Тетрафторэтан

Физические и химические свойства

1, 1, 1, 2-Тетрафторэтан широко известен как R134a, HFC134a и HFC-134a. Это своего рода бесцветный, нетоксичный и негорючий химикат. Он нерастворим в воде (67 мг/л, 25 градусов), но растворим в эфире, его потенциальное значение разрушения озона составляет 0. Его термодинамические свойства очень похожи на CFC-12, а его безопасность сравнима с CFC-12, и поэтому он был признан лучшим заменителем CFC-12. Хотя ГФУ-134a (HGWP=0.28) вызывает некоторый парниковый эффект, это не влияет на то, чтобы он стал основным заменителем ОРВ (озоноразрушающих веществ). 1, 1, 1, 2-тетрафторэтан (HFC-134a или HFA-134a) представляет собой новое поколение нехлорфторуглеродных соединений в качестве фармацевтических вспомогательных веществ. В основном он используется в качестве пропеллента, содержащегося в аэрозольном агенте, при лечении астмы и хронических респираторных заболеваний. По сравнению с традиционным фармацевтическим пропеллентом класса CFC преимуществом HFC-134a является то, что он не содержит атомов хлора и, таким образом, имеет нулевое значение ODP (потенциал разрушения озона) и значение GWP (потенциал глобального потепления) без разрушения озона и образования фотохимического смога. химически инертен и токсикологически безопасен. Это также своего рода экологически безопасные фармацевтические наполнители, которые в настоящее время используются в качестве основного заменителя ХФУ, содержащегося в озоноразрушающих аэрозолях.

Экологически чистые хладагенты

Тетрафторэтан (R-134a) – наиболее широко используемый низко- и среднетемпературный хладагент. Благодаря отличным общим характеристикам тетрафторэтана (ГФУ-134а) он стал очень эффективной и безопасной заменой продуктов, содержащих ХФУ-12. Он в основном применяется в различных областях, где используется хладагент R-12 (R12, фреон 12, F-12, CFC-12, фреон 12, дихлордифторметан), включая: холодильники, морозильники, диспенсеры для воды. , автоматическое кондиционирование воздуха, центральное кондиционирование воздуха, осушители, холодильные камеры, торговое холодильное оборудование, льдогенераторы, машины для мороженого, холодильно-конденсаторные агрегаты и другое холодильное оборудование. Его также можно применять в областях аэрозольных пропеллентов, медицинских аэрозолей, пропеллентов пестицидов, полимерных (пластмассовых) физических пенообразователей и защитного газа из магниевого сплава.

Хотя тетрафторэтановый хладагент (R-134a) является наиболее популярной альтернативой ферону R12 для применения во вновь устанавливаемом холодильном оборудовании, поскольку R134a отличается от R12 по физическим и химическим свойствам, теоретические характеристики цикла а также применяемое компрессорное масло, для послепродажного ремонта холодильного оборудования с первичной установкой хладагента R12, ремонт холодильного оборудования, если вам необходимо долить или заменить хладагент, у вас нет выбора, кроме как добавить R12. Обычно люди не могут напрямую использовать тетрафторэтановый хладагент (R-134a) для замены R12 (обычно это называется «без катастрофической замены»).

Газожидкостная фаза и газофазный синтез тетрафторэтана

Преимущество газожидкостного метода заключается в том, что на первом этапе реакции можно использовать практически все оборудование и технологии, процессы жидкофазной промывки, щелочной промывки и сушки для оригинального производства фреоновой продукции. Это может эффективно снизить потребление энергии. Этот процесс для старого завода по первоначальному производству ХФУ является выполнимым маршрутом. Однако вторая стадия представляет собой равновесную реакцию с низкой скоростью односторонней конверсии газа, коротким сроком службы катализатора и другими недостатками. Следовательно, этот этап ограничивает применение парожидкостного процесса в технологическом маршруте для крупномасштабного производства.

