Acido perfluoroottanoico

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Acido perfluoroottanoico
Perfluorooctanoic acid.png
Nome IUPAC
Acido Pentadecafluoroottanoico
Nomi alternativi
PFOA, C8, perfluorootanoato, acido perfluorocaprilico, FC-143, PFO
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C8HF15O2
Massa molecolare (u) 414.07 g/mol
Aspetto Fiocchi Incolori
Numero CAS [335-67-1]
Proprietà chimico-fisiche
Temperatura di fusione 56 °C (329 K)
Temperatura di ebollizione 189 °C (462 K)
Indicazioni di sicurezza
TLV (ppm) 0.005 mg/m³ (MAK)
Simboli di rischio chimico
Corrosivo
Frasi R R22 R34 R52/53
Frasi S S26 S36/37/39 S45

L'acido perfluoroottanoico (PFOA)[1] è un acido carbossilico di sintesi. Il suo sale, il perfluoroottanoato viene usato come tensioattivo nella polimerizzazione in emulsione per la produzione di polimeri fluorurati.

Sintesi[modifica | modifica sorgente]

Il PFOA viene sintetizzato industrialmente secondo due vie:

Fluorurazione Elettrochimica[modifica | modifica sorgente]

La reazione di fluorurazione elettrochimica parte dall'ottanoato cloruro, il quale viene ottenuto per reazione fra l'acido ottanoico (CH3(CH2)6C(O)OH) e un agente clorurante quale il tricloruro di fosforo

3 CH3(CH2)6C(O)OH + PCl3 → 3 CH3(CH2)6C(O)Cl + H3PO3

La fluorurazione produce un intermedio, il perfluoro-ottanoil fluoruro( C8F16O)

H(CH2)7C(O)Cl + 17 HF → H(CH2)7C(O)F + C7H16 + 2 C8F16O + HCl + H2

Questo acil fluoruro viene idrolizzato ad acido perfluoroottanoico (CF3(CF2)7C(O)OH) rigenerando l'acido fluoridrico di partenza

CF3(CF2)7C(O)F + H2O → HF + CF3(CF2)7C(O)OH

La resa della fluorurazione elettrochimica nell'acil fluoruro è pari a circa il 10% - 15%[5]. Il rimanente 85% dei prodotti è rappresentato da perfluorocarburi, eteri ciclici e isomeri[2] Il PFOA ottenuto seguendo questo percorso sintetico è composto per il 78% dall'isomero lineare, 13% da isomero terminale ramificato e per il 9% da isomero ramificato su di un punto casuale della catena fluorurata

Telomerizzazione[modifica | modifica sorgente]

La telomerizzazione fra Iodo-perfluoro-etano e Tetrafluoroetilene consente, a patto di riuscire a fermare la reazione al telomero voluto, di ottenere una resa più elevata rispetto alla tecnica ECF.

C2F5I + 3 C2F4 → C2F5(C2F4)3I

Il telomero iodurato viene successivamente ossidato da triossido di zolfo e idrolizzato per formare il PFOA.[2]. Nelle condizioni di reazione si formano solamente telomeri con catene lineari costituite da un numero pari di atomi di carbonio.

Applicazioni[modifica | modifica sorgente]

L'acido perfluoroottanoico veniva usato come coating impermeabilizzante per tessuti, pellame, carta[6] e nella cera per pavimenti[7] in quanto dà alle superfici trattate proprietà di oleorepellenza e idrofobicità. Veniva inoltre usato nell'etching del vetro[4], come schiuma negli estintori ,[3][8] e per l'impermeabilizzazione dell'abbigliamento sportivo (nomex, gore-tex).[9]

Il suo sale perfluoroottanoato viene usato industrialmente nella polimerizzazione in emulsione per la produzione di polimeri perfluorurati.[10][11] Tuttavia verrà rimpiazzato a breve con altri tensioattivi.[12][13]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ ICSC:NENG1613 International Chemical Safety Cards (WHO/IPCS/ILO) | CDC/NIOSH
  2. ^ a b c d P Savu, Fluorinated Higher Carboxylic Acids in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Terminology, John Wiley & Sons, Inc, 1994, DOI:10.1002/0471238961.0612211519012221.a01.
  3. ^ a b Prevedouros K, Cousins IT, Buck RC, Korzeniowski SH, Sources, fate and transport of perfluorocarboxylates in Environ. Sci. Technol., vol. 40, nº 1, gennaio 2006, pp. 32–44, DOI:10.1021/es0512475, PMID 16433330.
  4. ^ a b HJ Lehmler, Synthesis of environmentally relevant fluorinated surfactants—a review in Chemosphere, vol. 58, nº 11, marzo 2005, pp. 1471–96, DOI:10.1016/j.chemosphere.2004.11.078, PMC 2587313, PMID 15694468.
  5. ^ Helen Goeden, Issues and Needs for PFAA Exposure and Health Research: A State Perspective (PDF), PFAA Days II, Minnesota Department of Health, U.S. EPA - Research Triangle Park, June 2008. URL consultato il 2 dicembre 2008.
  6. ^ PFOA in Norway TA-2354/2007, Norwegian Pollution Control Authority, 2007, p. 6. URL consultato il 6 aprile 2009.
  7. ^ Ylinen M, Hanhijärvi H, Peura P, Rämö O, Quantitative gas chromatographic determination of perfluorooctanoic acid as the benzyl ester in plasma and urine in Arch. Environ. Contam. Toxicol., vol. 14, nº 6, novembre 1985, pp. 713–7, DOI:10.1007/BF01055778, PMID 4073944.
  8. ^ Information on PFOA, DuPont. URL consultato il 23 maggio 2009.
  9. ^ Lucy Siegle, Do environmentally friendly outdoor jackets exist? in The Observer (London), 11 ottobre 2009. URL consultato il 25 ottobre 2009.
  10. ^ Martha Sandy, Petition for Expedited CIC Consideration of Perfluorooctanic Acid (PFOA), The State of California, Office of Environmental Health Hazard Assessment, Cancer Toxicology and Epidemiology Section, Reproductive and Cancer Hazard Assessment Branch. URL consultato il 27 settembre 2008.
  11. ^ Lau C, Anitole K, Hodes C, Lai D, Pfahles-Hutchens A, Seed J, Perfluoroalkyl acids: a review of monitoring and toxicological findings in Toxicol. Sci., vol. 99, nº 2, ottobre 2007, pp. 366–94, DOI:10.1093/toxsci/kfm128, PMID 17519394.
  12. ^ Michael McCoy, Dyneon Phasing Out Perfluorooctanoate in Chemical & Engineering News, vol. 86, nº 46, novembre 2008, p. 26, DOI:10.1021/cen-v086n033.p026.
  13. ^ Learn More About DuPont Teflon, DuPont. URL consultato il 16 maggio 2009.
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