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
Numero EINECS 206-397-9
PubChem 9554
SMILES C(=O)(C(C(C(C(C(C(C(F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)O
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 wikitesto]

Il PFOA viene sintetizzato industrialmente secondo due vie:

Fluorurazione Elettrochimica[modifica | modifica wikitesto]

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)6C(O)F + H2O → HF + CF3(CF2)6C(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 wikitesto]

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 wikitesto]

L'acido perfluoroottanoico veniva usato come rivestimento 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'incisione 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]

Sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

L'acido perfluoroottanoico (PFOA o C8) è stato collegato al cancro, malattie della tiroide, colite ulcerosa e colesterolo alto[14], riportato anche in un recente studio dell'EPA. Sotto forma di sale di ammonio,[15] è usato come tensioattivo nella polimerizzazione in emulsione del PTFE,[10][11] ed è stato rilevato in alcuni prodotti contenenti PTFE. [16][17] I livelli che sono stati misurati nelle pentole antiaderenti variano da non rilevabile fino a 75 parti per miliardo[17] [18] Questi valori sono inferiori rispetto a quelli in prodotti di PTFE come il nastro sigillante (con 1800 parti per miliardo (1,8 parti per milione) di PFOA rilevato) perché le pentole antiaderenti sono riscaldate al fine di volatilizzare il PFOA[16]

Uno studio di DuPont sul Teflon PTFE non ha rilevato alcun PFOA di sopra del loro limite di rivelabilità di 9 parti per miliardo,[19] e DuPont dice che il PFOA è assente nelle pentole col Teflon[20] Uno studio del 2009 condotto dall'EPA ha trovato livelli di PFOA in pentole antiaderenti oscillanti tra il “non rilevato” (con un limite di rivelabilità di 1,5 parti per miliardo) e 4,3 parti per miliardo[17] DuPont dice che non ci dovrebbero essere quantità misurabili su una padella a condizione che sia stata adeguatamente reticolata.[21] Sebbene il PFOA è stato individuato nell'ordine delle poche parti per miliardo gamma nel sangue delle persone,[22] l'esposizione da pentole antiaderenti è ritenuto non significativo[23][24], rispetto alla commercializzazione di altri prodotti. Tuttavia, a temperature ben superiori a quelle incontrate in cucina,[25] la pirolisi del PTFE può formare piccole quantità di PFOA.[26][27]

