Tetrafluoroetan

Fizyczne i chemiczne właściwości

1, 1, 1, 2-Tetrafluoroetan jest powszechnie znany jako R134a, HFC134a i HFC-134a. Jest to rodzaj bezbarwnej, nietoksycznej i niepalnej substancji chemicznej. Jest nierozpuszczalny w wodzie (67 mg/l, 25 stopni), ale rozpuszczalny w eterze, a jego potencjalna wartość zubożenia warstwy ozonowej wynosi 0. Jego właściwości termodynamiczne są bardzo podobne do CFC-12, a bezpieczeństwo porównywalne z CFC-12, dlatego też został uznany za najlepszy substytut CFC-12. Chociaż HFC-134a (HGWP=0.28) wywołuje pewien efekt cieplarniany, nie wpływa to na to, że staje się on głównym substytutem ODS (substancji zubożających warstwę ozonową). 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetan (HFC-134a lub HFA-134a) to nowa generacja związków niechlorofluorowęglowych jako substancji pomocniczych farmaceutycznych. Stosowany jest głównie jako propelent zawarty w środku mgiełkowym podczas leczenia astmy i chorób przewlekłych chorób układu oddechowego. W porównaniu z tradycyjnym paliwem farmaceutycznym klasy CFC, zaletą HFC-134a jest to, że nie zawiera atomu chloru, a zatem ma zerową wartość ODP (potencjał niszczenia ozonu) i wartość GWP (potencjał globalnego ocieplenia) bez zubożania ozonu i generowania smogu fotochemicznego i jest chemicznie obojętny i bezpieczny toksykologicznie. Jest to również rodzaj przyjaznej dla środowiska farmaceutycznej substancji pomocniczej i obecnie jest również stosowany jako główny substytut CFC zawartego w aerozolu zubożającym warstwę ozonową.

Czynniki chłodnicze przyjazne dla środowiska

Tetrafluoroetan (R-134a) jest najczęściej stosowanym czynnikiem chłodniczym o niskiej i średniej temperaturze. Dzięki doskonałej ogólnej wydajności tetrafluoroetanu (HFC-134a) stał się on bardzo skutecznym i bezpiecznym substytutem produktów CFC-12. Stosuje się go głównie w różnych obszarach, w których wykorzystuje się czynnik chłodniczy R-12 (R12, Freon 12, F-12, CFC-12, Freon 12, dichlorodifluorometan), w tym: lodówki, zamrażarki, dystrybutory wody , klimatyzacja automatyczna, klimatyzacja centralna, osuszacze, chłodnie, chłodnictwo komercyjne, maszyny do lodu, maszyny do lodów, agregaty skraplające chłodnicze i inny sprzęt chłodniczy. Można go również stosować do paliw aerozolowych, aerozoli medycznych, pędnych pestycydów, polimerowych (plastikowych) fizycznych środków spieniających i gazu ochronnego ze stopu magnezu.

Chociaż czynnik chłodniczy tetrafluoroetan (R-134a) jest najpopularniejszym wyborem jako alternatywa dla feronu R12 do stosowania w nowo instalowanych urządzeniach chłodniczych, dzięki temu R134a różni się od R12 właściwościami fizycznymi i chemicznymi, teoretyczną wydajnością cyklu a także zastosowanego oleju sprężarkowego, w przypadku napraw posprzedażnych urządzeń chłodniczych z pierwszą instalacją naprawy urządzeń chłodniczych z czynnikiem chłodniczym R12, jeśli zajdzie potrzeba dodania lub wymiany czynnika chłodniczego, nie masz innego wyboru, jak nadal dodać R12. Zwykle ludzie nie mogą bezpośrednio zastosować tetrafluoroetanu (R-134a) w celu zastąpienia R12 (jest to zwykle nazywane „bez kataklizmicznej wymiany”).

Synteza fazy gazowo-ciekłej i tetrafluoroetanu w fazie gazowej

Zaletą metody gaz-ciecz jest to, że w pierwszym etapie reakcji można w niej prawie wykorzystać cały sprzęt i technologię, procesy mycia w fazie ciekłej, mycia alkalicznego i suszenia do oryginalnej produkcji produktów freonowych. Może to skutecznie zmniejszyć zużycie energii. Proces ten, w przypadku starego zakładu pierwotnej produkcji CFC, jest wykonalny. Jednakże drugi etap to reakcja równowagowa z niskim współczynnikiem jednokierunkowej konwersji gazu i krótką żywotnością katalizatora oraz innymi wadami. Dlatego ten etap ogranicza proces w fazie para-ciecz do zastosowania w drodze technologicznej w produkcji na dużą skalę.

