Acido trifluoroacetico

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Acido trifluoroacetico
Trifluoro acetic acid 1ml.jpg
Trifluoroacetic-acid-3D-vdW.png
Trifluoroacetic acid.svg
Nomi alternativi
TFA
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare CF3COOH
Massa molecolare (u) 114,02 g/mol
Aspetto liquido incolore
Numero CAS 76-05-1
Numero EINECS 200-929-3
PubChem 6422
SMILES C(=O)(C(F)(F)F)O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 1,489 g/ml (20 °C)
Costante di dissociazione acida (pKa) a 293 K -0,25
Solubilità in acqua (20 °C) completamente solubile
Temperatura di fusione −15,4 °C (257.8 K)
Temperatura di ebollizione 72,4 °C (345.5 K) (1013 hPa)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
corrosivo
pericolo
Frasi H 332 - 314‐ - 412
Consigli P 260 - 273 - 280 - 303+361+353 - 305+351+338 - 312 [1]

L'acido trifluoroacetico (o TFA) è un derivato fluorurato dell'acido acetico, che a temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore dall'odore pungente d'aceto. È un composto nocivo, corrosivo, pericoloso per l'ambiente.

Preparazione[modifica | modifica wikitesto]

Il TFA viene preparato industrialmente dalla elettrofluorinazione di cloruro di acetile ed anidride acetica, seguita da idrolisi del trifluoroacetilcloruro risultante:[2]

CH3COCl + 4 HF → CF3COF + 3 H2 + HCl
CF3COF + H2O → CF3COOH + HF

Una vecchia via di sintesi del TFA procedeva attraverso l'ossidazione del 1,1,1-trifluoro-2,3,3-tricloropropene con permanganato di potassio. Il trifluorotricloropropene può essere preparato mediante la fluorurazione di Swarts dell'esacloropropene.

In ogni caso può essee reso "dry" (anidro) per trattamento con anidride trifluoroacetica (TFAA).[3]

Acidità e usi[modifica | modifica wikitesto]

È un acido carbossilico forte come un acido minerale. La sua pKa (-0,25) è inferiore a quella dell'acido acetico di ben 5 ordini di grandezza; di conseguenza l'acido, in acqua, esiste solo in forma completamente dissociata. Questo fenomeno è dovuto alla forte stabilizzazione della carica negativa dell'anione trifluoroacetato operata dall'effetto induttivo esercitato dai tre atomi di fluoro (gli atomi più elettronegativi della tavola periodica).

Il TFA è il precursore di molti altri composti fluorurati come la anidride trifluoroacetica ed il 2,2,2-trifluoroetanolo.[2] È un reagente usato nella sintesi organica grazie ad una combinazione di proprietà convenienti: volatilità, solubilità in molti solventi organici, e la sua forza come un acido. Il TFA è anche meno ossidante dell'acido solforico, ma più facilmente disponibile in forma anidra rispetto a molti altri acidi. Una complicazione al suo utilizzo è che esso forma un azeotropo con l'acqua (p.eb. a 105 °C).

Il TFA è comunemente usato come acido forte nella sintesi di peptidi e in sintesi organica per rimuovere il gruppo protettivo t-butossicarbonile (BOC).[4][5]

Ad una bassa concentrazione, il TFA viene utilizzato come agente di accoppiamento ionico in cromatografia liquida (HPLC) di composti organici, in particolare peptidi e piccole proteine. Il TFA è un solvente versatile per spettroscopia NMR (per materiali stabili in acido), ed è anche usato come calibrante in spettrometria di massa data la sua volatilità.[6]

Esso viene anche utilizzato per produrre sali trifluoroacetato per reazione con una base.[7]

Pericolosità[modifica | modifica wikitesto]

L'acido trifluoroacetico è un acido corrosivo, ma non pone i rischi associati all'acido fluoridrico perché il legame carbonio-fluoro non è labile, ergo non rilascia facilmente ioni floruro. Solo se riscaldati o trattati con onde ultrasoniche si decompone dando acido fluoridrico. Il TFA è nocivo se inalato, provoca gravi ustioni cutanee ed è tossico per gli organismi acquatici anche a basse concentrazioni.

La reazione di TFA con basi e metalli, in particolare metalli leggeri, è fortemente esotermica. La reazione con litio alluminio idruro (LiAlH) provoca un'esplosione.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ scheda dell'acido trifluoroacetico su IFA-GESTIS
  2. ^ a b (EN) Günter Siegemund, Werner Schwertfeger e Andrew Feiring, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 1° gennaio 2000, DOI:10.1002/14356007.a11_349, ISBN 9783527306732. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  3. ^ Wilfred L. F. Armarego e Christina Li Lin Chai, Purification of Laboratory Chemicals (Sixth Edition), in Purification of Laboratory Chemicals (Sixth Edition), Butterworth-Heinemann, 1° gennaio 2009, pp. 88–444, DOI:10.1016/b978-1-85617-567-8.50012-3, ISBN 9781856175678. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  4. ^ (EN) Behrend F. Lundt, Nils L. Johansen e Aage Vølund, REMOVAL OF t-BUTYL AND t-BUTOXYCARBONYL PROTECTING GROUPS WITH TRIFLUOROACETIC ACID, in International Journal of Peptide and Protein Research, vol. 12, nº 5, 1° novembre 1978, pp. 258–268, DOI:10.1111/j.1399-3011.1978.tb02896.x. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  5. ^ (EN) Vommina V. Sureshbabu e Narasimhamurthy Narendra, Amino Acids, Peptides and Proteins in Organic Chemistry, in Amino Acids, Peptides and Proteins in Organic Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 1° gennaio 2011, pp. 1–97, DOI:10.1002/9783527631827.ch1, ISBN 9783527631827. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  6. ^ Steven J. Stout e Adrian R. DaCunha, Tuning and calibration in thermospray liquid chromatography/mass spectrometry using trifluoroacetic acid cluster ions, in Analytical Chemistry, vol. 61, nº 18, 1° settembre 1989, pp. 2126–2128, DOI:10.1021/ac00193a027. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  7. ^ (EN) O. Castaño, A. Cavallaro e A. Palau, High quality YBa 2 Cu 3 O 7 thin films grown by trifluoroacetates metalorganic deposition, in Superconductor Science and Technology, vol. 16, nº 1, 1° gennaio 2003, pp. 45, DOI:10.1088/0953-2048/16/1/309. URL consultato il 18 dicembre 2016.
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