テトラフルオロエタン

物理的及び化学的性質

1、1、1、2-テトラフルオロエタンは、一般に R134a、HFC134a、および HFC-134a として知られています。 これは、無色、無毒、非燃焼性の化学物質の一種です。 水には不溶性（67mg/L、25度）ですが、エーテルには可溶で、オゾン層破壊の潜在値は0です。 その熱力学特性は CFC-12 と非常に似ていますが、その安全性は CFC-12 に匹敵するため、CFC-12 の最良の代替品として認識されています。 HFC-134a (HGWP=0.28) にはある程度の温室効果がありますが、ODS (オゾン層破壊物質) の代替品の第一選択となるには影響しません。 1, 1, 1, 2-テトラフルオロエタン (HFC-134a または HFA-134a) は、医薬品賦形剤としての新世代の非クロロフルオロカーボン化合物です。 主に喘息や慢性呼吸器疾患の治療時にミスト剤に含まれる噴射剤として使用されます。 従来の CFC クラスの医薬品噴射剤と比較して、HFC-134a には塩素原子が含まれていないため、オゾン層を破壊して光化学スモッグを発生させることなく、ODP (オゾン層破壊係数) 値と GWP 値 (地球温暖化係数) がゼロであるという利点があります。化学的に不活性で毒物学的に安全です。 また、環境に優しい医薬品添加剤の一種でもあり、現在、オゾン層を破壊するエアロゾルに含まれるフロンの主要な代替品としても使用されています。

環境に優しい冷媒

テトラフルオロエタン (R-134a) は、低温または中温の冷媒として最も広く使用されています。 テトラフルオロエタン (HFC-134a) は総合的な優れた性能を備えているため、CFC-12 製品の非常に効果的かつ安全な代替品となっています。 主にR-12（R12、フレオン12、F-12、CFC-12、フレオン12、ジクロロジフルオロメタン）冷媒を利用して、冷蔵庫、冷凍庫、ウォーターサーバーなどのさまざまな分野に適用されます。 、オートエアコン、セントラルエアコン、除湿器、冷蔵倉庫、業務用冷凍庫、製氷機、アイスクリームマシン、冷凍凝縮ユニットおよびその他の冷凍機器。 エアロゾル噴射剤、医療用エアロゾル、農薬噴射剤、ポリマー（プラスチック）物理発泡剤、マグネシウム合金の保護ガスなどの分野にも応用可能です。

テトラフルオロエタン冷媒（R-134a）は、新設冷凍機に適用されるフェロン R12 の代替として最も一般的な選択肢ですが、R134a は物理的および化学的性質、理論的サイクル性能が R12 とは異なります。適用されたコンプレッサーオイルだけでなく、R12冷媒を初期導入した冷凍機器のアフター修理の場合、冷媒の追加または交換が必要な場合は、やはりR12を追加するしかありません。 通常、テトラフルオロエタン冷媒 (R-134a) を R12 の代わりに直接適用することはできません (これは通常「壊滅的な代替手段なし」と呼ばれます)。

テトラフルオロエタンの気液相および気相合成

気液法の利点は、第一段階の反応において、本来のフロン製品製造における液相洗浄、アルカリ洗浄、乾燥工程などの設備と技術をほぼそのまま活用できることです。 これにより、エネルギー消費を効果的に削減できます。 このプロセスは、CFC を最初に生産していた古いプラントにとっては実行可能なルートです。 しかし、第 2 段階は平衡反応であり、ガスの一方向転化率が低く、触媒の寿命が短いなどの欠点があります。 したがって、この工程は、気液相プロセスを大量生産のプロセスルートに適用するには制限される。

気相法では、トリクロロエチレン (TCE) と無水フッ化水素 (HF) をクロム含有触媒の作用で反応させます。 付加および置換反応の最初のステップでは HCFC-133a が生成され、次にそれがクロムベースの触媒の存在下で HF とさらに反応して、最終生成物であるテトラフルオロエタン (HFC-134a) が生成されます。 350〜380度の温度。 気相法の後段反応は比較的難しく、転化率は一般に20％程度にすぎません。 したがって、工業生産では、有毒で危険な中間生成物を削減し、全体の収率を向上させるために、大量の原材料をリサイクルさせる連続サイクル法が主に採用されています。

気相法は、反応プロセスの制御が容易であり、廃棄物汚染が少なく、大規模連続生産への適用が容易であるなど、多くの利点を有する。 現在、気相法は液相法や気相-液相法に代わって世界のテトラフルオロエタン(HFC-134a)の製造の主流となっています。

操作上の注意

技術的対策: 換気の良い場所で操作する必要があります。 高圧条件下においては、反応装置内の圧力がシリンダー圧力を超えないようにしてください。 安全のため、ガス流路には逆止弁を設置してください。 内容物がなくなる前にチェックバルブを取り外さないでください。 取り扱うときは保護具を着用してください。 取り扱い後は手と顔をよく洗ってください。

取り扱い上の注意: 皮膚、目、衣類との接触を避けてください。

保管条件: 日光を避けてください。 通気性の良い場所に保管してください。 40度を超える環境にさらさないでください。 保管場所に施錠してあります。 酸化剤などの不適合物質から離して保管してください。

