natrio trifluormetansulfonatas,Tai svarbi cheminė medžiaga. Išvaizda yra balti milteliai, kurie dirgina, lengvai tirpsta vandenyje ir higroskopiški. Jis turi būti laikomas sausai ir sandariai, kad būtų užtikrintas stabilumas ir išvengta drėgmės sugėrimo bei sąlyčio su oksidais. Jis gali būti fluoro pakaitalų šaltinis organinėje sintezėje, įtraukiant juos į organines molekules ir keičiant jų chemines savybes. Pesticidų ir vaistų srityse jis gali atlikti svarbų vaidmenį kaip pagrindinis tarpinis produktas tam tikrų vaistų ir pesticidų sintezėje. Fluorintuose pakaitaluose šis junginys tapo vis dažnesniu struktūriniu motyvu farmacijoje, nes šios grupės įvedimas į organines molekules daro didelę įtaką jo stabilumui, lipofiliškumui ir membranų pralaidumui. Jis taip pat gali būti naudojamas gaminant arilfluoridus (sidabro katalizuojamą arilstananų fluorinimą) ir joninius skysčius, tokius kaip N, N-dialkilpirolidino trifluormetansulfonatas, N, N-dialkilimidazolio trifluormetansulfonatas ir N{{8}piridinalkil-trifluormetansulfonatas.
Papildoma informacija apie cheminį junginį:
|
Cheminė formulė |
CF3NaO3S |
|
Tikslios Mišios |
171.94 |
|
Molekulinė masė |
172.05 |
|
m/z |
171.94 (100.0%), 173.94 (4.5%), 172.95 (1.1%) |
|
Elementų analizė |
C 6,98; F 33,13; Na 13,36; O 27,90; S, 18,63 |
|
Lydymosi temperatūra |
253–255 laipsniai (liet.) |
|
|
|
Natrio trifluormetansulfonatasyra svarbus organinės sintezės reagentas ir tarpinis produktas, plačiai naudojamas. Toliau pateikiamas išsamus jo naudojimo įvadas:
Šis junginys gali būti naudojamas kaip efektyvus fluorinantis reagentas trifluormetansulfonilo grupėms įvesti į organines molekules. Ši grupė pasižymi ypatingomis cheminėmis savybėmis, tokiomis kaip stiprus elektronegatyvumas, stabilios C-F jungtys ir kt., kurios gali reikšmingai paveikti visos molekulės rūgštingumą, dipolio momentą ir lipofiliškumą. Todėl, įvedant trifluormetansulfonilo grupes, gali būti pakeistos organinių molekulių cheminės savybės, taip suteikiant joms naują biologinį aktyvumą ar fizines savybes. Naudojant jo fluorinimo savybes, galima susintetinti organinius junginius su specifiniais fluoro pakaitais. Šie fluoru pakeisti junginiai yra plačiai naudojami tokiose srityse kaip medicina, pesticidai ir medžiagų mokslas.
Fluoruojantys reagentai organinėje sintezėje
Pavyzdžiui, farmacijos srityje fluoru pakeistos vaistų molekulės paprastai pasižymi geresniu biologiniu prieinamumu, biologiniu selektyvumu ir metaboliniu stabilumu, todėl yra geresnis vaisto veiksmingumas. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip katalizatorius arba reagentas dalyvauti kai kuriose sudėtingose organinėse reakcijose. Pavyzdžiui, jis gali katalizuoti asimetrines Mannicho tipo reakcijas, Mannicho reakcijas vandenyje ir Dielso Alderio reakcijas. Šios reakcijos turi didelę reikšmę organinėje sintezėje ir gali būti naudojamos sudėtingų struktūrų organinėms molekulėms sintetinti. Tuo pačiu metu junginys taip pat gali jungtis su kitais junginiais, sudarydamas joninius skysčius. Joniniai skysčiai yra skysčiai, turintys specialių savybių, tokių kaip stabilumas aukštoje temperatūroje, mažas lakumas ir didelis laidumas. Todėl jie turi plačias taikymo perspektyvas tokiose srityse kaip elektrochemija, katalizė ir atskyrimas.
