трифторметансульфонат натрия,Это важное химическое вещество. По внешнему виду представляет собой белый порошок, раздражающий, легко растворимый в воде, гигроскопичный. Его следует хранить в сухом и герметичном виде, чтобы обеспечить его стабильность и избежать впитывания влаги, а также контакта с оксидами. Он может служить источником фторзаместителей в органическом синтезе, вводя их в органические молекулы и изменяя их химические свойства. В области пестицидов и фармацевтических препаратов он может играть важную роль в качестве ключевого промежуточного продукта в синтезе некоторых лекарств и пестицидов. В составе фторированных заместителей это соединение становится все более распространенным структурным мотивом в фармацевтических препаратах, поскольку введение этой группы в органические молекулы оказывает глубокое влияние на ее стабильность, липофильность и проницаемость мембран. Его также можно использовать для получения арилфторидов (каталитическое серебром фторирование арилстананов) и ионных жидкостей, таких как N, N-диалкилпирролидин трифторметансульфонат, N, N-диалкилимидазолий трифторметансульфонат и N-алкилпиридин трифторметансульфонат.
Дополнительная информация о химическом составе:
|
Химическая формула |
CF3NaO3S |
|
Точная масса |
171.94 |
|
Молекулярный вес |
172.05 |
|
m/z |
171.94 (100.0%), 173.94 (4.5%), 172.95 (1.1%) |
|
Элементный анализ |
С, 6,98; Ж, 33,13; На, 13,36; О, 27,90; С, 18.63 |
|
Температура плавления |
253-255 градусов (лит.) |
|
|
|
Трифторметансульфонат натрияявляется важным реагентом и промежуточным продуктом органического синтеза с широким спектром применения. Ниже приводится подробное описание его использования:
Это соединение можно использовать как эффективный фторирующий реагент для введения трифторметансульфонильных групп в органические молекулы. Эта группа обладает особыми химическими свойствами, такими как сильная электроотрицательность, стабильные связи C-F и т. д., которые могут существенно влиять на кислотность, дипольный момент и липофильность всей молекулы. Следовательно, введением трифторметансульфонильных групп можно изменять химические свойства органических молекул, тем самым придавая им новую биологическую активность или физические свойства. Используя его фторирующие свойства, можно синтезировать органические соединения со специфическими фтористыми заместителями. Эти фторзамещенные соединения имеют широкий спектр применения в таких областях, как медицина, пестициды и материаловедение.
Фторирующие реагенты в органическом синтезе
Например, в фармацевтической области фторзамещенные молекулы лекарств обычно демонстрируют лучшую биодоступность, биоселективность и метаболическую стабильность, что приводит к повышению эффективности лекарств. Его также можно использовать в качестве катализатора или реагента для участия в некоторых сложных органических реакциях. Например, он может катализировать асимметричные реакции типа Манниха, реакции типа Манниха в воде и реакции Дильса-Альдера. Эти реакции имеют большое значение в органическом синтезе и могут быть использованы для синтеза органических молекул сложной структуры. В то же время соединение также может объединяться с другими соединениями с образованием ионных жидкостей. Ионные жидкости — это жидкости с особыми свойствами, такими как высокая температурная стабильность, низкая летучесть и высокая проводимость. Поэтому они имеют широкие перспективы применения в таких областях, как электрохимия, катализ и разделение.
Это соединение можно использовать для синтеза молекул лекарств, обладающих специфической биологической активностью. Эти молекулы лекарств могут обладать различными фармакологическими эффектами, такими как противо-опухолевое, антибактериальное, противовирусное, противо-воспалительное и т. д. Например, их можно использовать для синтеза антипсихотических препаратов, таких как флуфеназин, трифлуоперазин и трифлуменидазол, а также других типов лекарств, таких как бутилфторметан и кломифенцитрат. Вводя это соединение, можно изменить химические свойства молекул лекарств, тем самым улучшив их растворимость, стабильность, биодоступность и другие свойства. Это способствует улучшению процессов всасывания, распределения, метаболизма и выведения лекарственных средств в организме, тем самым повышая их эффективность и безопасность. Это соединение также может быть использовано для синтеза пестицидных продуктов с высокой эффективностью, низкой токсичностью и природоохранными характеристиками.