Газофазный метод применяет трихлорэтилен (ТХЭ) и безводный фтороводород (HF) для реакции под действием хромсодержащего катализатора. На первом этапе реакций присоединения и замещения образуется ГХФУ-133а, а затем происходит дальнейшая реакция с HF в присутствии катализатора на основе хрома с образованием конечного продукта, тетрафторэтана (ГФУ-134а) при температура 350~380 градусов. Реакция второй стадии газофазного метода относительно сложна, степень конверсии обычно составляет всего около 20%. Поэтому в промышленном производстве люди в основном применяют метод непрерывного цикла, чтобы переработать большое количество сырья, чтобы уменьшить количество токсичных и опасных промежуточных продуктов, а также улучшить общий выход.

Газофазный метод имеет множество преимуществ, включая легко контролируемый процесс реакции, небольшое количество загрязнений отходами и легкость применения для крупномасштабного непрерывного производства. В настоящее время газофазный метод постепенно заменил жидкофазный метод и газофазно-жидкофазный метод, став основным направлением мирового производства тетрафторэтана (ГФУ-134a).

Меры предосторожности при манипуляциях

Технические меры: манипуляции следует проводить в хорошо проветриваемом месте. В условиях высокого давления убедитесь, что внутреннее давление реакционного аппарата не превышает давление в цилиндре. В целях безопасности на пути потока газа должен быть установлен обратный клапан. Не снимайте обратный клапан, пока не закончится содержимое. При работе используйте защитное оборудование. После работы тщательно вымойте руки и лицо.

Меры предосторожности при обращении: Избегать контакта с кожей, глазами и одеждой.

Условия хранения: Избегать попадания солнечных лучей. Храните его в хорошо проветриваемом месте. Не подвергайте его воздействию окружающей среды выше 40 градусов. Заперли место, где оно хранится. Храните его вдали от несовместимых материалов, таких как окислители.

Использование

Его можно использовать в качестве хладагента в холодильниках и автомобильных кондиционерах, а также в качестве аэрозольного пропеллента в медицине и косметике.

Его можно использовать в качестве антибиотика стабильного качества для животных. Нелегко вызвать лекарственную устойчивость и перекрестную устойчивость, и он обладает высокой антибактериальной активностью in vivo. В основном применяется для лечения кишечной палочки у скота и птицы, холеры, дизентерии, хронических респираторных инфекций и других заболеваний.

Методы производства

Тетрафторэтан можно получить несколькими различными способами; однако следующие способы приготовления иллюстрируют используемые методы:

Изомеризация/гидрофторирование 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана (CFC-113) в 1,1-дихлор-1 ,2,2,2-тетрафторэтан (CFC-114a) с последующим гидродехлорированием последнего. Гидрофторирование трихлорэтилена через 1-хлор-1,1,1- трифторэтан (ГХФУ-133а).

Общее описание

Бесцветный газ со слабым эфирным запахом. Пары тяжелее воздуха. Отгружается в сжиженном состоянии под давлением собственных паров. Температура вспышки 351 градус по Фаренгейту. Вдыхание высоких концентраций вредно и может привести к нарушениям сердечной деятельности, потере сознания или внезапной смерти. Контакт с жидкостью может вызвать обморожение. Пары могут заменить имеющийся кислород.

Горючесть и взрывоопасность

Не воспламеняется.

Фармацевтическое применение

Тетрафторэтан представляет собой аэрозольный пропеллент на основе гидрофторуглерода (ГФУ) или гидрофторалкана (ГФА) (содержит водород, фтор и углерод) в отличие от ХФУ (хлор, фтор и углерод). Отсутствие хлора в молекуле и наличие водорода сводят озоноразрушающую активность практически к нулю. Таким образом, тетрафторэтан является альтернативой ХФУ при изготовлении дозированных ингаляторов (ДИ). Он заменил CFC-12 в качестве хладагента и пропеллента, поскольку имеет практически такое же давление паров. Его очень низкое значение Каури-бутанола и параметр растворимости указывают на то, что он не является хорошим растворителем для обычно используемых поверхностно-активных веществ для ДИ. Триолеат сорбитана, сесквиолеат сорбитана, олеиновая кислота и соевый лецитин обладают ограниченной растворимостью в тетрафторэтане, а количество фактически растворяющегося поверхностно-активного вещества может оказаться недостаточным для поддержания легкого диспергирования лекарственного средства. Для повышения его растворимости можно использовать до 10% этанола.

