Натриев трифлуорометансулфонат,Това е важно химическо вещество. Външният вид е бял прах, който е дразнещ, лесно разтворим във вода и хигроскопски. Той трябва да се съхранява по сух и запечатан начин, за да се гарантира стабилността му и да се избегне усвояването на влагата, както и контакт с оксиди. Той може да послужи като източник на флуор заместители в органичния синтез, въвеждайки ги в органични молекули и променяйки техните химични свойства. В областта на пестицидите и фармацевтичните продукти той може да играе важна роля като ключов междинен продукт в синтеза на определени лекарства и пестициди. При флуорирани заместители това съединение се превръща в все по -често срещан структурен мотив във фармацевтичните продукти, тъй като въвеждането на тази група в органични молекули оказва дълбоко влияние върху неговата стабилност, липофилност и пропускливост на мембраната. It can also be used to prepare aryl fluorides (silver catalyzed fluorination of arylstananes) and ionic liquids, such as N, N-dialkylpyrrolidine trifluoromethanesulfonate, N, N-dialkylimidazolium trifluoromethanesulfonate, and N-alkylpyridine trifluoromethanesulfonate.
Допълнителна информация за химическо съединение:
|
Химическа формула |
CF3NAO3S |
|
Точна маса |
171.94 |
|
Молекулно тегло |
172.05 |
|
m/z |
171.94 (100.0%), 173.94 (4.5%), 172.95 (1.1%) |
|
Елементарен анализ |
C, 6.98; F, 33.13; Na, 13.36; O, 27.90; S, 18.63 |
|
Точка на топене |
253-255 градуса (осветен) |
|
|
|
Натриев трифлуорометансулфонате важен реагент на органичен синтез и междинен с широк спектър от приложения. Следното е подробно въведение в използването му:
Това съединение може да се използва като ефективен флуориращ реагент за въвеждане на трифлуорометансулфонил групи в органични молекули. Тази група има специални химични свойства, като силна електроотрицателност, стабилни CF връзки и др., Които могат значително да повлияят на киселинността, диполния момент и липофилността на цялата молекула. Следователно, чрез въвеждане на трифлуорометансулфонилни групи, химичните свойства на органичните молекули могат да бъдат променени, като по този начин ги давате с нова биологична активност или физични свойства. Чрез използване на неговите флуориращи свойства могат да бъдат синтезирани органични съединения със специфични флуорни заместители. Тези заместени с флуор съединения имат широк спектър от приложения в области като медицина, пестициди и материали.
Флуориращи реагенти в органичния синтез
Например, във фармацевтичното поле флуорните заместени лекарствени молекули обикновено проявяват по -добра бионаличност, биоселективност и метаболитна стабилност, което води до по -добра ефикасност на лекарството. Може да се използва и като катализатор или реагент за участие в някои сложни органични реакции. Например, той може да катализира асиметричните реакции на манич, реакции от тип Манич във вода и реакции на елша на Diels. Тези реакции са от голямо значение при органичния синтез и могат да се използват за синтезиране на органични молекули със сложни структури. В същото време съединението може да се комбинира и с други съединения, за да образува йонни течности. Йонните течности са течности със специални свойства, като стабилност с висока температура, ниска променливост и висока проводимост. Следователно те имат широки перспективи за приложение в области като електрохимия, катализа и раздяла.
Това съединение може да се използва за синтезиране на лекарствени молекули със специфична биологична активност. Тези лекарствени молекули могат да имат различни фармакологични ефекти като антитумор, антибактериални, антивирусни, противовъзпалителни и др. Чрез въвеждане на това съединение, химичните свойства на лекарствените молекули могат да бъдат променени, като по този начин се подобри тяхната разтворимост, стабилност, бионаличност и други свойства. Това спомага за подобряване на процесите на абсорбция, разпределение, метаболизъм и екскреция на лекарства в организма, като по този начин повишава тяхната ефикасност и безопасност. Това съединение може да се използва и за синтезиране на продукти за пестициди с висока ефективност, ниска токсичност и характеристики на опазването на околната среда. Например, той може да се използва за синтезиране на хербициди като флузинам и флузинам, които имат значителни контролни ефекти върху широколистни плевели и многогодишни плевели в жито и памучно поле. Въвеждането му може значително да засили инсектицидната, бактерицидната или хербицидната активност на пестицидите. В същото време той може също да намали токсичността на пестицидите и да сведе до минимум вредата им за околната среда и човешкото здраве.
