Tetrafloetan

Các tính chất vật lý và hóa học

1, 1, 1, 2-Tetrafluoroethane thường được gọi là R134a, HFC134a và HFC-134a. Nó là một loại hóa chất không màu, không độc hại và không cháy. Nó không hòa tan trong nước (67mg/L, 25 độ ) nhưng hòa tan trong ether với khả năng làm suy giảm tầng ozone là 0. Đặc tính nhiệt động của nó rất giống với CFC-12 trong khi có độ an toàn tương đương với CFC-12 và do đó đã được công nhận là chất thay thế tốt nhất cho CFC-12. Mặc dù có một số hiệu ứng nhà kính đối với HFC-134a (HGWP=0.28), nhưng điều này không ảnh hưởng đến việc nó trở thành chất thay thế ODS (Chất làm suy giảm tầng Ozone) được lựa chọn chính. 1, 1, 1, 2-tetrafluoroethane (HFC-134a hoặc HFA-134a) là thế hệ mới của các hợp chất không chứa chlorofluorocarbon làm tá dược dược phẩm. Nó chủ yếu được sử dụng làm chất đẩy có trong chất phun sương trong quá trình điều trị bệnh hen suyễn và bệnh rối loạn hô hấp mãn tính. So với chất đẩy dược phẩm loại CFC truyền thống, ưu điểm của HFC{26}}a là không có nguyên tử clo và do đó không có giá trị ODP (khả năng suy giảm tầng ozone) và giá trị GWP (khả năng nóng lên toàn cầu) mà không làm suy giảm tầng ozone và tạo ra sương mù quang hóa và trơ về mặt hóa học và an toàn về mặt độc tính. Nó cũng là một loại tá dược dược phẩm thân thiện với môi trường và hiện cũng được sử dụng làm chất thay thế chính cho CFC có trong bình xịt làm suy giảm tầng ozone.

Chất làm lạnh thân thiện với môi trường

Tetrafluoroethane (R{0}}a) là chất làm lạnh ở nhiệt độ thấp hoặc trung bình được sử dụng rộng rãi nhất. Nhờ hiệu suất tổng thể tuyệt vời của tetrafluoroethane (HFC-134a), nó đã trở thành chất thay thế rất hiệu quả và an toàn cho các sản phẩm CFC-12. Nó chủ yếu được áp dụng cho các lĩnh vực khác nhau tận dụng chất làm lạnh R-12 (R12, Freon 12, F-12, CFC-12, Freon 12, dichlorodifluoromethane) bao gồm: tủ lạnh, tủ đông, bình lọc nước , điều hòa tự động, điều hòa trung tâm, máy hút ẩm, kho lạnh, điện lạnh thương mại, máy làm đá, máy làm kem, thiết bị ngưng tụ điện lạnh và các thiết bị làm lạnh khác. Nó cũng có thể được áp dụng cho các lĩnh vực chất đẩy khí dung, khí dung y tế, chất đẩy thuốc trừ sâu, chất tạo bọt vật lý polyme (nhựa) và khí bảo vệ của hợp kim magiê.

Mặc dù chất làm lạnh tetrafluoroethane (R{0}}a) là lựa chọn phổ biến nhất thay thế cho Feron R12 để áp dụng cho thiết bị làm lạnh mới lắp đặt, do R134a khác với R12 về tính chất vật lý và hóa học, hiệu suất chu trình lý thuyết cũng như dầu máy nén được ứng dụng, để sửa chữa sau bán hàng thiết bị làm lạnh với việc lắp đặt ban đầu sửa chữa thiết bị làm lạnh môi chất lạnh R12, nếu cần bổ sung hoặc thay thế môi chất lạnh, bạn không còn cách nào khác ngoài việc bổ sung R12. Thông thường, mọi người không thể trực tiếp sử dụng chất làm lạnh tetrafluoroethane (R-134a) để thay thế R12 (Điều đó thường được gọi là "không thay thế thảm họa").

Tổng hợp pha khí-lỏng và pha khí của Tetra-Fluoroethane

Ưu điểm của phương pháp khí-lỏng là ở bước phản ứng đầu tiên gần như có thể tận dụng được toàn bộ thiết bị công nghệ, quá trình rửa pha lỏng, rửa kiềm và sấy khô để sản xuất ra sản phẩm Freon ban đầu. Điều này có thể làm giảm tiêu thụ năng lượng một cách hiệu quả. Quá trình này, đối với nhà máy cũ sản xuất CFC ban đầu, đây là một lộ trình khả thi. Tuy nhiên, bước thứ hai là phản ứng cân bằng với tốc độ chuyển hóa khí một chiều thấp và thời gian sử dụng ngắn của chất xúc tác cũng như những nhược điểm khác. Vì vậy, bước này hạn chế áp dụng quy trình pha hơi-lỏng vào lộ trình sản xuất quy mô lớn.

