Перфтороктансульфоновая кислота - Perfluorooctanesulfonic acid

Перфтороктансульфоновая кислота
Имена
	Предпочтительное название IUPAC 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Гептадекафтороктан-1-сульфоновая кислота
	Другие имена ПФОС
Идентификаторы
Количество CAS
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard	100.015.618
Номер ЕС
КЕГГ
PubChem CID
UNII
Панель управления CompTox ( EPA )
	ИнЧИ InChI = 1S / C8HF17O3S / c9-1 (10,3 (13,14) 5 (17,18) 7 (21,22) 23) 2 (11,12) 4 (15,16) 6 (19,20) 8 (24,25) 29 (26,27) 28 / ч (H, 26,27,28) Ключ: YFSUTJLHUFNCNZ-UHFFFAOYSA-N ; InChI = 1 / C8HF17O3S / c9-1 (10,3 (13,14) 5 (17,18) 7 (21,22) 23) 2 (11,12) 4 (15,16) 6 (19,20) 8 (24,25) 29 (26,27) 28 / ч (H, 26,27,28) Ключ: YFSUTJLHUFNCNZ-UHFFFAOYAS ;
	Улыбки FC (F) (C (F) (F) S (= O) (= O) O) C (F) (F) C (F) (F) C (F) (F) C (F) (F ) C (F) (F) C (F) (F) F;
Характеристики
Химическая формула	C 8 HF 17 O 3 S
Молярная масса	500,13 г / моль
Точка кипения	133 ° C (271 ° F, 406 K) при 6 торр
Кислотность (p K a )	<< 0
Опасности
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 0 0
Фармакология
Легальное положение
Родственные соединения
Родственные соединения	Перфтороктановая кислота (PFOA), перфторбутансульфоновая кислота (PFBS), перфтороктансульфонамид (PFOSA), перфторонановая кислота (PFNA)
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
	проверить ( что есть ?)
	Ссылки на инфобоксы

Перфтороктансульфоновая кислота ( ПФОС ) ( конъюгированный основной перфтороктансульфонат ) является антропогенным (антропогенным) фторированным поверхностно-активным веществом , которое в настоящее время считается глобальным загрязнителем . ПФОС был ключевым ингредиентом Scotchgard , тканевого протектора, производимого 3M , и множества репеллентов. В мае 2009 года он был добавлен в приложение B Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях . ПФОС может быть синтезирован в промышленном производстве или возник в результате разложения прекурсоров. Уровни ПФОС, обнаруженные в дикой природе, считаются достаточно высокими, чтобы повлиять на параметры здоровья, и недавно было обнаружено, что более высокие уровни ПФОС в сыворотке связаны с повышенным риском хронического заболевания почек у населения США в целом. «Эта связь не зависела от таких факторов , как возраст, пол, раса / этническая принадлежность, индекс массы тела , диабет, гипертония и уровень холестерина в сыворотке».

История

В 1949 году компания 3M начала производить соединения на основе ПФОС путем электрохимического фторирования, в результате чего был получен синтетический прекурсор перфтороктансульфонилфторид . В 1968 году в сыворотке крови потребителей было обнаружено содержание фторорганического соединения , а в 1976 году было предложено использовать ПФОК или родственное соединение, такое как ПФОС. В 1997 году компания 3M обнаружила ПФОС в крови из глобальных банков крови, хотя во внутренних документах компании указывается, что об этом известно несколько десятилетий назад, начиная с 1970-х годов. В 1999 году Агентство по охране окружающей среды США начало исследования перфторированных соединений после получения данных о глобальном распространении и токсичности ПФОС, ключевого ингредиента в Скотчгарде . По этим причинам и под давлением Агентства по охране окружающей среды США, основной американский производитель ПФОС, компания 3М , объявила в мае 2000 года о прекращении производства ПФОС, ПФОК и связанных с ним продуктов. ПФОС и связанные с ним химические вещества в настоящее время производятся в Китае.

Достижения в области аналитической химии за последние годы позволили рутинно обнаруживать низкие и суб- миллиардные уровни ПФОС в продуктах питания, дикой природе и людях.

Синтез

Для производства ПФОС в промышленных масштабах используются два основных метода: электрофильное (или электрохимическое) фторирование (ECF) и теломеризация. ECF - это метод производства электролиза, при котором прекурсор перфтороктансульфонилфторида диспергируют в растворе фтористоводородной кислоты и подвергают электризации. Этот метод производства, хотя и является экономичным и в основном приводит к получению ПФОС, также приводит к образованию перфторалкильных веществ с более короткой цепью. ПФОС преобладает в полученной смеси, однако, если реакции позволяют продолжаться, это начинает благоприятствовать производству ПФАС с более короткой цепью. Четкое соотношение изомеров наблюдается в ПФОС, производимом ECF, порядка 70% линейной ПФОС, 25% разветвленной и 5% концевой; это не функция производственного процесса, а скорее то, что предшественник также демонстрирует это соотношение изомеров. ECF была средством, с помощью которого 3M производила ПФОС до мая 2000 года, когда компания объявила о постепенном отказе от фторсодержащих ПАВ .

