Nātrija trifluormetānsulfonāts,Tā ir svarīga ķīmiska viela. Izskats ir balts pulveris, kas ir kairinošs, viegli šķīst ūdenī un higroskopisks. Tas jāuzglabā sausā un noslēgtā veidā, lai nodrošinātu tā stabilitāti un izvairītos no mitruma uzsūkšanās, kā arī saskares ar oksīdiem. Tas var kalpot kā fluora aizvietotāju avots organiskajā sintēzē, ievadot tos organiskajās molekulās un mainot to ķīmiskās īpašības. Pesticīdu un farmaceitisko līdzekļu jomā tai var būt svarīga loma kā galvenajam starpproduktam noteiktu zāļu un pesticīdu sintēzē. Fluorētos aizvietotājus šis savienojums ir kļuvis par arvien izplatītāku strukturālo motīvu farmācijā, jo šīs grupas ievadīšana organiskajās molekulās būtiski ietekmē tā stabilitāti, lipofilitāti un membrānas caurlaidību. To var izmantot arī arilfluorīdu (arilstanānu fluorēšanas ar sudraba katalizētu fluorēšanu) un jonu šķidrumu, piemēram, N, N-dialkilpirolidīna trifluormetānsulfonāta, N, N-dialkilimidazolija trifluormetānsulfonāta un N{{8}piridīnaalkilalkilmetānsulfonāta, pagatavošanai.
Papildu informācija par ķīmisko savienojumu:
|
Ķīmiskā formula |
CF3NaO3S |
|
Precīza Mise |
171.94 |
|
Molekulmasa |
172.05 |
|
m/z |
171.94 (100.0%), 173.94 (4.5%), 172.95 (1.1%) |
|
Elementu analīze |
C, 6,98; F, 33,13; Na, 13,36; O, 27,90; S, 18,63 |
|
Kušanas temperatūra |
253-255 grādi (lit.) |
|
|
|
Nātrija trifluormetānsulfonātsir svarīgs organiskās sintēzes reaģents un starpprodukts ar plašu pielietojumu klāstu. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads par tā lietošanu:
Šo savienojumu var izmantot kā efektīvu fluorēšanas reaģentu, lai organiskās molekulās ievadītu trifluormetānsulfonilgrupas. Šai grupai ir īpašas ķīmiskās īpašības, piemēram, spēcīga elektronegativitāte, stabilas C-F saites utt., kas var būtiski ietekmēt visas molekulas skābumu, dipola momentu un lipofilitāti. Tāpēc, ieviešot trifluormetānsulfonilgrupas, var mainīt organisko molekulu ķīmiskās īpašības, tādējādi piešķirot tām jaunu bioloģisko aktivitāti vai fizikālās īpašības. Izmantojot tā fluorēšanas īpašības, var sintezēt organiskos savienojumus ar specifiskiem fluora aizvietotājiem. Šiem fluora aizvietotajiem savienojumiem ir plašs pielietojums tādās jomās kā medicīna, pesticīdi un materiālu zinātne.
Fluorējošie reaģenti organiskajā sintēzē
Piemēram, farmācijas jomā ar fluoru aizvietotām zāļu molekulām parasti ir labāka biopieejamība, bioselektivitāte un vielmaiņas stabilitāte, tādējādi nodrošinot labāku zāļu efektivitāti. To var izmantot arī kā katalizatoru vai reaģentu, lai piedalītos dažās sarežģītās organiskās reakcijās. Piemēram, tas var katalizēt asimetriskas Manniha tipa reakcijas, Manniha tipa reakcijas ūdenī un Diels Aldera reakcijas. Šīm reakcijām ir liela nozīme organiskajā sintēzē, un tās var izmantot, lai sintezētu organiskas molekulas ar sarežģītām struktūrām. Tajā pašā laikā savienojums var arī apvienoties ar citiem savienojumiem, veidojot jonu šķidrumus. Jonu šķidrumi ir šķidrumi ar īpašām īpašībām, piemēram, stabilitāti augstā temperatūrā, zemu nepastāvību un augstu vadītspēju. Tāpēc tiem ir plašas pielietojuma iespējas tādās jomās kā elektroķīmija, katalīze un atdalīšana.