Например, его можно использовать для синтеза гербицидов, таких как флуазинам и флуазинам, которые оказывают значительное контрольное воздействие на широколистные и многолетние сорняки на пшеничных и хлопковых полях. Внесение его позволяет существенно усилить инсектицидную, бактерицидную или гербицидную активность пестицидов. В то же время это также может снизить токсичность пестицидов и минимизировать их вред для окружающей среды и здоровья человека.
Катализаторы и поверхностно-активные вещества
Это соединение может служить эффективным катализатором асимметричных реакций типа Манниха. Этот тип реакций имеет большое значение в органическом синтезе и может быть использован для синтеза соединений хирального строения. Он также может катализировать реакции типа Манниха в воде, открывая новый путь органического синтеза в водной фазе. Он также может катализировать реакции Дильса-Альдера, которые являются важными реакциями циклоприсоединения, которые можно использовать для синтеза соединений с циклической структурой. В промышленности пластмасс это соединение может служить катализатором реакций полимеризации, повышая скорость реакций и степень полимеризации, тем самым улучшая качество и выход пластмасс.
А в процессе производства топлива он может служить катализатором этерификации, обезвоживания и других реакций, повышая эффективность производства. Благодаря своей уникальной химической структуре это соединение проявляет превосходную поверхностную активность в определенных системах. Его можно использовать в качестве поверхностно-активного вещества для улучшения диспергируемости, стабильности и текучести системы. Хотя конкретное применение поверхностно-активных веществ может варьироваться в зависимости от системы, введение этого вещества обычно помогает оптимизировать работу системы.
В литий-ионных батареях это соединение можно использовать в качестве альтернативной соли-электролита. Благодаря своей превосходной ионной проводимости и химической стабильности он помогает улучшить работу литий-ионных-аккумуляторов. В частности, электролит может обеспечить более высокую скорость миграции ионов и более низкое внутреннее сопротивление, тем самым увеличивая скорость зарядки и разрядки, а также циклическую стабильность батареи. Кроме того, он также может в определенной степени подавлять явление саморазряда аккумулятора, продлевая срок его службы. Помимо литий-ионных аккумуляторов, его также можно использовать в качестве электролита в других электрохимических устройствах. Между тем, благодаря своей высокой химической стабильности и широкому электрохимическому диапазону, он также может в определенной степени повысить безопасность и надежность этих электрохимических устройств.
Кроме того, его также можно комбинировать с другими материалами электролита для улучшения их характеристик за счет модификации. Например, его можно комбинировать с такими материалами, как полимеры и неорганические соли, для образования композитных электролитов, тем самым улучшая механическую прочность, термическую стабильность и ионную проводимость электролита. Этот модифицированный электролитный материал имеет более широкие перспективы применения в электрохимических устройствах, таких как литий-ионные батареи и суперконденсаторы.
Воздействие на окружающую среду
Трифторметансульфонат натрия(NaOTf) представляет собой сильнокислотную соль сульфоновой кислоты с молекулярной формулой CF ∝ SO ∝ Na и молекулярной массой 172,05. Его основная функциональная группа трифторметансульфонат (CF ∝ SO ∝⁻) обладает сильными способностями к акцептору электронов и диссоциации и широко используется в органическом синтезе, хранении электрохимической энергии, пестицидах и фармацевтических промежуточных продуктах и в других областях. Однако его химическая стабильность и высокая реакционная способность также вызывают обеспокоенность по поводу экологических рисков.
Загрязнение воды: от острой токсичности к хроническому экологическому ущербу
Острые токсические эффекты
Токсичность NaOTf для водных организмов главным образом обусловлена его сильной кислотностью и характеристиками выделения ионов фтора (F ⁻). Экспериментальные данные показывают, что эмбрионы рыбок данио: В эксперименте с 96-часовым воздействием средняя летальная концентрация (LC ₅₀) NaOTf составляла 12,5 мг/л, что проявлялось в задержке вылупления, снижении частоты сердечных сокращений и аксиальных аномалиях. Дафния: В эксперименте с 48-часовым воздействием половинная концентрация эффекта (EC ₅₀) составила 8,3 мг/л, что в основном подавляло двигательные способности и приводило к увеличению смертности.