Если тетрафторэтан (P-134a) используется для фармацевтических аэрозолей и ДИ, необходимо указать фармацевтическую степень чистоты. Промышленные сорта могут быть неудовлетворительными из-за их состава примесей.

Безопасность

Тетрафторэтан используется в качестве хладагента и в качестве пропеллента, не содержащего ХФУ, в различных аэрозолях, включая фармацевтические препараты для местного применения и ДАИ. Тетрафторэтан считается нетоксичным и не вызывающим раздражения при использовании по назначению. Острая или хроническая опасность не возникает, если воздействие паров ниже допустимого предела воздействия (AEL), составляющего 1000 частей на миллион, 8-час и 12-часовое средневзвешенное время (TWA). В этом отношении оно имеет то же значение, что и пороговое предельное значение (TLV) для CFC-12. Вдыхание паров тетрафторэтана в высокой концентрации может быть вредным и аналогично вдыханию паров ХФУ-12. Намеренное вдыхание паров тетрафторэтана может быть опасным и привести к смерти. Та же маркировка, которая требуется для аэрозолей ХФУ, будет необходима и для аэрозолей, содержащих тетрафторэтан в качестве пропеллента (за исключением требований EPA).

Канцерогенность

Опубликованы результаты трех исследований ингаляционного канцерогенеза с использованием HFC 134a на протяжении всей жизни. Первый включал воздействие на группы из 80 самцов и 80 самок крыс уровней менее или равных 50,000 ppm 6 часов в день, 5 дней в неделю в течение 2 лет. Наблюдалось увеличение числа опухолей из клеток Лейдига. у самцов крыс при концентрации 50,000 ppm (30%) по сравнению с контрольной группой, подвергшейся воздействию воздуха (12%). Аналогичным образом наблюдалось увеличение гиперплазии клеток Лейдига. Никаких эффектов не наблюдалось при 10,000 ppm (370). Второе исследование на крысах включало ингаляционное воздействие только на морду с уровнями менее или равными 50,000 ppm 1 час/день, 7 дней в неделю в течение 108 недель. Те же исследователи провели пожизненное исследование на мышах. В этом исследовании группы мышей подвергались воздействию только на морде уровней менее или равных 75,000 ppm 1 час в день, 7 дней в неделю в течение 104 недель. Никаких побочных эффектов не наблюдалось ни у крыс, ни у мышей. Поскольку общая доза, полученная крысами при высоком уровне воздействия в этом исследовании, была ниже, чем в исследовании Коллинза, этот отчет подтверждает наблюдение, что 10,000 ppm, 6 часов в день, 5 дней в неделю для 2 года был НОЭЛ. Крысам давали 300 мг HFC 134a в кукурузном масле 5 дней в неделю в течение 52 недель и держали в общей сложности 125 недель. Доказательств канцерогенности не было.

Несовместимости

Основной несовместимостью тетрафторэтана является его несовместимость с водой. Поскольку тетрафторэтан имеет очень низкое число Каури-бутанола, он считается очень плохим растворителем для большинства лекарств, используемых в составах ДИ. Он также демонстрирует низкую растворимость для некоторых широко используемых поверхностно-активных веществ MDI.

Нормативный статус

Включен в базу данных неактивных ингредиентов FDA (аэрозольные формы для ингаляций и назальных применений). Входит в состав непарентеральных препаратов, лицензированных в Великобритании.