Šo savienojumu var izmantot, lai sintezētu zāļu molekulas ar specifisku bioloģisko aktivitāti. Šīm zāļu molekulām var būt dažāda farmakoloģiska iedarbība, piemēram, pret-audzēju, antibakteriāla, pretvīrusu, pret-iekaisuma u.c., piemēram, to var izmantot, lai sintezētu antipsihotiskos medikamentus, piemēram, flufenazīnu, trifluoperazīnu un triflumenidazolu, kā arī cita veida zāles, piemēram, butilfluormetānu un kloormetānu. Ieviešot šo savienojumu, var mainīt zāļu molekulu ķīmiskās īpašības, tādējādi uzlabojot to šķīdību, stabilitāti, biopieejamību un citas īpašības. Tas palīdz uzlabot zāļu uzsūkšanās, izplatīšanās, vielmaiņas un izvadīšanas procesus organismā, tādējādi uzlabojot to efektivitāti un drošību. Šo savienojumu var izmantot arī, lai sintezētu pesticīdu produktus ar augstu efektivitāti, zemu toksicitāti un vides aizsardzības īpašībām.
Piemēram, to var izmantot, lai sintezētu herbicīdus, piemēram, fluazināmu un fluazināmu, kam ir būtiska ietekme uz platlapju nezālēm- un daudzgadīgajām nezālēm kviešu un kokvilnas laukos. Tā ieviešana var ievērojami uzlabot pesticīdu insekticīdu, baktericīdu vai herbicīdu darbību. Tajā pašā laikā tas var arī samazināt pesticīdu toksicitāti un līdz minimumam samazināt to kaitējumu videi un cilvēku veselībai.
Katalizatori un virsmaktīvās vielas
Šis savienojums var kalpot kā efektīvs katalizators asimetriskām Manniha tipa reakcijām. Šāda veida reakcijai ir liela nozīme organiskajā sintēzē, un to var izmantot, lai sintezētu savienojumus ar hirālām struktūrām. Tas var arī katalizēt Manniha tipa reakcijas ūdenī, nodrošinot jaunu organiskās sintēzes ceļu ūdens fāzē. Tas var arī katalizēt Diels Alder reakcijas, kas ir svarīgas cikloaddīcijas reakcijas, kuras var izmantot, lai sintezētu savienojumus ar cikliskām struktūrām. Plastmasas rūpniecībā šis savienojums var kalpot kā polimerizācijas reakciju katalizators, palielinot reakcijas ātrumu un polimerizācijas pakāpi, tādējādi uzlabojot plastmasas kvalitāti un iznākumu.
Un degvielas ražošanas procesā tas var kalpot kā katalizators esterifikācijai, dehidratācijai un citām reakcijām, uzlabojot ražošanas efektivitāti. Pateicoties tā unikālajai ķīmiskajai struktūrai, šim savienojumam ir lieliska virsmas aktivitāte noteiktās sistēmās. To var izmantot kā virsmaktīvo vielu, lai uzlabotu sistēmas izkliedējamību, stabilitāti un plūstamību. Lai gan virsmaktīvo vielu specifiskais pielietojums var atšķirties atkarībā no sistēmas, šīs vielas ieviešana parasti palīdz optimizēt sistēmas darbību.
Litija{0}}jonu akumulatoros šo savienojumu var izmantot kā alternatīvu elektrolīta sāli. Pateicoties lieliskajai jonu vadītspējai un ķīmiskajai stabilitātei, tas palīdz uzlabot litija -jonu akumulatoru veiktspēju. Konkrēti, elektrolīts var nodrošināt lielāku jonu migrācijas ātrumu un zemāku iekšējo pretestību, tādējādi palielinot akumulatora uzlādes un izlādes ātrumu un cikla stabilitāti. Turklāt tas var arī zināmā mērā nomākt akumulatora pašizlādes fenomenu, pagarinot akumulatora kalpošanas laiku. Papildus litija-jonu akumulatoriem to var izmantot arī kā elektrolītu citās elektroķīmiskās ierīcēs. Tikmēr, pateicoties tā augstajai ķīmiskajai stabilitātei un plašajam elektroķīmiskajam logam, tas zināmā mērā var uzlabot šo elektroķīmisko ierīču drošību un uzticamību.
Turklāt to var arī kombinēt ar citiem elektrolītu materiāliem, lai uzlabotu to veiktspēju, veicot modifikācijas. Piemēram, to var kombinēt ar tādiem materiāliem kā polimēri un neorganiskie sāļi, veidojot saliktus elektrolītus, tādējādi uzlabojot elektrolīta mehānisko izturību, termisko stabilitāti un jonu vadītspēju. Šim modificētajam elektrolīta materiālam ir plašākas pielietošanas iespējas elektroķīmiskās ierīcēs, piemēram, litija -jonu akumulatoros un superkondensatoros.