Прямое повреждение: CF ∝ SO ∝⁻ разрушает мембрану жаберных клеток водных организмов, приводя к удушью; F⁻ соединяется с ионами кальция с образованием фторида кальция (CaF₂), который нарушает нервную проводимость и сокращение мышц.
Косвенное воздействие: Кислая среда (рН<3) disrupts the water buffering system, inhibits algal photosynthesis, and triggers food chain disruption.
Хронические кумулятивные эффекты
Длительное воздействие низких концентраций (0,1–1 мг/л) может вызвать хроническую токсичность для водных организмов:
Рыба: Накопление F⁻ в костях приводит к флюорозу, проявляющемуся хрупкостью скелета и задержкой роста.
Бентосные организмы: NaOTf адсорбируется на отложениях и передается по пищевой цепи беспозвоночным (например, личинкам комаров), что приводит к снижению репродуктивной способности более чем на 60%.
Экология почвы: от микробного ингибирования к токсичности растений
Дисбаланс микробных сообществ
Порог токсичности NaOTf для почвенных микроорганизмов составляет 50 мг/кг, при этом преимущественно поражаются нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии:
Ингибирование нитрификации. В концентрации 50 мг/кг активность аммиакокисляющих бактерий снижается на 60%, что приводит к затруднению круговорота азота в почве.
Инактивация азогеназы: F⁻ связывается с ионами магния в активном центре фермента, что приводит к снижению эффективности азотфиксации ризобий на 40%.
Стратегия ремонта:
Добавление извести (CaO) может нейтрализовать кислотность и исправить F ⁻. Эксперименты показали, что внесение 5% CaO в почву, загрязненную 100 мг/кг NaOTf, может восстановить микробную активность до 80% от контрольного уровня через 60 дней.
Нарушения роста растений
Токсичность NaOTf для растений проявляется как:
Препятствие развитию корней: F ⁻ ингибирует синтез цитокининов, что приводит к уменьшению длины корня арабидопсиса на 30%.
Снижение эффективности фотосинтеза: при концентрации 10 мг/кг содержание хлорофилла в листьях пшеницы снизилось на 25%, а чистая скорость фотосинтеза снизилась на 18%.
Атмосферная диффузия: синергетический риск летучести и твердых частиц
Выброс летучих органических соединений (ЛОС)
NaOTf can decompose under high temperature (>100 градусов) или кислых условиях для получения трифторметансульфоновой кислоты (CF ∝ SO ∝ H) с давлением паров 0,1 мм рт. ст. (25 градусов), которая может легко попадать в атмосферу через улетучивание. Прогнозы модели показывают, что в случае утечки из незащищенного резервуара-хранилище 1 кг NaOTf может сформировать облако загрязнения радиусом 50 метров в течение 24 часов.
Адсорбция частиц и транспорт на большие расстояния
NaOTf может адсорбироваться на частицах PM2,5 и обеспечивать межрегиональный перенос посредством атмосферной циркуляции:
Эффективность сухого осаждения: при скорости ветра 3 м/с скорость осаждения частиц NaOTf составляет 0,5 см/с, период полу-периода 15 дней.
Риск влажных отложений: Кислые осадки (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.
Сравнение трифторметансульфоната натрия и традиционных электролитов (таких как NaCl)
Сравнение физических и химических свойств
Растворимость: NaCl: Он имеет чрезвычайно высокую растворимость в воде, около 360 г/л при 20 градусах Цельсия, и его растворимость существенно не меняется с температурой. Это делает NaCl идеальным электролитом во многих системах водных растворов, что позволяет легко готовить растворы различной концентрации.
NaOTf: Хотя NaOTf имеет относительно высокую растворимость в воде, конкретное значение может варьироваться в зависимости от температуры и растворителя. Вообще говоря, благодаря наличию органических анионов NaOTf лучше растворяется в некоторых органических растворителях, чем NaCl, что обеспечивает возможность его применения в не-водных системах.
Проводимость:NaCl: В водных растворах NaCl обладает высокой проводимостью, особенно при высоких концентрациях, что может образовывать эффективные пути ионной проводимости. Однако при дальнейшем увеличении концентрации из-за усиления взаимодействия между ионами проводимость может достигать максимального значения, а затем несколько снижаться.