Šis junginys gali būti naudojamas specifinio biologinio aktyvumo vaistų molekulėms sintetinti. Šios vaistų molekulės gali turėti įvairių farmakologinių poveikių, pvz., prieš-navikinį, antibakterinį, antivirusinį, prieš-uždegiminį poveikį ir kt. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas antipsichoziniams vaistams, tokiems kaip flufenazinas, trifluoperazinas ir triflumenidazolas, bei kitų rūšių vaistai, pvz., butilfluorimetano butilfluorofenetas, sintetinti. Įvedus šį junginį, galima pakeisti chemines vaistų molekulių savybes, taip pagerinant jų tirpumą, stabilumą, biologinį prieinamumą ir kitas savybes. Tai padeda pagerinti vaistų įsisavinimo, pasiskirstymo, metabolizmo ir išskyrimo organizme procesus, taip padidinant jų veiksmingumą ir saugumą. Šis junginys taip pat gali būti naudojamas didelio efektyvumo, mažo toksiškumo ir aplinkos apsaugos charakteristikų pesticidų produktams sintetinti.
Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas herbicidams, tokiems kaip fluazinamas ir fluazinamas, sintezuoti, kurie turi reikšmingą poveikį plačialapėms{0}}piktžolėms ir daugiametėms piktžolėms kviečių ir medvilnės laukuose. Jo įvedimas gali žymiai sustiprinti insekticidinį, baktericidinį ar herbicidinį pesticidų aktyvumą. Tuo pačiu metu jis taip pat gali sumažinti pesticidų toksiškumą ir sumažinti jų žalą aplinkai ir žmonių sveikatai.
Katalizatoriai ir aktyviosios paviršiaus medžiagos
Šis junginys gali būti veiksmingas asimetrinių Mannicho reakcijų katalizatorius. Šio tipo reakcija turi didelę reikšmę organinėje sintezėje ir gali būti naudojama chiralinių struktūrų junginiams sintetinti. Jis taip pat gali katalizuoti Mannicho tipo reakcijas vandenyje, sudarydamas naują organinės sintezės būdą vandeninėje fazėje. Jis taip pat gali katalizuoti Diels Alder reakcijas, kurios yra svarbios cikloadidijos reakcijos, kurios gali būti naudojamos ciklinių struktūrų junginiams sintetinti. Plastiko pramonėje šis junginys gali būti polimerizacijos reakcijų katalizatorius, padidinantis reakcijos greitį ir polimerizacijos laipsnį, taip pagerindamas plastikų kokybę ir išeigą.
O kuro gamybos procese jis gali būti esterinimo, dehidratacijos ir kitų reakcijų katalizatorius, gerinantis gamybos efektyvumą. Dėl savo unikalios cheminės struktūros šis junginys pasižymi puikiu paviršiaus aktyvumu tam tikrose sistemose. Jis gali būti naudojamas kaip paviršinio aktyvumo medžiaga, siekiant pagerinti sistemos dispersiškumą, stabilumą ir takumą. Nors konkretus paviršinio aktyvumo medžiagų panaudojimas gali skirtis priklausomai nuo sistemos, šios medžiagos įvedimas paprastai padeda optimizuoti sistemos veikimą.
Ličio{0}}jonų akumuliatoriuose šis junginys gali būti naudojamas kaip alternatyvi elektrolito druska. Dėl puikaus jonų laidumo ir cheminio stabilumo jis padeda pagerinti ličio -jonų baterijų veikimą. Konkrečiai, elektrolitas gali užtikrinti didesnį jonų migracijos greitį ir mažesnį vidinį pasipriešinimą, taip padidindamas akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo greitį bei stabilumą. Be to, jis taip pat gali tam tikru mastu slopinti savaiminio akumuliatoriaus išsikrovimo reiškinį, prailgindamas akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Be ličio-jonų baterijų, jis taip pat gali būti naudojamas kaip elektrolitas kituose elektrocheminiuose įrenginiuose. Tuo tarpu dėl didelio cheminio stabilumo ir plataus elektrocheminio lango jis taip pat gali tam tikru mastu pagerinti šių elektrocheminių prietaisų saugą ir patikimumą.