用途

冷蔵庫や冷蔵庫、自動車のエアコンの冷媒としてだけでなく、医薬品や化粧品のエアロゾル噴射剤としても使用できます。

安定した品質で動物用抗生物質として使用できます。 薬剤耐性や交差耐性が生じにくく、生体内での抗菌活性が高い。 主に家畜や家禽の大腸菌疾患、コレラ、赤痢、慢性呼吸器感染症、その他の疾患の治療に適用されます。

製造方法

テトラフルオロエタンは、いくつかの異なるルートで製造できます。 ただし、次の調製ルートは、使用される方法を示しています。

1,1,2-トリクロロ-1,2,2-トリフルオロエタン（CFC-113）の1,1-ジクロロ-1への異性化/フッ化水素化,2,2,2-テトラフルオロエタン (CFC-114a)、続いて後者の水素化脱塩素。 1-クロロ-1,1,1-トリフルオロエタン(HCFC-133a)を経由したトリクロロエチレンのフッ化水素化。

概要

わずかにエーテル臭のある無色の気体。 蒸気は空気より重いです。 独自の蒸気圧で液化して出荷されます。 引火点 351 °F。高濃度で吸入すると有害であり、警告なしに心臓の異常、意識不明、または死亡を引き起こす可能性があります。 液体に触れると凍傷を引き起こす可能性があります。 蒸気は利用可能な酸素を置き換えることができます。

可燃性と爆発性

不燃性。

医薬品への応用

テトラフルオロエタンは、CFC (塩素、フッ素、炭素) とは対照的に、ハイドロフルオロカーボン (HFC) またはハイドロフルオロアルカン (HFA) エアロゾル噴射剤 (水素、フッ素、炭素を含む) です。 分子内に塩素が存在せず、水素が存在するため、オゾン層破壊活動は実質的にゼロになります。 したがって、テトラフルオロエタンは定量吸入器 (MDI) の製剤における CFC の代替品となります。 本質的に同じ蒸気圧を持つため、冷媒および推進剤として CFC-12 に取って代わりました。 その非常に低いカウリブタノール値と溶解度パラメーターは、MDI に一般的に使用される界面活性剤にとっては良好な溶媒ではないことを示しています。 トリオレイン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、オレイン酸、および大豆レシチンは、テトラフルオロエタンに対する溶解度が限られており、実際に溶解する界面活性剤の量は、薬物を容易に分散させるのに十分ではない可能性があります。 溶解度を高めるために、最大 10% のエタノールを使用することができます。

テトラフルオロエタン (P-134a) が医薬品エアロゾルおよび MDI に使用される場合、医薬品グレードを指定する必要があります。 工業用グレードは、その不純物プロファイルにより満足のいくものではない場合があります。

安全性

テトラフルオロエタンは、局所用医薬品や MDI を含むさまざまなエアロゾルの冷媒および非 CFC 噴射剤として使用されます。 テトラフルオロエタンは、指示どおりに使用した場合、無毒で刺激性がないと考えられています。 蒸気への曝露が 1000 ppm、8- 時間および 12- 時間の時間加重平均 (TWA) の許容曝露限界 (AEL) を下回る場合、急性または慢性の危険は存在しません。 この点では、CFC-12 のしきい値制限値 (TLV) と同じ値になります。 高濃度のテトラフルオロエタンの蒸気を吸入すると有害な可能性があり、CFC-12の蒸気を吸入するのと同様です。 テトラフルオロエタンの蒸気を意図的に吸入すると危険であり、死に至る可能性があります。 CFC エアロゾルに要求されるのと同じラベルが、噴射剤としてテトラフルオロエタンを含むエアロゾルにも要求されます (EPA 要件を除く)。

発がん性

HFC 134a を用いた 3 件の生涯吸入発がん研究の結果が発表されています。 最初の実験では、80 匹の雄と 80 匹の雌のラットのグループを 50,{4}} ppm 以下のレベルに 6 時間/日、5 日/週で 2 年間暴露しました。ライディッヒ細胞腫瘍の増加が見られました。雄ラットでは 50,{9}} ppm (30%) で、空気曝露対照群 (12%) と比較した。 同様に、ライディッヒ細胞過形成も増加しました。 10,000 ppm (370) では影響は見られませんでした。 ラットを用いた2番目の研究では、50,000 ppm以下のレベルへの鼻のみの吸入曝露を1日1時間、週7日、108週間実施しました。 同じ研究者がマウスを使った生涯研究を実施しました。 この研究では、マウスのグループを 75,000 ppm 以下の鼻のみのレベルに 1 時間/日、週 7 日、104 週間曝露しました。 ラットにもマウスにも悪影響は見られませんでした。 この研究の高曝露レベルでラットが受けた総線量はコリンズの研究よりも低かったため、この報告書は、10,{29}} ppm、6 時間/日、5 日/週という観察を裏付けています。 2年はNOELでした。 ラットにコーン油中の HFC 134a 300 mg を週 5 日、52 週間与え、合計 125 週間保持しました。 発がん性の証拠はありませんでした。

非互換性

テトラフルオロエタンの主な非相溶性は、水との混和性がないことです。 テトラフルオロエタンはカウリブタノール値が非常に低いため、MDI 製剤に使用されるほとんどの薬剤に対して非常に貧弱な溶媒であると考えられています。 また、一般的に使用される MDI 界面活性剤の一部に対しては溶解度が低いことも示しています。

規制状況

FDA 不活性成分データベースに含まれています (吸入および鼻適用用のエアロゾル製剤)。 英国で認可された非経口薬に含まれています。