Катализатори и повърхностноактивни вещества
Това съединение може да послужи като ефективен катализатор за асиметрични реакции от тип Манич. Този тип реакция има голямо значение при органичния синтез и може да се използва за синтезиране на съединения с хирални структури. Той може също така да катализира реакциите от тип Манич във вода, осигурявайки нов път за органичен синтез във водна фаза. Той също може да катализира реакциите на елша на Diels, които представляват важни реакции на циклорация, които могат да се използват за синтезиране на съединения с циклични структури. В пластичната индустрия това съединение може да служи като катализатор за реакции на полимеризация, увеличаване на скоростта на реакция и степента на полимеризация, като по този начин подобрява качеството и добива на пластмасите. И в производствения процес на гориво той може да служи като катализатор за естерификация, дехидратация и други реакции, подобрявайки ефективността на производството. Поради уникалната си химическа структура, това съединение проявява отлична повърхностна активност в определени системи. Може да се използва като повърхностно активно вещество за подобряване на диспергируемостта, стабилността и течността на системата. Въпреки че специфичното приложение на повърхностноактивните вещества може да варира в зависимост от системата, въвеждането на това вещество обикновено помага за оптимизиране на работата на системата.
В литиево-йонните батерии това съединение може да се използва като алтернативна електролитна сол. Поради отличната си йонна проводимост и химическата стабилност, той помага за подобряване на работата на литиево-йонните батерии. По -конкретно, електролитът може да осигури по -висока скорост на миграция на йони и по -ниска вътрешно съпротивление, като по този начин увеличава скоростта на зареждане и изхвърляне и стабилността на колоездене на батерията. В допълнение, той може също така да потисне самостоятелното явление на батерията до известна степен, удължавайки експлоатационния живот на батерията. В допълнение към литиево-йонните батерии, той може да се използва и като електролит в други електрохимични устройства. Междувременно, поради високата си химическа стабилност и широкия електрохимичен прозорец, той също може да подобри безопасността и надеждността на тези електрохимични устройства до известна степен. В допълнение, той може да се комбинира и с други електролитни материали, за да се подобри тяхната работа чрез модификация. Например, той може да се комбинира с материали като полимери и неорганични соли за образуване на композитни електролити, като по този начин подобрява механичната якост, термичната стабилност и йонната проводимост на електролита. Този модифициран електролитен материал има по-широки перспективи за приложение в електрохимични устройства като литиево-йонни батерии и суперкапазатори.
Въздействие върху околната среда
Натриев трифлуорометансулфонат(NAOTF) е силно кисела сулфонова киселина сол с молекулярната формула cf ∝ SO ∝ NA и молекулно тегло 172,05. Основната му функционална група трифлуорометансулфонат (CF ∝ SO ∝⁻) има силни способности за изтегляне и дисоциация на електрон и се използва широко в органичен синтез, електрохимична енергия, пестициди и фармацевтични междинни продукти и други полета. Въпреки това, химическата му стабилност и високата реактивност също предизвикаха опасения относно рисковете за околната среда.
Замърсяване на водата: От остра токсичност до хронични екологични увреждания
Остри токсични ефекти
Токсичността на NAOTF към водните организми произтича главно от неговата силна характеристика на освобождаването на киселинност и флуоридни йони (F ⁻). Експерименталните данни показват, че ембрионите на зебрафините: В експеримента с експозиция на 96 часа средната смъртоносна концентрация (LC ₅₀) на NAOTF е 12,5 mg/L, проявена като забавено излюпване, намалена сърдечна честота и аксиални аномалии. Daphnia: В експеримента с 48 часа експозиция, концентрацията на половин ефект (EC ₅₀) е 8,3 mg/L, главно инхибира двигателната способност и води до увеличаване на смъртността.
