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fluoroformo

El fluoroformo o trifluorometano es el compuesto químico de fórmula CHF 3 . Es un hidrofluorocarbono además de formar parte de las haloformas , una clase de compuestos de fórmula CHX 3 (X = halógeno ) con simetría C 3v . El fluoroformo se utiliza en diversas aplicaciones en síntesis orgánica . No agota la capa de ozono pero sí es un gas de efecto invernadero . [2]

Síntesis

Se producen industrialmente unos 20 millones de kg al año como subproducto y precursor de la fabricación de teflón . [2] Se produce por reacción del cloroformo con HF : [3]

CHCl 3 + 3 HF → CHF 3 + 3 HCl

También se genera biológicamente en pequeñas cantidades, aparentemente por descarboxilación del ácido trifluoroacético . [4]

Histórico

El fluoroformo fue obtenido por primera vez por Maurice Meslans en la violenta reacción del yodoformo con fluoruro de plata seco en 1894. [5] Otto Ruff mejoró la reacción sustituyendo el fluoruro de plata por una mezcla de fluoruro de mercurio y fluoruro de calcio . [6] La reacción de intercambio funciona con yodoformo y bromoformo , y el intercambio de los dos primeros átomos de halógeno por flúor es vigoroso. Al cambiar a un proceso de dos pasos, primero formando un bromodifluorometano en la reacción de trifluoruro de antimonio con bromoformo y terminando la reacción con fluoruro de mercurio, Henne encontró el primer método de síntesis eficiente. [6]

Aplicaciones industriales

El CHF 3 se utiliza en la industria de semiconductores para el grabado con plasma de óxido de silicio y nitruro de silicio . Conocido como R-23 o HFC-23, también era un refrigerante útil , a veces como sustituto del clorotrifluorometano (CFC-13) y es un subproducto de su fabricación.

Cuando se utiliza como extintor de incendios, el fluoroformo lleva el nombre comercial de DuPont , FE-13. Se recomienda CHF 3 para esta aplicación debido a su baja toxicidad, su baja reactividad y su alta densidad. El HFC-23 se ha utilizado en el pasado como sustituto del halón 1301 (CFC-13B1) en sistemas de extinción de incendios como agente de extinción de incendios gaseoso de inundación total .

Química Orgánica

El fluoroformo es débilmente ácido con un pKa = 25-28 y bastante inerte. El intento de desprotonación da como resultado la defluoración para generar F - y difluorocarbeno ( CF 2 ). Se han desarrollado algunos compuestos organocobre y organocadmio como reactivos de trifluorometilación. [7]

El fluoroformo es un precursor del reactivo de Ruppert-Prakash CF 3 Si(CH 3 ) 3 , que es una fuente del CF nucleofílico−3anión. [8] [9]

Gases de efecto invernadero

HFC-23 medido por el Experimento Avanzado de Gases Atmosféricos Globales (AGAGE) en la atmósfera inferior ( tropósfera ) en estaciones de todo el mundo. Las abundancias se dan como fracciones molares medias mensuales libres de contaminación en partes por billón .
Concentración atmosférica de HFC-23 frente a gases similares fabricados por el hombre (gráfico derecho), escala logarítmica.

El CHF 3 es un potente gas de efecto invernadero . Una tonelada de HFC-23 en la atmósfera tiene el mismo efecto que 11.700 toneladas de dióxido de carbono. Esta equivalencia, también llamada potencial de calentamiento global a 100 años , es ligeramente mayor: 14.800 para el HFC-23. [10] La vida atmosférica es de 270 años. [10]

El HFC-23 fue el HFC más abundante en la atmósfera mundial hasta alrededor de 2001, cuando la concentración media mundial de HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroetano), el producto químico que ahora se utiliza ampliamente en los acondicionadores de aire de los automóviles, superó las de HFC-23. En el pasado, las emisiones mundiales de HFC-23 han estado dominadas por la producción y liberación inadvertidas durante la fabricación del refrigerante HCFC-22 (clorodifluorometano).

