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Fluoroform

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

Síntesis

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

CHCl3 + 3 HF → CHF3 + 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 reacción violenta de yodoformo con fluoruro de plata seco en 1894. [5] La reacción fue mejorada por Otto Ruff mediante la sustitución del 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 por 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 el 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 reemplazo del halón 1301 (CFC-13B1) en sistemas de extinción de incendios como agente extintor de incendios gaseoso de inundación total .

Química orgánica

El fluoroformo es débilmente ácido, con un pKa = 25–28 y es bastante inerte. Los intentos de desprotonación dan como resultado la desfluoración para generar F − y difluorocarbeno ( CF 2 ). Se han desarrollado algunos compuestos de 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 nucleófilo CF−3anión. [8] [9]

Gas de efecto invernadero

HFC-23 medido por el Experimento Avanzado de Gases Atmosféricos Globales (AGAGE) en la atmósfera inferior ( troposfera ) en estaciones de todo el mundo. Las abundancias se expresan como fracciones molares medias mensuales libres de contaminación en partes por billón .
Concentración atmosférica de HFC-23 frente a gases similares producidos 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 aproximadamente 2001, cuando la concentración media mundial de HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroetano), la sustancia química que ahora se utiliza ampliamente en los acondicionadores de aire de los automóviles, superó las del HFC-23. En el pasado, las emisiones mundiales de HFC-23 han estado dominadas por la producción y liberación involuntarias durante la fabricación del refrigerante HCFC-22 (clorodifluorometano).

Entre los años 1990 y 2000 se registraron importantes disminuciones de las emisiones de HFC-23 en los países desarrollados: de 6-8 Gg/año en los años 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 .

Según los datos recopilados por la Secretaría del Ozono de la Organización Meteorológica Mundial, en los últimos años los países en desarrollo se han convertido en los mayores productores de HCFC-23. [12] [13] [14] Las emisiones de todos los HFC están incluidas en el Protocolo de Kioto de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. 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 química e ingeniería 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 Americana . 59 (7): 1200–1202. doi :10.1021/ja01286a012.
  7. ^ Zanardi, Alessandro; Novikov, Maxim A.; Martin, Eddy; Benet-Buchholz, Jordi; Grushin, Vladimir V. (28 de diciembre de 2011). "Cupración directa de fluoroformo". Revista de la Sociedad Química Americana . 133 (51): 20901–20913. doi :10.1021/ja2081026. ISSN  0002-7863. PMID  22136628.
  8. ^ Rozen, S.; Hagooly, A. "Fluoroformo" en Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica (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). "Doma del fluoroformo: trifluorometilación nucleofílica directa de los centros Si, B, S y C". Science . 338 (6112): 1324–1327. Bibcode :2012Sci...338.1324P. doi :10.1126/science.1227859. ISSN  0036-8075. PMID  23224551. S2CID  206544170.
  10. ^ ab Forster, P.; V. Ramaswamy; P. Artaxo; T. Berntsen; R. Betts; D. W. 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 componentes atmosféricos y en el forzamiento radiativo". (PDF) . Cambio climático 2007: la base científica física. Contribución del Grupo de trabajo I al Cuarto Informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el 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 por 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 provoca el calentamiento global
  15. ^ Han, Wenfeng; Li, Ying; Tang, Haodong; Liu, Huazhang (2012). "Tratamiento del potente gas de efecto invernadero, CHF 3 . Una visión general". Journal of Fluorine Chemistry . 140 : 7–16. doi :10.1016/j.jfluchem.2012.04.012.

Literatura

Enlaces externos