全氟羧酸

    全氟羧酸 : 羧 酸(RCO₂H)中R上的所有氢原子被氟取代 的产物,称为全氟羧酸。最简单的全氟羧酸是 三氟乙酸[1]。此外,具有C₇～C₉的全氟烷基 的羧酸(例如[2]),作为碳氟类表面活性剂 或氟类防水、防油处理剂的中间体,引人 注目。

CF₃CO₂H [1]
n-C₇H₁₅CO₂H [2]

(1)三氟乙酸 [1] [frifluoroacetic acid],其凝固点为-15.36℃,沸点72.5℃, 密度 (25℃) 1.484g/cm³,为具有类似醋酸 味的无色液体。毒性LD₅₀(大鼠)为2000mg/ kg (4h)。
由于CF₃基具有很强的吸电子作用,因 而呈强酸性。在105.5℃与水共沸 (水浓度为 20.6%)。几乎能溶于所有的无机酸和有机溶 剂。还能溶解蛋白质20～30mg/ml(25℃),呈 透明液体。
易被氢化铝锂[LiAlH₄]还原,生成三氟乙醛[CF₃CHO]及 三 氟 乙 醇 [CF₃CH₂OH]此外,其银盐与碘反应时,可得三氟甲基碘[CF₃I];与烯烃反应生成酯,但 该酯容易水解成相应的醇。其酰与酯一样,容 易水解,而且不会改变不对称碳原子的旋光 性,因此能用于合成和分离具有旋光性的羟 基及氨基化合物。
二氟乙酸用于酯化、缩合、Beckmann重 排、烃的硝化等的催化剂,溶剂,抗氧性反 应溶剂,封闭剂,医药和农药中间体等。
工业上采用的合成方法如下所示:

(2) 其他全氟羧酸
一系列直链的全氟羧的沸点和相对密 度,列于下表。它们与相应的烃类羧酸相比, 沸点约低50℃。

表 全氟羧酸的物理性质

名称	结构式	沸点 ℃	相对密度 (d420)
全氟乙酸 全氟丙酸 全氟丁酸 全氟戊酸 全氟己酸 全氟庚酸 全氟辛酸 全氟癸酸	CF3COOH C2F5COOH C3F7COOH C4F9COOH C5F11COOH C6F13COOH C7F15COOH C9F19COOH	72.4 96 120 130 157 175 189 218	1.489 1.561 1.651 1.762 1.792

由于氟具有强的电负性,所以全氟羧酸 是强酸,在水中可完全离解。这些酸及其盐具 有非常大的表面活性。
长链全氟羧酸的用途,主要是作四氟乙 烯进行乳液聚合时的乳化剂,此外,还可用 于金属表面蚀刻的改进,以及从废气中去除 氧化氮等。
制造方法: 由相应的烃类酰卤进行电解 氟化,然后水解所生成的全氟酰氟; 或利用 全氟烷基碘 (RfCF₂I) 与SO₃或ClSO₃H反 应,然后水解而成; 将RfCF₂CH=CH₂氧 化等。