Phương pháp pha khí áp dụng trichloroethylene (TCE) và hydro florua khan (HF) cho phản ứng dưới tác dụng của chất xúc tác chứa crom. Bước đầu tiên của phản ứng cộng và thay thế tạo ra HCFC-133a, sau đó nó được phản ứng tiếp với HF với sự có mặt của chất xúc tác gốc crom để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh, tetrafluoroethane (HFC-134a) ở nhiệt độ 350 ~ 380 độ. Phản ứng ở giai đoạn hai của phương pháp pha khí tương đối khó khăn với tỷ lệ chuyển đổi thường chỉ khoảng 20%. Vì vậy, trong sản xuất công nghiệp, người ta chủ yếu áp dụng phương pháp chu trình liên tục để tái chế một lượng lớn nguyên liệu thô nhằm giảm các sản phẩm trung gian độc hại và nguy hiểm cũng như nâng cao năng suất tổng thể.

Phương pháp pha khí có nhiều ưu điểm như dễ kiểm soát quá trình phản ứng, ít gây ô nhiễm chất thải và dễ dàng áp dụng cho sản xuất liên tục quy mô lớn. Hiện nay, phương pháp pha khí đã dần thay thế phương pháp pha lỏng và phương pháp pha khí-lỏng để trở thành phương pháp sản xuất tetrafluoroethane (HFC{5}}a) chủ đạo trên thế giới.

Biện pháp phòng ngừa khi thao tác

Biện pháp kỹ thuật: nên thao tác ở nơi thông thoáng. Ở điều kiện áp suất cao, đảm bảo rằng áp suất bên trong của thiết bị phản ứng không vượt quá áp suất bình chứa. Vì mục đích an toàn, đường dẫn khí phải được lắp đặt bằng van một chiều. Không tháo van kiểm tra trước khi hết nội dung. Mang thiết bị bảo hộ khi xử lý. Rửa tay và mặt thật kỹ sau khi xử lý.

Biện pháp phòng ngừa khi xử lý: Tránh tiếp xúc với da, mắt và quần áo.

Điều kiện bảo quản: Tránh ánh nắng mặt trời. Bảo quản nó ở nơi thông thoáng. Không để nó tiếp xúc với môi trường trên 40 độ. Khóa chặt nơi nó được lưu trữ. Bảo quản nó tránh xa các vật liệu không tương thích như chất oxy hóa.

Công dụng

Nó có thể được sử dụng làm chất làm lạnh trong tủ lạnh, tủ lạnh và điều hòa không khí ô tô cũng như chất đẩy khí dung của y học và mỹ phẩm.

Nó có thể được sử dụng làm kháng sinh sử dụng cho động vật với chất lượng ổn định. Không dễ tạo ra tình trạng kháng thuốc và kháng chéo và có hoạt tính kháng khuẩn cao trong cơ thể. Nó chủ yếu được áp dụng để điều trị bệnh E. coli ở gia súc, gia cầm, dịch tả, kiết lỵ, nhiễm trùng đường hô hấp mãn tính và các bệnh khác.

Phương pháp sản xuất

Tetrafluoroethane có thể được điều chế bằng nhiều cách khác nhau; tuy nhiên, các cách chuẩn bị sau đây minh họa các phương pháp được sử dụng:

Đồng phân hóa/hydrofluor hóa từ 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (CFC-113) thành 1,1-dichloro-1 ,2,2,2-tetrafluoroethane (CFC{13}}a), sau đó là quá trình khử clo bằng hydro. Quá trình hydroflor hóa trichloroethylene, thông qua 1-chloro-1,1,1- trifluoroethane (HCFC{18}}a).

Mô tả chung

Một loại khí không màu có mùi thanh tao nhẹ. Hơi nặng hơn không khí. Vận chuyển hóa lỏng dưới áp suất hơi riêng. Điểm chớp cháy 351 độ F. Hít phải ở nồng độ cao có hại và có thể gây ra các rối loạn về tim, bất tỉnh hoặc tử vong mà không báo trước. Tiếp xúc với chất lỏng có thể gây tê cóng. Hơi có thể thay thế oxy có sẵn.

Tính dễ cháy và dễ nổ

Không bắt lửa.