Be to, jis taip pat gali būti derinamas su kitomis elektrolitų medžiagomis, siekiant pagerinti jų veikimą modifikuojant. Pavyzdžiui, jis gali būti derinamas su tokiomis medžiagomis kaip polimerai ir neorganinės druskos, kad susidarytų sudėtiniai elektrolitai, taip pagerinant elektrolito mechaninį stiprumą, terminį stabilumą ir jonų laidumą. Ši modifikuota elektrolito medžiaga turi platesnę taikymo perspektyvą elektrocheminiuose įrenginiuose, tokiuose kaip ličio -jonų baterijos ir superkondensatoriai.
Poveikis aplinkai
Natrio trifluormetansulfonatas(NaOTf) yra stipriai rūgšti sulfonrūgšties druska, kurios molekulinė formulė yra CF ∝ SO ∝ Na ir 172,05 molekulinė masė. Jo pagrindinė funkcinė grupė trifluormetansulfonatas (CF ∝ SO ∝⁻) turi stiprius elektronų atitraukimo ir disociacijos gebėjimus ir yra plačiai naudojamas organinės sintezės, elektrocheminės energijos kaupimo, pesticidų ir farmacijos tarpinių produktų ir kitose srityse. Tačiau jo cheminis stabilumas ir didelis reaktyvumas taip pat kelia susirūpinimą dėl pavojaus aplinkai.
Vandens tarša: nuo ūmaus toksiškumo iki lėtinės ekologinės žalos
Ūmus toksinis poveikis
NaOTf toksiškumas vandens organizmams daugiausia kyla dėl jo stipraus rūgštingumo ir fluorido jonų (F⁻) išsiskyrimo savybių. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad zebrafish embrionai: 96 valandų ekspozicijos eksperimente vidutinė mirtina NaOTf koncentracija (LC ₅₀) buvo 12,5 mg/l, o tai pasireiškė kaip uždelstas išsiritimas, sumažėjęs širdies susitraukimų dažnis ir ašies sutrikimai. Dafnija: 48 valandų ekspozicijos eksperimento metu pusės poveikio koncentracija (EC ₅₀) buvo 8,3 mg/l, daugiausia slopinanti motorinius gebėjimus ir padidinanti mirtingumą.
Tiesioginė žala: CF ∝ SO ∝⁻ ardo vandens organizmų žiauninių ląstelių membraną, todėl uždusimas; F⁻ jungiasi su kalcio jonais ir sudaro kalcio fluoridą (CaF₂), kuris trukdo nervų laidumui ir raumenų susitraukimui.
Netiesioginis poveikis: rūgštinė aplinka (pH<3) disrupts the water buffering system, inhibits algal photosynthesis, and triggers food chain disruption.
Lėtinis kumuliacinis poveikis
Ilgalaikis mažos koncentracijos poveikis (0,1-1 mg/l) gali sukelti lėtinį toksiškumą vandens organizmams:
Žuvys: F⁻ kaupimasis kauluose sukelia fluorozę, pasireiškiančią skeleto trapumu ir sulėtėjusiu augimu.
Bentoso organizmai: NaOTf adsorbuojasi ant nuosėdų ir per maisto grandinę perduodamas bestuburiams (pvz., uodų lervoms), todėl dauginimosi greitis sumažėja daugiau nei 60 %.
Dirvožemio ekologija: nuo mikrobų slopinimo iki toksiškumo augalams
Mikrobų bendruomenių disbalansas
NaOTf toksiškumo slenkstis dirvožemio mikroorganizmams yra 50 mg/kg, daugiausia paveikiantis nitrifikuojančias ir azotą fiksuojančias bakterijas:
Nitrifikacijos slopinimas: Esant 50 mg/kg koncentracijai, amoniaką oksiduojančių bakterijų aktyvumas sumažėjo 60 %, o tai trukdo azoto cirkuliacijai dirvožemyje.
Azogenazės inaktyvavimas: F⁻ prisijungia prie magnio jonų fermento aktyviame centre, todėl rizobijos azoto fiksavimo efektyvumas sumažėja 40%.
Remonto strategija:
Pridėjus kalkių (CaO), galima neutralizuoti rūgštingumą ir fiksuoti F⁻. Eksperimentai parodė, kad 100 mg/kg NaOTf užterštą dirvą panaudojus 5 % CaO, po 60 dienų mikrobų aktyvumas gali būti atkurtas iki 80 % kontrolinio lygio.