Metoda w fazie gazowej wykorzystuje trichloroetylen (TCE) i bezwodny fluorowodór (HF) do reakcji w działaniu katalizatora zawierającego chrom. W pierwszym etapie reakcji dodawania i podstawienia powstaje HCFC-133a, który następnie poddaje się dalszej reakcji z HF w obecności katalizatora na bazie chromu, w celu wytworzenia gotowego produktu, tetrafluoroetanu (HFC-134a) w temperaturze temperatura 350 ~ 380 stopni. Reakcja drugiego etapu metodą w fazie gazowej jest stosunkowo trudna, a stopień konwersji wynosi na ogół tylko około 20%. Dlatego w produkcji przemysłowej ludzie najczęściej stosują metodę cyklu ciągłego, aby duża ilość surowców została poddana recyklingowi w celu zmniejszenia toksycznych i niebezpiecznych produktów pośrednich, a także poprawy ogólnej wydajności.

Metoda w fazie gazowej ma wiele zalet, w tym łatwy do kontrolowania proces reakcji, niewielką ilość zanieczyszczeń odpadowych i łatwość stosowania w ciągłej produkcji na dużą skalę. Obecnie metoda w fazie gazowej stopniowo wypiera metodę w fazie ciekłej oraz metodę w fazie gazowej w fazie ciekłej, stając się głównym nurtem światowej produkcji tetrafluoroetanu (HFC-134a).

Środki ostrożności w przypadku manipulacji

Środki techniczne: należy manipulować nim w dobrze wentylowanym miejscu. W przypadku wysokiego ciśnienia należy upewnić się, że ciśnienie wewnętrzne aparatu reakcyjnego nie przekracza ciśnienia w butli. Ze względów bezpieczeństwa na drodze przepływu gazu należy zamontować zawór zwrotny. Nie zdejmować zaworu zwrotnego przed wyczerpaniem się zawartości. Podczas obsługi należy nosić sprzęt ochronny. Po użyciu dokładnie umyć ręce i twarz.

Środki ostrożności podczas postępowania: Unikać kontaktu ze skórą, oczami i odzieżą.

Warunki przechowywania: Unikać światła słonecznego. Przechowuj go w dobrze wentylowanym miejscu. Nie wystawiaj go na działanie środowiska powyżej 40 stopni. Zamknięto miejsce, w którym jest przechowywane. Przechowywać z dala od materiałów niezgodnych, takich jak utleniacze.

Używa

Może być stosowany jako czynnik chłodniczy w lodówkach i lodówkach oraz klimatyzacji samochodowej, a także jako propelent aerozolowy w medycynie i kosmetykach.

Może być stosowany jako antybiotyk stosowany u zwierząt o stabilnej jakości. Nie jest łatwo wytworzyć lekooporność i oporność krzyżową, a in vivo ma wysoką aktywność przeciwbakteryjną. Stosuje się go głównie w leczeniu choroby E. coli u zwierząt gospodarskich i drobiu, cholery, czerwonki, przewlekłych infekcji dróg oddechowych i innych chorób.

Metody produkcji

Tetrafluoroetan można otrzymać kilkoma różnymi drogami; jednakże następujące drogi przygotowania ilustrują stosowane metody:

Izomeryzacja/hydrofluorowanie 1,1,2-trichloro-1,2,{5}}trifluoroetanu (CFC-113) do 1,1-dichloro-1 ,2,2,2-tetrafluoroetan (CFC-114a), a następnie jego wodorodchlorowanie. Hydrofluorowanie trichloroetylenu poprzez 1-chloro-1,1,1- trifluoroetan (HCFC-133a).

Ogólny opis

Bezbarwny gaz o lekkim eterycznym zapachu. Pary są cięższe od powietrza. Dostarczany w postaci skroplonej pod własnym ciśnieniem pary. Temperatura zapłonu 351 stopni F. Wdychanie w wysokich stężeniach jest szkodliwe i może bez ostrzeżenia spowodować zaburzenia pracy serca, utratę przytomności lub śmierć. Kontakt z cieczą może spowodować odmrożenia. Opary mogą zastąpić dostępny tlen.

Palność i wybuchowość

Nie palne.