Nel gennaio 2006, DuPont, l'unica azienda che produce PFOA negli Stati Uniti, ha accettato di eliminare le emissioni della sostanza chimica dai suoi impianti di produzione entro il 2015,[28] ma non ha preso impegni per la completa eliminazione dell'uso della sostanza. Nella polimerizzazione in emulsione del PTFE, la Dyneon, consociata di 3M, ha sviluppato un emulsionante sostitutivo[29] nonostante DuPont affermi che il PFOA è un "coadiuvante del processo essenziale".[30] A partire da agosto 2008, la posizione dell'EPA era che "non dispone di informazioni che pongano in allarme circa l'uso di routine di articoli casalinghi o altri prodotti utilizzanti fluoropolimeri, come pentole antiaderenti o indumenti per il maltempo."[31]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  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, giugno 2008. URL consultato il 2 dicembre 2008.
  6. ^ PFOA in Norway TA-2354/2007 (PDF), 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. ^ a b Martha Sandy, Petition for Expedited CIC Consideration of Perfluorooctanic Acid (PFOA) (PDF), 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. ^ a b Lau C, Anitole K, Hodes C, Lai D, Pfahles-Hutchens A, Seed J, Perfluoroalkyl acids: a review of monitoring and toxicological findings (PDF), 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.
  14. ^ C8 Science Panel, C8 Probable Link Reports, c8sciencepanel.org. URL consultato il 1º novembre 2012.
  15. ^ "Substance flow analysis for Switzerland ", (UW-0922-E), pp.40–41, 2009-12-03, 1787 kB, Swiss Federal Office for the Environment, Retrieved 8 April 2008
  16. ^ a b PFOA in Norway TA-2354/2007 (PDF), Norwegian Pollution Control Authority, 2007, p. 18. URL consultato il 29 agosto 2009.
  17. ^ a b c Guo Z, Liu X, Krebs KA (March 2009). Perfluorocarboxylic Acid Content in 116 Articles of Commerce (PDF), USEPA, p. 40.
  18. ^ Begley TH, White K, Honigfort P, Twaroski ML, Neches R, Walker RA, Perfluorochemicals: potential sources of and migration from food packaging, in Food Addit. Contam., vol. 22, nº 10, 2005, pp. 1023–31, DOI:10.1080/02652030500183474, PMID 16227186.
  19. ^ Powley CR, Michalczyk MJ, Kaiser MA, Buxton LW, Determination of perfluorooctanoic acid (PFOA) extractable from the surface of commercial cookware under simulated cooking conditions by LC/MS/MS, in Analyst, vol. 130, nº 9, 2005, pp. 1299–302, Bibcode:2005Ana...130.1299P, DOI:10.1039/b505377c, PMID 16096677.
  20. ^ Teflon firm faces fresh lawsuit, in BBC News, 19 luglio 2005. URL consultato il 24 gennaio 2009.
  21. ^ About Teflon, DuPont. URL consultato il 9 febbraio 2010 (archiviato dall'url originale il 29 febbraio 2008).
  22. ^ Houde M, Martin JW, Letcher RJ, Solomon KR, Muir DC, Biological monitoring of polyfluoroalkyl substances: A review, in Environ. Sci. Technol., vol. 40, nº 11, 2006, pp. 3463–73, DOI:10.1021/es052580b, PMID 16786681. Supporting Information (PDF).
  23. ^ Trudel D, Horowitz L, Wormuth M, Scheringer M, Cousins IT, Hungerbühler K, Estimating consumer exposure to PFOS and PFOA, in Risk Anal., vol. 28, nº 2, 2008, pp. 251–69, DOI:10.1111/j.1539-6924.2008.01017.x, PMID 18419647.
  24. ^ Nonstick pans: Nonstick coating risks, su Consumer Reports. URL consultato il 4 luglio 2009.
  25. ^ "Cooking up a storm in a frying pan ", Royal Society of Chemistry, Chemistry World, September 2005, Retrieved 8 April 2010
  26. ^ Ellis DA, Mabury SA, Martin JW, Muir DC, Thermolysis of fluoropolymers as a potential source of halogenated organic acids in the environment, in Nature, vol. 412, nº 6844, 2001, pp. 321–4, DOI:10.1038/35085548, PMID 11460160.
  27. ^ Ellis DA, Martin JW, Muir DC, Mabury SA, The use of 19F NMR and mass spectrometry for the elucidation of novel fluorinated acids and atmospheric fluoroacid precursors evolved in the thermolysis of fluoropolymers, in Analyst, vol. 128, nº 6, 2003, pp. 756–64, Bibcode:2003Ana...128..756E, DOI:10.1039/b212658c, PMID 12866900.
  28. ^ Juliet Eilperin, Harmful PTFE chemical to be eliminated by 2015, in Washington Post, 26 gennaio 2006. URL consultato il 10 settembre 2006.
  29. ^ Michael McCoy, Dyneon Phasing Out Perfluorooctanoate, in Chemical & Engineering News, vol. 86, nº 46, 2008, p. 26, DOI:10.1021/cen-v086n033.p026.
  30. ^ Learn More About DuPont Teflon, DuPont. URL consultato il 16 maggio 2009.
  31. ^ Failure to Report Chemical Risks Can Result in Major Fines, EPA Office of Civil Enforcement (PDF), Environmental Protection Agency, 2008-08. URL consultato il 19 gennaio 2009.
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