Теломеризация включает конструирование молекулы ПФОС с использованием короткоцепочечных (часто 2-углеродных) фрагментов и добавление сульфонатной группы в качестве заключительного этапа. Этот производственный процесс приводит к получению 100% линейного ПФОС. Этот метод производства, хотя он и является более чистым и приводит к гораздо более чистому продукту, чем ECF, не получил широкого распространения, за исключением производства ПФОС класса «реактивная чистота» и аналитических стандартов.

Характеристики

Субъединица C ₈ F ₁₇ ПФОС является гидрофобной и липофобной , как и другие фторуглероды , в то время как группа сульфоновой кислоты / сульфоната добавляет полярность. ПФОС является исключительно стабильным соединением в промышленных применениях и в окружающей среде из-за влияния совокупных углеродно-фторных связей . ПФОС - это фторсодержащее ПАВ, которое снижает поверхностное натяжение воды в большей степени, чем углеводородные ПАВ . Хотя обычно внимание уделяется изомеру с прямой цепью (н-ПФОС), который доминирует в коммерческих смесях и пробах окружающей среды, существует 89 линейных и разветвленных конгенеров, которые, как ожидается, будут иметь различные физические, химические и токсикологические свойства.

Использует

Перфтороктансульфоновая кислота обычно используется в виде солей натрия или калия .

ПФОС был ключевым ингредиентом Scotchgard , тканевого протектора, производимого 3M , и множества репеллентов.
ПФОС, вместе с ПФОК , также использовался для изготовления пены, образующей водную пленку (AFFF), компонента противопожарных пен и пен из концентратов спиртового типа .
Соединения ПФОС также можно найти в некоторых пропитках для текстильных изделий, бумаги и кожи; в воске, полиролях, красках, лаках и чистящих средствах общего назначения; в металлических поверхностях и коврах.
В полупроводниковой промышленности ПФОС используется во множестве фотолитографических химикатов, включая: генераторы фотокислот (PAG) и антибликовые покрытия (ARC). Он был прекращен в полупроводниковой промышленности Европейского Союза из-за проблем со здоровьем.
В Skydrol - гидравлическая жидкость, используемая в коммерческой авиации .

Наиболее важными источниками выбросов ПФОС являются металлические покрытия и противопожарные пены.

Воздействие на здоровье человека и дикой природы

Согласно исследованию, проведенному в 2002 году Управлением по окружающей среде ОЭСР, «ПФОС является стойким, способным к биоаккумуляции и токсичным для видов млекопитающих».

В 2008 году было показано, что он влияет на иммунную систему мышей-самцов при концентрации в сыворотке крови 91,5 частей на миллиард , что повышает вероятность ослабления иммунитета у людей и диких животных, подвергшихся сильному воздействию . Куриные яйца, дозированные из расчета 1 миллиграмм на килограмм (или 1000 частей на миллиард) веса яйца, превратились в молодых цыплят со средним значением ~ 150 частей на миллиард в сыворотке крови - и показали асимметрию мозга и снижение уровня иммуноглобулинов . У лиц, подвергшихся профессиональному облучению, средний уровень ПФОС может превышать 1000 частей на миллиард, а у небольшого сегмента лиц в верхнем диапазоне общего населения может быть уровень выше 91,5 частей на миллиард. У различных видов диких животных уровни ПФОС были измерены в образцах яиц , печени , почек , сыворотки и плазмы, и некоторые из самых высоких зарегистрированных значений по состоянию на январь 2006 года перечислены ниже.

Разновидность	География	Год	Образец	ПФОС ( частей на миллиард )
Белоголовый орлан	Средний Запад США	1990–93	плазма	2200
Баклан Брандта	Калифорния , США	1997 г.	печень	970
Guillemot	Балтийское море	1997 г.	яйцо	614
Ворона-падальщик	Токийский залив , Япония	2000 г.	печень	464
Краснозобый гагара	Северная Каролина , США	1998 г.	печень	861
Полярный медведь	Саникилуак , Нунавут	2002 г.	печень	3 100
Портовый тюлень	Голландское Ваттовое море, Дания	2002 г.	мышца	2,725
Бутылконосый Дельфин	Чарльстон, Южная Каролина , США	2003 г.	плазма	1,315
Дельфин обыкновенный	Средиземное море , Италия	1998 г.	печень	940
Норка	Мичиган , США	2000–01	печень	59 500
Большая синица	около 3М , Порт Антверпена , Бельгия	2007 г.	печень	553-11 359

Уровни, наблюдаемые у диких животных, считаются достаточными для «изменения параметров здоровья». У людей самые высокие уровни воздействия ПФОС в крови составляли 12 830 частей на миллиард для профессионального воздействия и 656 частей на миллиард - или, возможно, 1656 частей на миллиард - у потребителей.