Ietekme uz vidi
Nātrija trifluormetānsulfonāts(NaOTf) ir stipri skābs sulfonskābes sāls ar molekulāro formulu CF ∝ SO ∝ Na un molekulmasu 172,05. Tās galvenajai funkcionālajai grupai trifluormetānsulfonātam (CF ∝ SO ∝⁻) ir spēcīgas elektronu izņemšanas un disociācijas spējas, un to plaši izmanto organiskajā sintēzē, elektroķīmiskās enerģijas uzglabāšanā, pesticīdu un farmaceitiskos starpproduktos un citās jomās. Tomēr tā ķīmiskā stabilitāte un augstā reaģētspēja ir radījusi bažas arī par vides riskiem.
Ūdens piesārņojums: no akūtas toksicitātes līdz hroniskiem ekoloģiskiem bojājumiem
Akūta toksiska iedarbība
NaOTf toksicitāte ūdens organismiem galvenokārt izriet no tā stiprā skābuma un fluorīda jonu (F⁻) izdalīšanās īpašībām. Eksperimentālie dati liecina, ka zebrafijas embriji: 96 stundu ekspozīcijas eksperimentā NaOTf vidējā letālā koncentrācija (LC ₅₀) bija 12,5 mg/l, kas izpaudās kā aizkavēta izšķilšanās, samazināts sirdsdarbības ātrums un aksiālās novirzes. Dafnijas: 48 stundu iedarbības eksperimentā pusefekta koncentrācija (EC ₅₀) bija 8,3 mg/l, galvenokārt kavējot motoriskās spējas un palielinot mirstības līmeni.
Tiešie bojājumi: CF ∝ SO ∝⁻ iznīcina ūdens organismu žaunu šūnu membrānu, izraisot nosmakšanu; F⁻ apvienojas ar kalcija joniem, veidojot kalcija fluorīdu (CaF₂), kas traucē nervu vadītspēju un muskuļu kontrakciju.
Netiešā ietekme: Skāba vide (pH<3) disrupts the water buffering system, inhibits algal photosynthesis, and triggers food chain disruption.
Hroniskas kumulatīvas sekas
Ilgstoša zemas koncentrācijas iedarbība (0,1-1 mg/l) var izraisīt hronisku toksicitāti ūdens organismiem:
Zivis: F⁻ uzkrāšanās kaulos izraisa fluorozi, kas izpaužas kā skeleta trauslums un aizkavēta augšana.
Bentiskie organismi: NaOTf adsorbējas uz nogulumiem un pa barības ķēdi tiek pārnests uz bezmugurkaulniekiem (piemēram, moskītu kāpuriem), kā rezultātā vairošanās ātrums samazinās par vairāk nekā 60%.
Augsnes ekoloģija: no mikrobu inhibīcijas līdz augu toksicitātei
Mikrobu kopienu nelīdzsvarotība
NaOTf toksicitātes slieksnis augsnes mikroorganismiem ir 50 mg/kg, galvenokārt ietekmējot nitrificējošās baktērijas un slāpekli fiksējošās baktērijas:
Nitrifikācijas inhibīcija: pie koncentrācijas 50 mg/kg amonjaku oksidējošo baktēriju aktivitāte samazinājās par 60%, izraisot augsnes slāpekļa aprites šķēršļus.
Azogenāzes inaktivācija: F⁻ saistās ar magnija joniem enzīma aktīvajā centrā, kā rezultātā par 40% samazinās rizobijas slāpekļa fiksācijas efektivitāte.
Remonta stratēģija:
Kaļķa (CaO) pievienošana var neitralizēt skābumu un fiksēt F⁻. Eksperimenti ir parādījuši, ka 5% CaO uzklāšana augsnei, kas piesārņota ar 100 mg/kg NaOTf, pēc 60 dienām var atjaunot mikrobu aktivitāti līdz 80% no kontroles līmeņa.
Augu augšanas traucējumi
NaOTf toksicitāte augiem izpaužas kā:
Sakņu attīstības obstrukcija: F⁻ inhibē citokinīna sintēzi, kā rezultātā Arabidopsis saknes garums samazinās par 30%.
