Perfluoroktansulfonylfluorid
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-heptadekafluoroktan-1-sulfonylfluorid |
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| Förkortningar | POSF, PFOSF |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.005.638 |
| EG-nummer |
|
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C 8 F 18 O 2 S | |
| Molar massa | 502,12 g/mol |
| Kokpunkt | 154 °C (309 °F; 427 K) |
| Besläktade föreningar | |
|
Besläktade föreningar
|
Perfluoroktansulfonsyra (PFOS), perfluoroktansulfonamid (PFOSA), perfluoroktansyra (PFOA), perfluorbutansulfonsyra (PFBS) |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Perfluoroktansulfonylfluorid ( POSF ) är en syntetisk perfluorerad förening med en funktionell sulfonylfluoridgrupp . Det används för att göra perfluoroktansulfonsyra (PFOS) och PFOS-baserade föreningar. Dessa föreningar har en mängd olika industriella och konsumentanvändningar, men POSF-härledda ämnen bryts slutligen ned till PFOS.
På grund av miljöhänsyn över PFOS, upphörde 3M att använda POSF 2002 och den globala produktionen rasade. Den kinesiska produktionen växte dock efter 3M:s avveckling. Från och med maj 2009 är POSF och PFOS listade som persistenta organiska föroreningar (POP) som ingår i bilaga B till Stockholmskonventionen .
Syntes
POSF syntetiseras genom elektrokemisk fluorering av oktansulfonylfluorid i vattenfri vätefluorid enligt ekvationen :
- C8H17SO2F + 17 F - → C8F17SO2F + 17 H + + 34 e- . _ _ _ _
Denna reaktion resulterar i ett utbyte på 25 % för POSF, mindre än det för kortare perfluorsulfonylfluorider. Den erhållna POSF är oren eftersom den är en blandning av linjära och grenade isomerer , med ~70% linjär. POSF kan också erhållas med ECF av sulfonylhalogeniden oktansulfonylklorid.
Produktion
1949 började 3M producera POSF genom elektrokemisk fluorering (ECF). Från 1966 till 1990-talet ökade 3M-produktionen för att möta efterfrågan på POSF-baserade föreningar. 1999 rapporterade 3M att POSF var den mest producerade fluorkemikalien. Före 2000 var 3M den största globala tillverkaren av POSF (främst vid deras anläggningar i Decatur, AL och Antwerpen ) och den globala produktionen nådde en topp på ~4500 ton per år.
1999 började US Environmental Protection Agency undersöka perfluorerade föreningar efter att ha fått data om den globala distributionen och toxiciteten av PFOS, nyckelingrediensen i Scotchgard . Av dessa skäl, och USEPA-trycket, tillkännagav den primära amerikanska tillverkaren av PFOS, 3M, i maj 2000 avvecklingen av produktionen av PFOS, PFOA och PFOS-relaterade produkter. 3M uppgav att de skulle ha fattat samma beslut oavsett USEPA-tryck.
Omedelbart efter 3M-fasningen 2000–2002 rasade produktionen, men den dominerande och växande produktionen flyttades till Kina. Under 2004 uppskattades den kinesiska produktionen av PFOS-baserade föreningar till <50 ton . År 2005 uppskattades den globala produktionen till mellan 73 och 162 ton, och 2006 uppskattades den kinesiska produktionen till >200 ton. Den totala historiska globala produktionen uppskattades till ~120 000 ton 2009.
De flesta, om inte alla industriellt syntetiserade perfluoroktansulfonylderivat, såsom PFOS, har POSF som sin prekursor.
Reaktivitet
POSF och POSF-baserade polymerer bryts ned för att bilda PFOS som inte är känt att brytas ned av några miljöprocesser. POSF- hydrolys i vatten sker emellertid långsamt.
POSF reagerar med baser som kaliumhydroxid för att bilda PFOS-salter:
- C 8 F 17 SO 2 F + KOH → C 8 F 17 O 2 SO 3 − K + .
Vid behandling med svavelsyra erhålls sulfonsyran PFOS- tetrahydrat .
POSF reagerar också med ammoniak för att bilda perfluoroktansulfonamid :
- C8F17SO2F + NH3 → C8F17O2SNH2 . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Sulfonamider och sulfonamidoetanoler syntetiserade från POSF kan i sin tur reagera och bilda en mängd olika funktionella grupper för olika applikationer och produkter.
Används
På grund av multipla kol-fluorbindningar har POSF-derivat kemiska egenskaper som är hydrofoba ("vattenrädda"), lipofoba ("fetträdda") och ytspänningssänkande (som fluorsurfaktanter ). De huvudsakliga användningsområdena för kemiska ämnen som härrör från POSF har varit:
- som fläck- och smutsavvisande medel för mattor;
- som vattenavvisande medel för kläder;
- som fett- och oljeavvisande medel i livsmedelsförpackningar ;
- som specialtillämpningar såsom halvledartillverkning och hydraulvätskor för flygplan; och
- i vattenhaltigt filmbildande skum (brandsläckningsskum) som fluortensider.
Stockholmskonventionen listar en mängd acceptabla syften och specifika undantag för POSF och PFOS (och dess salter) inklusive
- foto-avbildning;
- fotoresist- och antireflekterande beläggningar för halvledare ;
- etsningsmedel för sammansatta halvledare och keramiska filter;
- flyghydraulikvätskor;
- metallplätering (hårdmetallplätering) endast i slutna system;
- vissa medicinska anordningar (såsom eten-tetrafluoretylen -sampolymer (ETFE)-skikt och radioopak ETFE-produktion, medicinsk utrustning för in vitro-diagnostik och CCD-färgfilter);
- brandsläckningsskum;
- insektsbeten för bekämpning av lövskärande myror från Atta spp. och Acromyrmex spp.;
- fotomasker inom halvledar- och LCD -industrin;
- metallplätering (hårdmetallplätering);
- metallplätering (dekorativ plätering);
- elektriska och elektroniska delar till vissa färgskrivare och färgkopieringsmaskiner;
- insekticider för kontroll av röda importerade eldmyror och termiter;
- kemiskt driven oljeproduktion;
- mattor;
- läder och kläder;
- textilier och klädsel;
- papper och förpackningar;
- beläggningar och beläggningstillsatser; och
- gummi och plast.
Internationell status
Vid den fjärde partskonferensen satte beslut SC-4/17 POSF, tillsammans med PFOS, in i Stockholmskonventionen om långlivade organiska föroreningar (bilaga B) i maj 2009. Som sådan är POSF inte "förbjuden" utan har godkända användningsområden och undantag – tillsammans med ett program (SC-4/19) i bilaga B som uppmuntrar minskad produktion.
Miljöhänsyn
POSF-nedbrytningsprodukten, PFOS, är den dominerande perfluorerade föreningen som påvisats i bioövervakningsstudier , där koncentrationer som har upptäckts anses tillräckliga för att "ändra hälsoparametrar".