Augalų augimo sutrikimai
NaOTf toksiškumas augalams pasireiškia taip:
Šaknų vystymosi obstrukcija: F⁻ slopina citokinino sintezę, todėl Arabidopsis šaknų ilgis sumažėja 30%.
Sumažėjęs fotosintezės efektyvumas: Esant 10 mg/kg koncentracijai, chlorofilo kiekis kviečių lapuose sumažėjo 25%, grynasis fotosintezės greitis sumažėjo 18%.
Atmosferos difuzija: sinergetinė nepastovumo ir kietųjų dalelių rizika
Lakiųjų organinių junginių (LOJ) išsiskyrimas
NaOTf can decompose under high temperature (>100 laipsnių ) arba rūgščiomis sąlygomis, kad susidarytų trifluormetansulfono rūgštis (CF ∝ SO ∝ H), kurios garų slėgis yra 0,1 mmHg (25 laipsniai), kuri gali lengvai patekti į atmosferą dėl garų. Modelio prognozės rodo, kad neapsaugoto rezervuaro nuotėkio scenarijuje 1 kg NaOTf per 24 valandas gali suformuoti 50 metrų spindulio taršos debesį.
Dalelių adsorbcija ir transportavimas dideliais atstumais
NaOTf gali adsorbuotis ant PM2.5 dalelių ir pasiekti tarpregioninį transportavimą per atmosferos cirkuliaciją:
Sauso nusėdimo efektyvumas: esant 3 m/s vėjo greičiui, NaOTf dalelių nusėdimo greitis yra 0,5 cm/s, o pusinės -perėjimo trukmė yra 15 dienų.
Šlapio nusėdimo rizika: rūgštiniai krituliai (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.
Natrio trifluormetansulfonato ir tradicinių elektrolitų (tokių kaip NaCl) palyginimas
Fizinių ir cheminių savybių palyginimas
Tirpumas: NaCl: labai gerai tirpsta vandenyje, apie 360 g/l esant 20 °C temperatūrai, o jo tirpumas labai nesikeičia priklausomai nuo temperatūros. Dėl to NaCl yra idealus elektrolitas daugelyje vandeninių tirpalų sistemų, todėl lengva paruošti skirtingos koncentracijos tirpalus.
NaOTf: Nors NaOTf gana gerai tirpsta vandenyje, specifinė vertė gali skirtis priklausomai nuo temperatūros ir tirpiklio. Paprastai kalbant, dėl savo organinių anijonų NaOTf tirpumas tam tikruose organiniuose tirpikliuose yra geresnis nei NaCl, todėl jį galima naudoti ne-vandeninėse sistemose.
Laidumas:NaCl: Vandeniniuose tirpaluose NaCl turi didelį laidumą, ypač esant didelėms koncentracijoms, kurios gali sudaryti veiksmingus jonų laidumo kelius. Tačiau, koncentracijai toliau didėjant, dėl sustiprintos jonų sąveikos laidumas gali pasiekti maksimalią vertę, o vėliau šiek tiek sumažėti.
NaOTf laidumas: NaOTf tirpalas taip pat priklauso nuo koncentracijos, tačiau dėl didesnio OTf⁻ anijonų tūrio ir mažesnio krūvio tankio jų laidumas toje pačioje koncentracijoje gali būti šiek tiek mažesnis nei NaCl. Tačiau tam tikromis specifinėmis sąlygomis, pavyzdžiui, naudojant mišrius tirpiklius arba optimizuojant tirpalo sudėtį, NaOTf laidumas gali būti žymiai pagerintas.
Klampumas ir sklandumas:NaCl: NaCl vandeninio tirpalo klampumas yra artimas gryno vandens klampumui, o klampumas mažai kinta didėjant koncentracijai, išlaikant gerą sklandumą.
NaOTf: Dėl didesnio OTf⁻ anijonų tūrio NaOTf tirpalo klampumas gali būti šiek tiek didesnis nei tos pačios koncentracijos NaCl tirpalo, ypač esant didelėms koncentracijoms. Tai gali turėti įtakos tam tikrų programų, kurioms reikalingas didelis likvidumas, veikimui.
Terminis stabilumas ir cheminis stabilumas:NaCl: NaCl pasižymi itin dideliu terminiu ir cheminiu stabilumu, gali išlaikyti stabilumą įvairiuose temperatūrų ir pH diapazonuose, nesunkiai skaidomas arba vyksta cheminės reakcijos.