Entre los años 1990 y 2000 se registraron reducciones sustanciales de las emisiones de HFC-23 en los países desarrollados: de 6 a 8 Gg/año en el decenio de 1990 a 2,8 Gg/año en 2007. [11]

El Mecanismo de Desarrollo Limpio de la CMNUCC proporcionó financiación y facilitó la destrucción del HFC-23 .

Los países en desarrollo se han convertido en los mayores productores de HCFC-23 en los últimos años, según datos compilados por la Secretaría del Ozono de la Organización Meteorológica Mundial. [12] [13] [14] Las emisiones de todos los HFC están incluidas en el Protocolo de Kioto de la CMNUCC. Para mitigar su impacto, el CHF 3 puede destruirse con tecnologías de arco de plasma eléctrico o mediante incineración a alta temperatura. [15]

Propiedades físicas adicionales

Referencias

  1. ^ GHS: GESTIS 038260
  2. ^ ab ShivaKumar Kyasa (2015). "Fluoroformo (CHF3)". Synlett . 26 (13): 1911-1912. doi : 10.1055/s-0034-1380924 .
  3. ^ G. Siegemund; W. Schwertfeger; A. Feiring; B. Inteligente; F. Behr; H. Vogel; B. McKusick (2005). "Compuestos de flúor orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a11_349. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ Kirschner, E., Noticias de ingeniería y química 1994, 8.
  5. ^ Meslans MM (1894). "Recherches sur quelques fluorures organiques de la série Grasse". Annales de chimie et de physique . 7 (1): 346–423.
  6. ^ ab Henne AL (1937). "Fluoroformo". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 59 (7): 1200–1202. doi :10.1021/ja01286a012.
  7. ^ Zanardi, Alejandro; Novikov, Maxim A.; Martín, Eddy; Benet-Buchholz, Jordi; Grushin, Vladimir V. (28 de diciembre de 2011). "Curación directa de fluoroformo". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 133 (51): 20901–20913. doi :10.1021/ja2081026. ISSN  0002-7863. PMID  22136628.
  8. ^ Rozen, S.; Hagooly, A. "Fluoroformo" en Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, Nueva York. doi :10.1002/047084289X.rn00522
  9. ^ Prakash, GK Surya; Jog, Parag V.; Batamack, Patrice TD; Olah, George A. (7 de diciembre de 2012). "Domesticación del fluoroformo: trifluorometilación nucleófila directa de centros Si, B, S y C". Ciencia . 338 (6112): 1324-1327. Código Bib : 2012 Ciencia... 338.1324P. doi : 10.1126/ciencia.1227859. ISSN  0036-8075. PMID  23224551. S2CID  206544170.
  10. ^ ab Forster, P.; V. Ramaswamy; P. Artaxo; T. Berntsen; R. Betts; DW Fahey; J. Haywood; J. Lean; DC Lowe; G. Myhre; J. Nganga; R. Prinn; G. Raga; M. Schulz y R. Van Dorland (2007). "Cambios en los constituyentes atmosféricos y en el forzamiento radiativo". (PDF) . Cambio climático 2007: la base de la ciencia física. Contribución del Grupo de Trabajo I al Cuarto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático .
  11. ^ Montzka, SA; Kuijpers, L.; Batalla, MO; Aydin, M.; Verhulst, KR; Saltzman, ES; Fahey, DW (2010). "Aumentos recientes en las emisiones globales de HFC-23". Cartas de investigación geofísica . 37 (2): n/a. Código Bib : 2010GeoRL..37.2808M. doi :10.1029/2009GL041195. S2CID  13583576.
  12. ^ "Centro de acceso a datos". Archivado desde el original el 21 de julio de 2011 . Consultado el 3 de abril de 2010 .
  13. ^ Las ganancias de los créditos de carbono impulsan la producción de un gas nocivo 8 de agosto de 2012 New York Times
  14. ^ Subsidios para un gas que calienta el planeta
  15. ^ Han, Wenfeng; Li, Ying; Tang, Haodong; Liu, Huazhang (2012). "Tratamiento del potente gas de efecto invernadero, 3 CHF . Una descripción general". Revista de química del flúor . 140 : 7–16. doi :10.1016/j.jfluchem.2012.04.012.

Literatura

enlaces externos