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Fluoruro de perfluorooctanosulfonilo

El fluoruro de perfluorooctanosulfonilo ( POSF ) es un compuesto perfluorado sintético con un grupo funcional de fluoruro de sulfonilo . Se utiliza para producir ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS) y compuestos a base de PFOS. Estos compuestos tienen una variedad de usos industriales y de consumo, pero las sustancias derivadas de POSF finalmente se degradan para formar PFOS.

Debido a las preocupaciones ambientales sobre el PFOS, 3M dejó de utilizar POSF en 2002 y la producción mundial se desplomó. Sin embargo, la producción china creció después de la eliminación gradual de 3M. En mayo de 2009, POSF y PFOS figuran como contaminantes orgánicos persistentes (COP) incluidos en el Anexo B del Convenio de Estocolmo .

Síntesis

POSF se sintetiza mediante fluoración electroquímica de fluoruro de octanosulfonilo en fluoruro de hidrógeno anhidro mediante la ecuación : [2]

C 8 H 17 ASI 2 F + 17 F - → C 8 F 17 ASI 2 F + 17 H + + 34 mi - .

Esta reacción da como resultado un rendimiento del 25% para POSF, menos que el de los fluoruros de perfluorosulfonilo más cortos. [2] El POSF obtenido es impuro ya que es una mezcla de isómeros lineales y ramificados , siendo ~70% lineal. [2] POSF también se puede obtener mediante ECF del haluro de sulfonilo cloruro de octanosulfonilo. [2]

Producción

En 1949, 3M comenzó a producir POSF mediante fluoración electroquímica (ECF). [3] Desde 1966 hasta la década de 1990, la producción de 3M aumentó para satisfacer la demanda de compuestos basados ​​en POSF. [3] En 1999, 3M informó que POSF era su fluoroquímico de mayor producción. [4] [ se necesita una mejor fuente ] Antes de 2000, 3M era el mayor productor mundial de POSF (principalmente en sus instalaciones de Decatur, AL y Amberes ) y la producción global alcanzó un máximo de ~4500 toneladas por año. [3]

En 1999, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. comenzó a investigar compuestos perfluorados después de recibir datos sobre la distribución global y la toxicidad del PFOS, el ingrediente clave del Scotchgard . [5] Por estas razones, y por la presión de la USEPA, [6] el principal productor estadounidense de PFOS, 3M, anunció, en mayo de 2000, la eliminación gradual de la producción de PFOS, PFOA y productos relacionados con PFOS. [7] 3M declaró que habrían tomado la misma decisión independientemente de la presión de la USEPA. [8]

Inmediatamente después de la eliminación gradual de 3M en 2000-2002, la producción se desplomó, pero la producción dominante y creciente se trasladó a China. [9] En 2004, se estimó que la producción china de compuestos a base de PFOS era <50 toneladas . [9] En 2005, la producción mundial se estimó entre 73 y 162 toneladas, [10] y en 2006 la producción china se estimó en >200 toneladas. [9] La producción mundial histórica total se estimó en ~120.000 toneladas en 2009. [3]

La mayoría, si no todos, los derivados de perfluorooctanosulfonilo sintetizados industrialmente, como el PFOS, tienen POSF como precursor. [2]

Reactividad

El POSF y los polímeros a base de POSF se degradan para formar PFOS [11] , que no se sabe que se degrade mediante ningún proceso ambiental. [6] Sin embargo, la hidrólisis de POSF en agua se produce lentamente. [2]

POSF reacciona con bases como el hidróxido de potasio para formar sales de PFOS: [2]

C 8 F 17 SO 2 F + KOH → C 8 F 17 O 2 SO 3 - K + + HF.

Tras el tratamiento con ácido sulfúrico se obtiene el ácido sulfónico tetrahidrato de PFOS . [2]

POSF también reacciona con amoníaco para formar perfluorooctanosulfonamida : [2]

C 8 F 17 SO 2 F + NH 3 → C 8 F 17 O 2 SNH 2 .

Las sulfonamidas y los sulfonamidoetanoles sintetizados a partir de POSF pueden, a su vez, reaccionar para formar una variedad de grupos funcionales diferentes para diferentes aplicaciones y productos. [12]

Usos

Debido a los múltiples enlaces carbono-flúor , los derivados de POSF tienen propiedades químicas que son hidrófobas ("teme al agua"), lipofóbicas ("teme a las grasas") y reducen la tensión superficial (como los fluorosurfactantes ). [4] Los principales usos de las sustancias químicas derivadas del POSF han sido: [3]

El Convenio de Estocolmo enumera una variedad de propósitos aceptables y exenciones específicas para POSF y PFOS (y sus sales), incluidos

Estado internacional

En la Cuarta Conferencia de las Partes, la decisión SC-4/17 incluyó al POSF, junto con el PFOS, en el Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes (Anexo B) en mayo de 2009. [14] [15] Como tal, el POSF no está "prohibido" " pero ha aprobado usos y exenciones, junto con un programa (SC-4/19) en el Anexo B que fomenta la reducción de la producción. [16] [17]

Preocupación ambiental

El producto de degradación del POSF, PFOS, es el compuesto perfluorado dominante detectado en estudios de biomonitoreo , [18] donde las concentraciones detectadas se consideran suficientes para "alterar los parámetros de salud". [19] [20]