В исследованиях на животных ПФОС может вызывать рак , задержку физического развития, задержку роста, эндокринные нарушения и неонатальную смертность ; Неонатальная смертность может быть самым драматическим результатом испытаний на лабораторных животных с ПФОС. Самки мышей с уровнями в крови ПФОСА в диапазонах найден в диких животных и люди продемонстрировали более высокую смертность при инфицировании гриппа . ПФОС уменьшает размер животных при рождении; у людей корреляция между уровнями ПФОС и замедленным ростом плода несовместима.

ПФОС обнаруживается в сыворотке крови почти всех жителей США, и со временем его концентрация снижается. Напротив, в Китае уровень ПФОС в крови растет. Уровни ПФОС у беременных связаны с преэклампсией . Повышенный уровень был связан с изменением уровня гормонов щитовидной железы у взрослых и повышенным риском повышенного холестерина . Уровни у американских детей в возрасте 12–15 лет были связаны с повышенным риском (на 60% выше межквартильного диапазона ) синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Одно исследование 2009 года показало, что женщинам с более высоким уровнем ПФОС и ПФОК требуется больше времени, чтобы забеременеть, чем женщинам с более низким уровнем, что позволяет предположить, что химические вещества могут ухудшить фертильность.

ПФОС был обнаружен в пробах городских сточных вод и питьевой воды во всем мире в концентрациях от нескольких нг / л до нескольких мкг / л. В недавнем исследовании по оценке риска, связанного с присутствием полифторированных алкильных веществ (ПФАС) в питьевой воде, значения коэффициентов риска выше 0,2 или 1 были рассчитаны для ПФОС для некоторых возрастных групп при определенных сценариях. Необходимы дальнейшие исследования на местах, а также для мониторинга и определения приоритетности этого соединения в питьевой воде.

Прекурсоры

Летучие сульфонамид ПФОС предшественники включают N - метил перфтороктановый sulfonamidoethanol ( N -MeFOSE), A ковровое покрытие от пятен, и N - этил перфтороктановый sulfonamidoethanol ( N -EtFOSE), A бумага лечение. Перфтороктансульфонамид является предшественником. В предложенном Канаде в 2004 году запрете на ПФОС было названо около 50 прекурсоров . Позже ОЭСР подготовила документ, содержащий список из 20 страниц с потенциальными прекурсорами ПФОС.

Регулирование

В мае 2009 года ПФОС был включен четвертой Конференцией сторон в приложение В Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях . В 2008 году Канада предложила запретить ПФОС, только второе химическое вещество, предложенное для полного запрета в соответствии с Законом Канады об охране окружающей среды .

Европа

На основании исследования ПФОС, проведенного ОЭСР, и оценки риска, проведенного Европейским научным комитетом по рискам для здоровья и окружающей среды, Европейский союз практически запретил использование ПФОС в готовых продуктах и полуфабрикатах в 2006 году (максимальное содержание ПФОС: 0,005% по весу). Однако использование ПФОС в промышленных целях (например, в фотолитографии, туманоуловителях для твердого хромирования, гидравлических жидкостях для авиации) было исключено. В 2009 году эта директива была включена в регламент REACH . Летом 2010 г. ПФОС был добавлен к нормативам по стойким органическим загрязнителям, и пороговое значение было снижено до макс. 0,001% по весу (10 мг / кг).

Соединенные Штаты

Используя информацию, полученную в результате запроса Закона о свободе информации , в мае 2018 года стало известно, что в январе 2018 года в электронных письмах между EPA , Белым домом и Министерством здравоохранения и социальных служб говорилось о ПФОС. В электронных письмах было принято решение не раскрывать результаты исследования ПФОС, проведенного Агентством регистрации токсичных веществ и заболеваний . Это исследование планировалось опубликовать. Исследование показывает, что ПФОС угрожает здоровью человека на более низком уровне. Этот более низкий уровень, как ранее определило EPA, был безопасным.

В 2020 году в Калифорнии был принят законопроект, запрещающий ПФОС и следующие соли в качестве преднамеренно добавленных ингредиентов в косметические средства: перфтороктановый сульфонат аммония, перфтороктановый сульфонат диэтаноламина, перфтороктановый сульфонат лития и перфтороктановый сульфонат калия.

В марте 2021 года EPA объявило, что разработает национальные стандарты питьевой воды для ПФОК и ПФОС.

Languages

In other projects