Директно увреждане: CF ∝ SO ∝⁻ унищожава мембраната на хрилните клетки на водните организми, което води до задушаване; F ⁻ се комбинира с калциеви йони, за да образува калциев флуорид (CAF ₂), който пречи на нервната проводимост и мускулното свиване.
Индиректни ефекти: кисела среда (pH<3) disrupts the water buffering system, inhibits algal photosynthesis, and triggers food chain disruption.
Хронични кумулативни ефекти
Дългосрочната експозиция с ниска концентрация (0,1-1 mg/L) може да причини хронична токсичност във водните организми:
Риба: Натрупването на F ⁻ в костите води до флуороза, проявява се като скелетна крехкост и забавен растеж.
Бентични организми: NAOTF адсорби на утайки и се предава през хранителната верига на безгръбначни (като ларви на комари), което води до намаляване на над 60% в репродуктивните скорости.
Екология на почвата: от микробно инхибиране до токсичност на растенията
Дисбаланс на микробните общности
Прагът на токсичност на NaOTF към почвените микроорганизми е 50 mg/kg, засягащи главно нитрифициращи бактерии и азотни фиксиращи бактерии:
Инхибиране на нитрификацията: При концентрация от 50 mg/kg активността на амонячните окислителни бактерии намалява с 60%, което води до запушване на циклирането на почвения азот.
Инактивиране на азогеназа: F ⁻ се свързва с магнезиевите йони в ензимния активен център, което води до 40% намаление на ефективността на фиксирането на азот на ризобията.
Стратегия за ремонт:
Добавянето на вар (CAO) може да неутрализира киселинността и да се фиксира f ⁻. Експериментите показват, че прилагането на 5% CAO върху почвата, замърсена със 100 mg/kg NaOTF, може да възстанови микробната активност до 80% от нивото на контрол след 60 дни.
Разстройства на растежа на растенията
Токсичността на Naotf към растенията се проявява като:
Препятствие за развитие на корените: F ⁻ инхибира синтеза на цитокинин, което води до 30% намаляване на дължината на корена на Arabidopsis.
Намалена фотосинтетична ефективност: При концентрация от 10 mg/kg съдържанието на хлорофил в пшеничните листа намалява с 25%, а нетната скорост на фотосинтетика намалява с 18%.
Атмосферна дифузия: синергичен риск от нестабилност и прахови частици
Освобождаване на летливи органични съединения (ЛОС)
NaOTf can decompose under high temperature (>100 градуса) или киселинни условия за получаване на трифлуорометансулфонова киселина (CF ∝ SO ∝ H), с налягане на парата 0,1 mmHg (25 градуса), което лесно може да влезе в атмосферата чрез изпаряване. Прогнозите на модела показват, че при незащитен сценарий за изтичане на резервоара за съхранение 1 кг NAOTF може да образува облак за замърсяване с радиус от 50 метра в рамките на 24 часа.
Адсорбция на частици и транспорт на дълги разстояния
NAOTF може да се адсорбира върху частици PM2.5 и да постигне кръстосан регионален транспорт чрез атмосферна циркулация:
Ефективност на сухо утаяване: При скорост на вятъра 3 m/s скоростта на утаяване на частиците NAOTF е 0,5 cm/s, с полуживот 15 дни.
Риск от влажно отлагане: Кисели утаяване (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 между натриев трифлуорометансулфонат и традиционни електролити (като NaCl)
Сравнение на физическите и химичните свойства
Разтворимост
NaCl: Той има изключително висока разтворимост във вода, около 360 g/L при 20 градуса С и разтворимостта му не се променя значително с температурата. Това прави NaCl идеален електролит в много системи за водни разтвори, което улеснява приготвянето на разтвори с различни концентрации.
NAOTF: Въпреки че NAOTF има сравнително висока разтворимост във вода, специфичната стойност може да варира в зависимост от температурата и разтворителя. Най-общо казано, поради наличието на своите органични аниони, NAOTF има по-добра разтворимост в определени органични разтворители от NaCl, което осигурява възможността за неговото приложение в неводни системи.