Samazināta fotosintēzes efektivitāte: pie koncentrācijas 10 mg/kg hlorofila saturs kviešu lapās samazinājās par 25%, un neto fotosintēzes ātrums samazinājās par 18%.
Atmosfēras difūzija: sinerģisks nepastāvības un cieto daļiņu risks
Gaistošo organisko savienojumu (GOS) izdalīšanās
NaOTf can decompose under high temperature (>100 grādi) vai skābos apstākļos, lai iegūtu trifluormetānsulfonskābi (CF ∝ SO ∝ H) ar tvaika spiedienu 0,1 mmHg (25 grādi), kas var viegli iekļūt atmosfērā iztvaikošanas rezultātā. Modeļu prognozes liecina, ka neaizsargātas uzglabāšanas tvertnes noplūdes scenārijā 1 kg NaOTf 24 stundu laikā var izveidot piesārņojuma mākoni ar 50 metru rādiusu.
Daļiņu adsorbcija un transportēšana lielos attālumos
NaOTf var adsorbēties uz PM2.5 daļiņām un panākt starpreģionālu transportu, izmantojot atmosfēras cirkulāciju:
Sausās nostādināšanas efektivitāte: pie vēja ātruma 3 m/s NaOTf daļiņu nosēšanās ātrums ir 0,5 cm/s, un pusperiods ir 15 dienas.
Mitrās nogulsnēšanās risks: Skābie nokrišņi (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.
Nātrija trifluormetānsulfonāta un tradicionālo elektrolītu (piemēram, NaCl) salīdzinājums
Fizikālo un ķīmisko īpašību salīdzinājums
Šķīdība: NaCl: Tam ir ārkārtīgi augsta šķīdība ūdenī, apmēram 360 g / l 20 ° C temperatūrā, un tā šķīdība būtiski nemainās atkarībā no temperatūras. Tas padara NaCl par ideālu elektrolītu daudzās ūdens šķīdumu sistēmās, ļaujot viegli pagatavot dažādu koncentrāciju šķīdumus.
NaOTf: lai gan NaOTf ir salīdzinoši augsta šķīdība ūdenī, specifiskā vērtība var atšķirties atkarībā no temperatūras un šķīdinātāja. Vispārīgi runājot, tā organisko anjonu klātbūtnes dēļ NaOTf ir labāka šķīdība noteiktos organiskajos šķīdinātājos nekā NaCl, kas nodrošina iespēju to izmantot neūdens sistēmās.
Vadītspēja:NaCl: ūdens šķīdumos NaCl ir augsta vadītspēja, īpaši augstās koncentrācijās, kas var veidot efektīvus jonu vadīšanas ceļus. Tomēr, koncentrācijai vēl vairāk palielinoties, jonu pastiprinātās mijiedarbības dēļ vadītspēja var sasniegt maksimālo vērtību un pēc tam nedaudz samazināties.
NaOTf vadītspēja: NaOTf šķīdums arī uzrāda atkarību no koncentrācijas, taču OTf⁻ anjonu lielāka tilpuma un zemāka lādiņa blīvuma dēļ to vadītspēja tajā pašā koncentrācijā var būt nedaudz zemāka nekā NaCl. Tomēr noteiktos īpašos apstākļos, piemēram, izmantojot jauktus šķīdinātājus vai optimizējot šķīduma sastāvu, NaOTf vadītspēju var ievērojami uzlabot.
Viskozitāte un plūstamība:NaCl: NaCl ūdens šķīduma viskozitāte ir tuva tīra ūdens viskozitātei, un viskozitāte nedaudz mainās, palielinoties koncentrācijai, saglabājot labu plūstamību.
NaOTf: Lielāka OTf⁻ anjonu tilpuma dēļ NaOTf šķīduma viskozitāte var būt nedaudz augstāka nekā tādas pašas koncentrācijas NaCl šķīduma viskozitāte, īpaši augstās koncentrācijās. Tas var ietekmēt tā veiktspēju noteiktās lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augsta likviditāte.
Termiskā stabilitāte un ķīmiskā stabilitāte:NaCl: NaCl ir ārkārtīgi augsta termiskā un ķīmiskā stabilitāte, tas var saglabāt stabilitāti plašā temperatūru un pH diapazonā, un tas nav viegli sadalāms vai pakļauts ķīmiskām reakcijām.