Ver también

Referencias

  1. ^ "Fluoruro de perfluoro-1-octanosulfonilo". Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . 1990. pág. 1 . Consultado el 10 de julio de 2009 .
  2. ^ abcdefghi Lehmler, HJ (2005). "Síntesis de tensioactivos fluorados ambientalmente relevantes: una revisión". Quimiosfera . 58 (11): 1471–96. Código Bib : 2005Chmsp..58.1471L. doi : 10.1016/j.chemosphere.2004.11.078. PMID  15694468.
  3. ^ abcde Paul AG, Jones KC, Sweetman AJ (2009). "Un primer inventario ambiental, de emisiones y de producción global de sulfonato de perfluorooctano". Reinar. Ciencia. Tecnología. 43 (2): 386–92. Código Bib : 2009EnST...43..386P. doi :10.1021/es802216n. PMID  19238969.
  4. ^ ab (1999) 3M. 1999. La ciencia de la fluoroquímica orgánica. 3M Company, 5 de febrero de 1999. (PDF fácilmente accesible mediante una búsqueda en Google del título del artículo).
  5. ^ Aziz Ullah. "El dilema fluoroquímico: de qué se trata el alboroto por PFOS/PFOA" Limpieza y restauración. www.ascr.org, (octubre de 2006). Consultado el 25 de octubre de 2008.
  6. ^ ab Lee, Jennifer 8. (15 de abril de 2003). "La EPA ordena a las empresas que examinen los efectos de las sustancias químicas". Los New York Times . Consultado el 15 de mayo de 2009 .{{cite news}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  7. ^ 3M: "Información sobre PFOS-PFOA: ¿Qué está haciendo 3M?" Archivado el 22 de septiembre de 2008 en Wayback Machine . Consultado el 25 de octubre de 2008.
  8. ^ Weber, Joseph (5 de junio de 2000). "La gran limpieza de 3M: por qué decidió desconectar su repelente de manchas más vendido". Semana empresarial (3684): 96.
  9. ^ abc Wang T, Wang Y, Liao C, Cai Y, Jiang G (2009). "Perspectivas sobre la inclusión del sulfonato de perfluorooctano en el Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes". Reinar. Ciencia. Tecnología . 43 (14): 5171–5. Código Bib : 2009EnST...43.5171W. doi : 10.1021/es900464a . PMID  19708337.
  10. ^ (diciembre de 2006). "Resultados de la encuesta de la OCDE de 2006 sobre la producción y el uso de PFOS, PFAS, PFOA, PFCA, sus sustancias relacionadas y productos/mezclas que contienen estas sustancias" (PDF) . Organización para la cooperación económica y el desarrollo . pag. 10 . Consultado el 30 de agosto de 2009 .
  11. ^ Giesy JP, Kannan K (2002). "Tensioactivos perfluoroquímicos en el medio ambiente". Reinar. Ciencia. Tecnología . 36 (7): 146A-152A. Código Bib : 2002EnST...36..146G. doi : 10.1021/es022253t . PMID  11999053.
  12. ^ "Evaluación de riesgos del sulfonato de perfluorooctano (PFOS) y sus sales" (PDF) . Organización para la cooperación económica y el desarrollo . 21 de noviembre de 2002. p. 14.
  13. ^ "Informe de la Conferencia de las Partes del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes sobre la labor de su cuarta reunión" (PDF). pag. 67.
  14. ^ "Los gobiernos se unen para intensificar la reducción de la dependencia mundial del DDT y agregar nueve nuevas sustancias químicas en virtud de un tratado internacional". Ginebra: Secretaría del Convenio de Estocolmo. 8 de mayo de 2008.
  15. ^ "Informe de la Conferencia de las Partes del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes sobre la labor de su cuarta reunión" (PDF) . Ginebra. 8 de mayo de 2009. pág. 66.
  16. ^ "Informe de la Conferencia de las Partes del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes sobre la labor de su cuarta reunión" (PDF). págs. 67–69.
  17. ^ "Tratado de la ONU ampliado con 9 sustancias químicas más: las naciones participantes tienen un año para decidir los próximos pasos". Noticias NBC . Associated Press . 11 de mayo de 2009 . Consultado el 5 de septiembre de 2009 .
  18. ^ Houde M, Martin JW, Letcher RJ, Solomon KR, Muir DC (junio de 2006). "Monitoreo biológico de sustancias polifluoroalquilas: una revisión". Reinar. Ciencia. Tecnología . 40 (11): 3463–73. Código Bib : 2006EnST...40.3463H. doi :10.1021/es052580b. PMID  16786681.Información de respaldo (PDF).
  19. ^ Peden-Adams, MM; Keil, DE; Romano, T.; Mollenhauer, MAM; Fuerte, DJ; Guiney, PD; Houde, M.; Kannan, K.; Muir, CC; Arroz, CD; Stuckey, J.; Segars, AL; Scott, T.; Talento, L.; Bossart, GD; Feria, Pensilvania; Keller, JM (2009). "Efectos de los compuestos perfluorados en la salud: ¿qué nos dice la vida silvestre?". Toxicología Reproductiva . 27 (3–4): 414. doi :10.1016/j.reprotox.2008.11.016.
  20. ^ Peden-Adams y otros . (junio de 2008). En PFAA Days II Archivado el 26 de julio de 2011 en Wayback Machine (PDF). pag. 28.

enlaces externos