Проводимость раствора NaOTf: NaOTf также демонстрирует концентрационную зависимость, но из-за большего объема и меньшей плотности заряда анионов OTf⁻ их проводимость при той же концентрации может быть несколько ниже, чем у NaCl. Однако при определенных условиях, например при использовании смешанных растворителей или оптимизации состава раствора, проводимость NaOTf можно значительно улучшить.
Вязкость и текучесть:Вязкость водного раствора NaCl: NaCl близка к вязкости чистой воды, вязкость мало меняется с увеличением концентрации, сохраняя хорошую текучесть.
NaOTf: Из-за большего объема анионов OTf ⁻ вязкость раствора NaOTf может быть немного выше, чем у раствора NaCl той же концентрации, особенно при высоких концентрациях. Это может повлиять на его производительность в некоторых приложениях, требующих высокой ликвидности.
Термическая стабильность и химическая стабильность:NaCl: NaCl обладает чрезвычайно высокой термической и химической стабильностью, может сохранять стабильность в широком диапазоне температур и pH, не легко разлагается и не подвергается химическим реакциям.
NaOTf также демонстрирует хорошую термическую стабильность, но температура его разложения может быть немного ниже, чем у NaCl. С точки зрения химической стабильности NaOTf может быть более чувствителен к некоторым сильным окислителям или восстановителям, поэтому выбор должен основываться на конкретных условиях применения.
Сравнение областей применения
Аккумуляторная технология
NaCl. Хотя NaCl сам по себе не используется напрямую в современных-батареях высокой производительности, его фундаментальные исследования в качестве электролита имеют решающее значение для понимания механизмов ионной проводимости. Кроме того, раствор NaCl иногда используется в качестве электролита в недорогих-батарейных системах с низкой производительностью, таких как некоторые типы воздушно-цинковых батарей.
NaOTf: благодаря своей превосходной растворимости, проводимости и стабильности в органических растворителях NaOTf продемонстрировал большой потенциал в высокопроизводительных устройствах хранения энергии, таких как литий-ионные батареи, натрий-ионные батареи и суперконденсаторы. NaOTf в качестве вспомогательного электролита, особенно в неводных батареях, может значительно улучшить плотность энергии и циклическую стабильность батареи.
Биомедицинские исследования
NaCl: NaCl является основным компонентом физиологического раствора и широко используется в культуре клеток, доставке лекарств и приготовлении буфера в биологических экспериментах. Его биосовместимость и стабильность делают его стандартным электролитом в биомедицинской области.
NaOTf: Хотя его применение в биомедицинской области относительно ограничено, его уникальные химические свойства делают его потенциально ценным в некоторых конкретных исследованиях. Например, в качестве молекулы-зонда или маркера его используют для изучения распределения заряда на ионных каналах или клеточных мембранах. Однако из-за неполного понимания биологической активности анионов OTf ⁻ их биомедицинское применение требует тщательной оценки.
Электрохимический синтез и катализ
NaCl играет важную роль в качестве электролита в электрохимическом синтезе, например, при производстве хлора и водорода в хлорщелочной промышленности. Низкая стоимость и доступность делают его идеальным выбором для крупномасштабного-промышленного применения.
NaOTf: Благодаря своим превосходным электрохимическим свойствам NaOTf привлек внимание в области органического электросинтеза и катализа. Он может способствовать электрохимическому преобразованию сложных органических молекул, улучшать селективность и эффективность реакции. Кроме того, NaOTf также может использоваться в качестве компонента ионных жидкостей или глубоких эвтектических растворителей для зеленой химии и технологий устойчивого развития.
Трифторметансульфонат натрия — универсальное химическое соединение, имеющее широкий спектр применения в органическом синтезе, электрохимии и аналитической химии. Его уникальные физические и химические свойства, такие как высокая растворимость, сильная кислотность сопряженной кислоты и превосходная стабильность, делают его ценным реагентом и электролитом в различных промышленных и исследовательских процессах. Однако важно знать о его потенциальных опасностях и принимать соответствующие меры безопасности при обращении и хранении этого соединения. Понимая его свойства и применение, мы можем максимально эффективно использовать трифторметансульфонат натрия, сводя к минимуму его негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.
горячая этикетка : Трифторметансульфонат натрия cas 2926-30-9, поставщики, производители, завод, опт, купить, цена, оптом, продажа