Τριφθοραιθανικό οξύ

Το τριφθοραιθανικό οξύ ή τριφθοροξικό οξύ (αγγλικά trifluoroethanoic acid ή TriFluoro Acetic acid, TFA) είναι οργανική χημική ένωση με μοριακό τύπο C2HF3O2, αν και συχνά παριστάνεται με τους ημισυντακτικούς τύπους CF3COOH ή CF3CO2H. Ανήκει στα τριαλοκαρβοξυλικά οξέα. Πιο συγκεκριμένα, αποτελεί ένα δομικό ανάλογο του οξικού οξέος (CH3COOH), από το οποίο, άλλωστε, τυπικά προκύπτει, μετά από υποκατάσταση τριών (3) ατόμων υδρογόνου από τρία (3) άτομα φθορίου. Το χημικά καθαρό TFA, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο υγρό, με έντονη οσμή, παρόμοια με αυτή του ξυδιού. Το TFA είναι πολύ ισχυρότερο οξύ σε σύγκριση με το οξικό οξύ, και μάλιστα, με σύγκριση των σταθερών διάστασης (pKa) των δυο οξέων (0,23 έναντι 4,76), το TFA είναι περίπου 34.000 φορές ισχυρότερο, γιατί με την παρουσία των τριών (3) ατόμων φθορίου, που είναι το πιο ηλεκτραρνητικό χημικό στοιχείο, έχει ως επακόλουθο η τριφθορομεθυλομάδα, που βρίσκεται δίπλα στην καρβοξυλομάδα, να αποδυναμώνει το δεσμό οξυγόνου - υδρογόνου του υδροξυλίου του καρβοξυλίου της ένωσης, με αποτέλεσμα να καθιστά ευκολότερη τη διάστασή του, αλλά επίσης και να σταθεροποιεί το ανιόν που προκύπτει μετά τη διάσταση, όντας η συζυγής βάση του TFA. Το TFA χρησιμοποιείται στην οργανική χημεία για διάφορους σκοπούς.

 Το TFA υπάρχει φυσικά στο θαλάσσιο νερό, αλλά μόνο σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις (<200 ng/lit). Το TFA παράγεται βιομηχανικά με ηλεκτροφθορίωση αιθανοϋλοχλωριδίου (CH3COCl) ή αιθανικού ανυδρίτη [(CH3CO)2O]. Με τον τρόπο αυτό παράγεται αρχικά τριφθοραιθανοϋλοφθορίδιο (CF3COF), το οποίο στη συνέχεια υδρολύεται παράγοντας TFA:Αν είναι επιθυμητό, η ένωση αυτή μπορεί να ξηρανθεί με την προσθήκη τριφθοραιθανικού ανυδρίτη [(CF3CO)2O].Μια παλαιότερη παραγωγική οδός για το TFA περιλάμβανε οξείδωση 1,1,1-τριφθορο-2,3,3-τριχλωροπροπενίου (CF3CCl=CCl2) με υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4). Το 1,1,1-τριφθορο-2,3,3-τριχλωροπροπένιο, με τη σειρά του, μπορεί να παραχθεί με φθορίωση Σβαρτς (Swarts fluorination) εξαχλωροπροπενίου (CCl3CCl=CCl2). Το TFA αποτελεί πρόδρομη ένωση για πολλές άλλες φθοριούχες ενώσεις, όπως ο τριφθοραιθανικός ανυδρίτης [(CF3CO)2O], το τριφθοραιθανικό υπεροξύ (CF3CO3H) και η 2,2,2-τριφθοραιθανόλη (CF3CH2OH). Είναι αντιδραστήριο χρήσιμο για οργανικές συνθέσεις, γιατί έχει συνδυασμό από βολικές ιδιότητες: πτητικότητα, διαλυτότητα σε οργανικούς διαλύτες και σημαντική ισχύ ως οξύ. Μάλιστα, είναι λιγότερο οξειδωτικό από το θειικό οξύ (H2SO4), αλλά πολύ πιο εύκολα διαθέσιμο σε άνυδρη μορφή, σε σύγκριση με πολλά άλλα οξέα. Ωστόσο υπάρχει ένα (ενίοτε ανεπιθύμητο) εμπόδιο στη χρήση του: Το TFA σχηματίζει αζεοτροπικό μείγμα με το νερό, με κανονική θερμοκρασία βρασμού 105 °C). To TFA χρησιμοποιείται πολύ ως ισχυρό οξύ που απομακρύνει την τριτοταγή βουτυλομάδα [Me3C-], που χρησιμοποιείται ως ομάδα «προστασίας» των πλευρικών αλυσίδων κατά την πεπτιδική σύνθεση Fmoc. Ομοίως, χρησιμοποιείται και σε άλλες οργανικές συνθέσεις για να απομακρύνει την τριτοταγή βουτοξυκαρβονυλομάδα [Me3COCO-], που είναι επίσης ομάδα προστασίας για κάποιες ενώσεις.Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, το TFA χρησιμοποιείται ως μέσο ιονικού ζευγαρώματος στην υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης (HPLC) οργανικών ενώσεων, ιδιαίτερα πεπτιδίων και κάποιων σχετικά μικρού μοριακού βάρους πρωτεϊνών. Το TFA αποτελεί ευέλικτο διαλύτη για φασματογραφία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR-spectroscopy), για υλικά που είναι σταθερά σε όξινο περιβάλλον. Επίσης χρησιμοποιείται ως βαθμονομιτής στη φασματομετρία μάζας (mass spectrometry). Τέλος, το TFA χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή αλάτων του. Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄. Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.