Ứng dụng dược phẩm

Tetrafluoroethane là chất đẩy khí dung hydrofluorocarbon (HFC) hoặc hydrofluoroalkane (HFA) (chứa hydro, flo và carbon) trái ngược với CFC (clo, flo và carbon). Việc thiếu clo trong phân tử và sự hiện diện của hydro làm giảm hoạt động suy giảm tầng ozone gần như bằng không. Do đó, tetrafluoroethane là chất thay thế cho CFC trong công thức thuốc hít định liều (MDI). Nó đã thay thế CFC-12 làm chất làm lạnh và chất đẩy vì về cơ bản nó có cùng áp suất hơi. Thông số độ hòa tan và giá trị Kauri-butanol rất thấp của nó cho thấy rằng nó không phải là dung môi tốt cho các chất hoạt động bề mặt thường được sử dụng cho MDI. Sorbitan trioleate, sorbitan sesquioleate, axit oleic và lecithin đậu nành cho thấy khả năng hòa tan hạn chế trong tetrafluoroethane và lượng chất hoạt động bề mặt thực sự hòa tan có thể không đủ để giữ cho thuốc dễ dàng phân tán. Có thể sử dụng tới 10% ethanol để tăng khả năng hòa tan.

Khi sử dụng tetrafluoroethane (P{0}}a) cho bình xịt dược phẩm và MDI, loại dược phẩm phải được chỉ định. Các loại công nghiệp có thể không đạt yêu cầu do hàm lượng tạp chất của chúng.

Sự an toàn

Tetrafluoroethane được sử dụng làm chất làm lạnh và làm chất đẩy không chứa CFC trong các loại khí dung khác nhau bao gồm dược phẩm bôi ngoài da và MDI. Tetrafluoroethane được coi là không độc hại và không gây kích ứng khi sử dụng theo chỉ dẫn. Không có nguy cơ cấp tính hoặc mãn tính khi mức phơi nhiễm với hơi thấp hơn giới hạn phơi nhiễm chấp nhận được (AEL) là 1000 ppm, thời gian trung bình được tính theo thời gian trung bình là 8-giờ và 12-giờ (TWA). Về vấn đề này, nó có cùng giá trị với giá trị giới hạn ngưỡng (TLV) cho CFC-12. Hít phải hơi tetrafluoroethane nồng độ cao có thể gây hại và tương tự như hít phải hơi CFC-12. Việc cố ý hít phải hơi tetrafluoroethane có thể nguy hiểm và có thể gây tử vong. Yêu cầu dán nhãn tương tự đối với các bình xịt CFC sẽ được yêu cầu đối với những bình xịt có chứa tetrafluoroethane làm chất đẩy (ngoại trừ yêu cầu của EPA).

Tính gây ung thư

Kết quả từ ba nghiên cứu về khả năng gây ung thư qua đường hô hấp trong đời với HFC 134a đã được công bố. Nghiên cứu đầu tiên liên quan đến việc các nhóm 80 con chuột đực và 80 con cái tiếp xúc với mức độ Nhỏ hơn hoặc bằng 50,000 ppm 6 giờ/ngày, 5 ngày/tuần trong 2 năm. Người ta đã thấy sự gia tăng các khối u tế bào Leydig ở chuột cái ở mức 50,000 ppm(30%) so với nhóm đối chứng tiếp xúc với không khí (12%). Tương tự như vậy, có sự gia tăng tăng sản tế bào Leydig. Không thấy hiệu ứng nào ở tốc độ 10,000 ppm (370). Nghiên cứu thứ hai với chuột liên quan đến việc phơi nhiễm qua đường hô hấp chỉ qua mõm ở mức Nhỏ hơn hoặc bằng 50,000 ppm 1 giờ/ngày, 7 ngày/tuần trong 108 tuần. Các nhà điều tra tương tự đã tiến hành một nghiên cứu suốt đời với chuột. Trong nghiên cứu này, các nhóm chuột chỉ tiếp xúc với mức độ nhỏ hơn hoặc bằng 75,000 ppm 1 giờ/ngày, 7 ngày/tuần trong 104 tuần. Không có tác dụng phụ nào được thấy ở chuột cống hoặc chuột nhắt. Do tổng liều mà chuột nhận được ở mức phơi nhiễm cao trong nghiên cứu này thấp hơn so với trong nghiên cứu của Collins nên báo cáo này ủng hộ quan sát rằng 10,000 ppm, 6 giờ/ngày, 5 ngày/tuần đối với 2 năm là một NOEL. Chuột được cho uống 300 mg HFC 134a trong dầu ngô 5 ngày/tuần trong 52 tuần và duy trì tổng cộng 125 tuần. Không có bằng chứng về khả năng gây ung thư.

sự không tương thích

Sự không tương thích chính của tetrafluoroethane là nó không có khả năng trộn lẫn với nước. Vì nó có giá trị Kauri-butanol rất thấp nên tetrafluoroethane được coi là dung môi rất kém đối với hầu hết các loại thuốc được sử dụng trong công thức MDI. Nó cũng cho thấy độ hòa tan thấp đối với một số chất hoạt động bề mặt MDI thường được sử dụng.

Tình trạng pháp lý

Bao gồm trong Cơ sở dữ liệu Thành phần Không hoạt động của FDA (công thức bình xịt dùng cho đường hô hấp và mũi). Bao gồm trong các loại thuốc không dùng đường tiêm được cấp phép ở Anh.