Проводимост
NaCl: Във водни разтвори NaCl има висока проводимост, особено при високи концентрации, които могат да образуват ефективни пътища на йонна проводимост. Въпреки това, тъй като концентрацията се увеличава допълнително, поради засиленото взаимодействие между йони, проводимостта може да достигне максимална стойност и след това леко да намали.
Проводимостта на NAOTF: разтворът на NAOTF също проявява концентрационна зависимост, но поради по -големия обем и по -ниската плътност на заряда на OTF ⁻ аниони, тяхната проводимост при същата концентрация може да бъде малко по -ниска от тази на NaCl. Въпреки това, при определени специфични условия, като използване на смесени разтворители или оптимизиращ състав на разтвора, проводимостта на NAOTF може да бъде значително подобрена.
Вискозитет и плавност
Вискозитетът на водния разтвор на NaCl: NaCl е близък до този на чистата вода, а вискозитетът се променя малко с увеличаване на концентрацията, поддържайки добра течност.
NAOTF: Поради по -големия обем на OTF ⁻ аниони, вискозитетът на разтвора на NAOTF може да бъде малко по -висок от този на NaCl разтвора на същата концентрация, особено при високи концентрации. Това може да повлияе на работата му в определени приложения, които изискват висока ликвидност.
Термична стабилност и химическа стабилност
NaCl: NaCl има изключително висока термична и химическа стабилност, може да поддържа стабилност в широк диапазон от температури и рН и не се разлага лесно или претърпява химични реакции.
NAOTF също показва добра топлинна стабилност, но температурата на разлагането му може да е малко по -ниска от NaCl. По отношение на химическата стабилност, NAOTF може да бъде по -чувствителен към определени силни окислители или редуциращи агенти и селекцията трябва да се основава на специфични условия на приложение.
Сравнение на полетата за приложение
Технология на батерията
NaCl: Въпреки че самият NaCl не се използва директно в съвременните високоефективни батерии, неговите основни изследвания като електролит са от решаващо значение за разбирането на механизмите за проводимост на йони. В допълнение, разтворът на NaCl понякога се използва като електролит за нискотарифни системи с ниска ефективност, като някои видове цинкови въздушни батерии.
NAOTF: Поради отличната си разтворимост, проводимост и стабилност при органични разтворители, NAOTF показа голям потенциал при високоефективни устройства за съхранение на енергия като литиево-йонни батерии, натриеви йонни батерии и свръхкапитатори. Особено при неводни батерии, NAOTF като поддържащ електролит може значително да подобри енергийната плътност и стабилността на колоездене на батерията.
Биомедицински изследвания
NaCl: NaCl е основният компонент на физиологичния физиологичен разтвор и се използва широко в клетъчната култура, доставката на лекарства и препарата на буфер при биологични експерименти. Неговата биосъвместимост и стабилност го правят стандартен електролит в биомедицинското поле.
NAOTF: Въпреки че приложенията му в биомедицинското поле са сравнително ограничени, неговите уникални химични свойства го правят потенциално ценно в определени специфични проучвания. Например, като молекула или маркер на сондата, той се използва за изследване на разпределението на заряда върху йонни канали или клетъчни мембрани. Въпреки това, поради непълното разбиране на биологичната активност на OTF ⁻ анионите, техните биомедицински приложения изискват внимателна оценка.
Електрохимичен синтез и катализа
NaCl играе важна роля като електролит в електрохимичния синтез, като производството на хлор и водород в индустрията на хлорните алкали. Ниската му цена и лесната наличност го правят идеален избор за мащабни индустриални приложения.
NAOTF: Поради отличните си електрохимични свойства, NAOTF привлече вниманието в областта на органичната електросинтеза и катализата. Той може да насърчи електрохимичното преобразуване на сложни органични молекули, да подобри селективността и ефективността на реакцията. В допълнение, NAOTF може да се използва и като компонент на йонни течности или дълбоки евтектични разтворители за зелена химия и технологии за устойчиво развитие.
Популярни тагове: Натриев трифлуорометансулфонат CAS 2926-30-9, доставчици, производители, фабрика, на едро, купуване, цена, насипно състояние, за продажба