NaOTf ir arī laba termiskā stabilitāte, taču tā sadalīšanās temperatūra var būt nedaudz zemāka par NaCl. Runājot par ķīmisko stabilitāti, NaOTf var būt jutīgāks pret noteiktiem spēcīgiem oksidētājiem vai reducētājiem, un izvēlei jābūt balstītai uz īpašiem lietošanas apstākļiem.
Pielietojuma jomu salīdzinājums
Akumulatoru tehnoloģija
NaCl: lai gan pats NaCl netiek tieši izmantots mūsdienu augstas veiktspējas{0}}baterijās, tā kā elektrolīta fundamentālajiem pētījumiem ir izšķiroša nozīme, lai izprastu jonu vadīšanas mehānismus. Turklāt NaCl šķīdumu dažkārt izmanto kā elektrolītu zemu -izmaksu un zemas veiktspējas akumulatoru sistēmām, piemēram, noteiktu veidu cinka gaisa akumulatoriem.
NaOTf: pateicoties lieliskajai šķīdībai, vadītspējai un stabilitātei organiskajos šķīdinātājos, NaOTf ir parādījis lielu potenciālu augstas veiktspējas enerģijas uzglabāšanas ierīcēs, piemēram, litija-jonu akumulatoros, nātrija jonu akumulatoros un superkondensatoros. Īpaši ne-ūdens akumulatoros, NaOTf kā atbalsta elektrolīts var ievērojami uzlabot akumulatora enerģijas blīvumu un cikla stabilitāti.
Biomedicīnas pētījumi
NaCl: NaCl ir galvenā fizioloģiskā šķīduma sastāvdaļa, un to plaši izmanto šūnu kultūrā, zāļu ievadīšanā un bufera sagatavošanā bioloģiskajos eksperimentos. Tā bioloģiskā saderība un stabilitāte padara to par standarta elektrolītu biomedicīnas jomā.
NaOTf: lai gan tā pielietojums biomedicīnas jomā ir salīdzinoši ierobežots, tā unikālās ķīmiskās īpašības padara to potenciāli vērtīgu noteiktos īpašos pētījumos. Piemēram, kā zondes molekulu vai marķieri to izmanto, lai pētītu lādiņu sadalījumu jonu kanālos vai šūnu membrānās. Tomēr, ņemot vērā nepilnīgo izpratni par OTf⁻ anjonu bioloģisko aktivitāti, to biomedicīnas pielietojumi ir rūpīgi jāizvērtē.
Elektroķīmiskā sintēze un katalīze
NaCl ir svarīga loma kā elektrolīts elektroķīmiskajā sintēzē, piemēram, hlora un ūdeņraža ražošanā hlora sārmu rūpniecībā. Tā zemās izmaksas un vieglā pieejamība padara to par ideālu izvēli liela mēroga{1}}rūpnieciskiem lietojumiem.
NaOTf: Pateicoties savām izcilajām elektroķīmiskajām īpašībām, NaOTf ir piesaistījis uzmanību organiskās elektrosintēzes un katalīzes jomās. Tas var veicināt sarežģītu organisko molekulu elektroķīmisko pārveidi, uzlabot reakcijas selektivitāti un efektivitāti. Turklāt NaOTf var izmantot arī kā jonu šķidrumu vai dziļo eitektisko šķīdinātāju sastāvdaļu zaļajai ķīmijai un ilgtspējīgas attīstības tehnoloģijām.
Nātrija trifluormetānsulfonāts ir daudzpusīgs ķīmisks savienojums ar plašu pielietojumu organiskajā sintēzē, elektroķīmijā un analītiskajā ķīmijā. Tā unikālās fizikālās un ķīmiskās īpašības, piemēram, augstā šķīdība, konjugētās skābes stiprs skābums un izcila stabilitāte, padara to par vērtīgu reaģentu un elektrolītu dažādos rūpniecības un pētniecības procesos. Tomēr ir svarīgi apzināties tā iespējamos apdraudējumus un veikt atbilstošus drošības pasākumus, strādājot ar savienojumu un uzglabājot to. Izprotot tā īpašības un pielietojumu, mēs varam maksimāli izmantot nātrija trifluormetānsulfonātu, vienlaikus samazinot tā negatīvo ietekmi uz cilvēku veselību un vidi.
Populāri tagi: nātrija trifluormetānasulfonāts cas 2926-30-9, piegādātāji, ražotāji, rūpnīca, vairumtirdzniecība, pirkt, cena, vairumā, pārdošanai