environ. Sci. Technol. 43 (14): 5171–5. doi:10.1021 / es900464a. PMID  19708337.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  9. ^ (Prosinec 2006). „Výsledky průzkumu OECD z roku 2006 o výrobě a používání PFOS, PFAS, PFOA, PFCA, jejich příbuzných látek a produktů / směsí obsahujících tyto látky“ (PDF). Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj. str. 10. Citováno 30. srpna 2009.
  10. ^ A b C d E F G h i Lehmler, HJ (2005). "Syntéza environmentálně významných fluorovaných povrchově aktivních látek - přehled". Chemosféra. 58 (11): 1471–96. doi:10.1016 / j.chemosphere.2004.11.078. PMID  15694468.
  11. ^ Giesy JP, Kannan K (2002). „Perfluorochemické povrchově aktivní látky v životním prostředí“. Environ. Sci. Technol. 36 (7): 146A – 152A. doi:10.1021 / es022253t. PMID  11999053.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  12. ^ „Hodnocení nebezpečnosti perfluoroktansulfonátu (PFOS) a jeho solí“ (PDF). Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj. 21. listopadu 2002. str. 14.
  13. ^ "Zpráva konference smluvních stran Stockholmské úmluvy o perzistentních organických znečišťujících látkách o práci jejího čtvrtého zasedání "(PDF). S. 67.
  14. ^ „Vlády se spojily, aby zesílily globální závislost na DDT a přidaly devět nových chemikálií podle mezinárodní smlouvy“. Ženeva: Sekretariát Stockholmské úmluvy. 8. května 2008.
  15. ^ „Zpráva z konference smluvních stran Stockholmské úmluvy o perzistentních organických znečišťujících látkách o práci jejího čtvrtého zasedání“ (PDF). Ženeva. 8. května 2009. s. 66.
  16. ^ "Zpráva konference smluvních stran Stockholmské úmluvy o perzistentních organických znečišťujících látkách o práci jejího čtvrtého zasedání "(PDF). Str. 67–69.
  17. ^ „Smlouva OSN rozšířena o dalších 9 chemikálií: Zúčastněné země dostanou jeden rok na rozhodnutí o dalších krocích“. Zprávy NBC. Associated Press. 11. května 2009. Citováno 5. září 2009.
  18. ^ Houde M, Martin JW, Letcher RJ, Solomon KR, Muir DC (červen 2006). „Biologické monitorování polyfluoralkylových látek: přezkum“. Environ. Sci. Technol. 40 (11): 3463–73. doi:10.1021 / es052580b. PMID  16786681. Podpůrné informace (PDF).
  19. ^ Peden-Adams, M. M .; Keil, D. E.; Romano, T .; Mollenhauer, M. A. M .; Fort, D. J .; Guiney, P. D .; Houde, M .; Kannan, K .; Muir, D.C .; Rice, C.D .; Stuckey, J .; Segars, A.L .; Scott, T .; Talent, L .; Bossart, G. D .; Fair, P. A .; Keller, J. M. (2009). „Účinky perfluorovaných sloučenin na zdraví - Co nám říká divoká zvěř?“. Reprodukční toxikologie. 27 (3–4): 414. doi:10.1016 / j.reprotox.2008.11.016.
  20. ^ Peden-Adams et al. (Červen 2008). v Dny PFAA II Archivováno 26.07.2011 na Wayback Machine (PDF). str. 28.

externí odkazy