Zastosowania farmaceutyczne

Tetrafluoroetan jest wodorofluorowęglowodorem (HFC) lub wodorofluoroalkanem (HFA) pędnym aerozolem (zawiera wodór, fluor i węgiel) w przeciwieństwie do CFC (chlor, fluor i węgiel). Brak chloru w cząsteczce i obecność wodoru zmniejszają działanie niszczące warstwę ozonową praktycznie do zera. Dlatego tetrafluoroetan jest alternatywą dla CFC w formulacjach inhalatorów z odmierzaną dawką (MDI). Zastąpił CFC-12 jako czynnik chłodniczy i propelent, ponieważ ma zasadniczo tę samą prężność pary. Jego bardzo niska wartość kauri-butanolu i parametr rozpuszczalności wskazują, że nie jest on dobrym rozpuszczalnikiem dla powszechnie stosowanych środków powierzchniowo czynnych w MDI. Trioleinian sorbitanu, seskwioleinian sorbitanu, kwas oleinowy i lecytyna sojowa wykazują ograniczoną rozpuszczalność w tetrafluoroetanie, a ilość środka powierzchniowo czynnego, która faktycznie się rozpuszcza, może nie wystarczyć do zapewnienia łatwej dyspersji leku. W celu zwiększenia jego rozpuszczalności można zastosować do 10% etanolu.

Jeśli tetrafluoroetan (P-134a) jest stosowany w aerozolach farmaceutycznych i MDI, należy określić jego jakość farmaceutyczną. Gatunki przemysłowe mogą nie być zadowalające ze względu na profile zanieczyszczeń.

Bezpieczeństwo

Tetrafluoroetan jest stosowany jako czynnik chłodniczy i niezawierający freonu gaz pędny w różnych aerozolach, w tym w lekach do stosowania miejscowego i MDI. Tetrafluoroetan jest uważany za nietoksyczny i niedrażniący, jeśli jest stosowany zgodnie z zaleceniami. Nie występuje żadne ostre ani przewlekłe zagrożenie, gdy narażenie na pary jest poniżej dopuszczalnego limitu narażenia (AEL) wynoszącego 1000 ppm, 8-godzin i 12-godzinnej średniej ważonej w czasie (TWA). Pod tym względem ma tę samą wartość, co wartość progowa (TLV) dla CFC-12. Wdychanie oparów tetrafluoroetanu w dużym stężeniu może być szkodliwe i przypomina wdychanie oparów CFC-12. Zamierzone wdychanie oparów tetrafluoroetanu może być niebezpieczne i spowodować śmierć. Takie samo oznakowanie wymagane w przypadku aerozoli CFC byłoby wymagane w przypadku aerozoli zawierających tetrafluoroetan jako propelent (z wyjątkiem wymagań EPA).

Rakotwórczość

Opublikowano wyniki trzech badań karcynogenezy wziewnej w ciągu całego życia z użyciem HFC 134a. Pierwsza polegała na narażeniu grup 80 samców i 80 samic szczurów na poziomy mniejsze lub równe 50000 ppm przez 6 godzin dziennie, 5 dni w tygodniu przez 2 lata. Zaobserwowano wzrost liczby guzów z komórek Leydiga u samców szczurów przy 50,000 ppm (30%) w porównaniu z grupą kontrolną eksponowaną na powietrze (12%). Podobnie nastąpił wzrost rozrostu komórek Leydiga. Nie zaobserwowano żadnych efektów przy 10000 ppm (370). Drugie badanie na szczurach obejmowało narażenie na inhalację wyłącznie przez pysk na poziomie mniejszym lub równym 50000 ppm przez 1 godzinę dziennie, 7 dni w tygodniu przez 108 tygodni. Ci sami badacze przeprowadzili badanie na myszach przez całe życie. W tym badaniu grupy myszy poddano działaniu substancji w samym pysku na poziomie mniejszym lub równym 75000 ppm przez 1 godzinę dziennie, 7 dni w tygodniu przez 104 tygodnie. Nie zaobserwowano żadnych działań niepożądanych ani u szczurów, ani u myszy. Ponieważ całkowita dawka otrzymana przez szczury przy wysokim poziomie narażenia w tym badaniu była niższa niż w badaniu Collinsa, raport ten potwierdza obserwację, że 10000 ppm, 6 godzin dziennie, 5 dni w tygodniu przez 2 lata to NOEL. Szczurom podawano 300 mg HFC 134a w oleju kukurydzianym 5 dni w tygodniu przez 52 tygodnie i przetrzymywano łącznie przez 125 tygodni. Nie było dowodów na rakotwórczość.

Niezgodności

Główną niezgodnością tetrafluoroetanu jest jego brak mieszalności z wodą. Ponieważ ma bardzo niską liczbę kauri-butanolu, tetrafluoroetan jest uważany za bardzo słaby rozpuszczalnik dla większości leków stosowanych w preparatach MDI. Wykazuje również niską rozpuszczalność niektórych powszechnie stosowanych środków powierzchniowo czynnych MDI.

Status regulujący

Zawarte w bazie danych składników nieaktywnych FDA (preparaty w aerozolu do stosowania wziewnego i donosowego). Zawarty w lekach do stosowania pozajelitowego licencjonowanych w Wielkiej Brytanii.