NaOTf taip pat pasižymi geru terminiu stabilumu, tačiau jo skilimo temperatūra gali būti šiek tiek žemesnė nei NaCl. Kalbant apie cheminį stabilumą, NaOTf gali būti jautresnis tam tikriems stipriems oksidatoriams arba reduktoriams, todėl pasirinkimas turėtų būti pagrįstas konkrečiomis naudojimo sąlygomis.
Taikymo sričių palyginimas
Baterijų technologija
NaCl: nors pats NaCl nėra tiesiogiai naudojamas šiuolaikinėse didelio našumo{0}}baterijose, esminiai jo, kaip elektrolito, tyrimai yra labai svarbūs norint suprasti jonų laidumo mechanizmus. Be to, NaCl tirpalas kartais naudojamas kaip elektrolitas pigiose-nenašios baterijų sistemose, pvz., tam tikrų tipų cinko oro baterijose.
NaOTf: dėl puikaus tirpumo, laidumo ir stabilumo organiniuose tirpikliuose NaOTf parodė didelį potencialą didelio{0}}našumo energijos kaupimo įrenginiuose, pvz., ličio-jonų baterijose, natrio jonų baterijose ir superkondensatoriuose. Ypač nevandeniniuose akumuliatoriuose NaOTf, kaip pagalbinis elektrolitas, gali žymiai pagerinti akumuliatoriaus energijos tankį ir stabilumą.
Biomedicininiai tyrimai
NaCl: NaCl yra pagrindinis fiziologinio fiziologinio tirpalo komponentas ir plačiai naudojamas ląstelių kultūroje, vaistų tiekimui ir buferio paruošimui biologiniuose eksperimentuose. Dėl biologinio suderinamumo ir stabilumo jis yra standartinis elektrolitas biomedicinos srityje.
NaOTf: Nors jo taikymas biomedicinos srityje yra gana ribotas, dėl unikalių cheminių savybių jis gali būti vertingas atliekant tam tikrus konkrečius tyrimus. Pavyzdžiui, kaip zondo molekulė arba žymeklis, jis naudojamas tirti krūvio pasiskirstymą jonų kanaluose arba ląstelių membranose. Tačiau dėl nepilno OTf⁻ anijonų biologinio aktyvumo supratimo, jų biomedicinos taikymas reikalauja kruopštaus įvertinimo.
Elektrocheminė sintezė ir katalizė
NaCl atlieka svarbų vaidmenį kaip elektrolitas elektrocheminėje sintezėje, pavyzdžiui, chloro ir vandenilio gamyboje chloro šarmų pramonėje. Dėl mažos kainos ir lengvo prieinamumo jis yra idealus pasirinkimas didelio masto{1}}pramonei.
NaOTf: Dėl puikių elektrocheminių savybių NaOTf patraukė dėmesį organinės elektrosintezės ir katalizės srityse. Jis gali skatinti sudėtingų organinių molekulių elektrocheminį konversiją, pagerinti reakcijos selektyvumą ir efektyvumą. Be to, NaOTf taip pat gali būti naudojamas kaip joninių skysčių arba giluminių eutektinių tirpiklių komponentas žaliosios chemijos ir tvaraus vystymosi technologijoms.
Natrio trifluormetansulfonatas yra universalus cheminis junginys, plačiai naudojamas organinėje sintezėje, elektrochemijoje ir analitinėje chemijoje. Dėl unikalių fizinių ir cheminių savybių, tokių kaip didelis tirpumas, stiprus konjuguotos rūgšties rūgštingumas ir puikus stabilumas, jis yra vertingas reagentas ir elektrolitas įvairiuose pramonės ir tyrimų procesuose. Tačiau svarbu žinoti apie galimus pavojus ir imtis atitinkamų saugos priemonių tvarkant ir laikant mišinį. Suprasdami jo savybes ir pritaikymą, galime maksimaliai išnaudoti natrio trifluormetansulfonatą ir sumažinti jo neigiamą poveikį žmonių sveikatai ir aplinkai.
Populiarus Žymos: natrio trifluormetanosulfonatas cas 2926-30-9, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkti, kaina, urmu, parduoti