Ácido perfluorohexanosulfónico (355-46-4) Propiedades físicas y químicas
Ácido perfluorohexanosulfónico
Un ácido sulfonado perfluorado comúnmente usado como estándar analítico e intermedio en I+D relacionada con PFAS, desarrollo de materiales y pruebas de formulación.
| Número CAS | 355-46-4 |
| Familia | Ácidos perfluoroalquílicos sulfonados (PFAS) |
| Forma típica | Polvo o sólido cristalino |
| Grados comunes | EP, Grado Técnico, USP |
El ácido perfluorohexanosulfónico es un ácido perfluoroalcanosulfónico (un ácido perfluorosulfónico) en el que la cadena principal de seis carbonos porta sustituyentes totalmente fluorados y una funcionalidad terminal sulfonada. Estructuralmente se representa con la fórmula molecular \(\ce{C6HF13O3S}\), y su nombre sistemático es ácido 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-tridecafluorohexano-1-sulfónico. La cadena perfluoroalquílica confiere una polarizabilidad extremadamente baja del esqueleto hidrocarbonado y un fuerte carácter electronegativo debido a los doce o trece átomos de flúor; el grupo funcional sulfonato proporciona un sitio fuertemente ácido y altamente polar que domina el comportamiento ácido-base y la ionización en fases condensadas.
El compuesto se ioniza fácilmente (pK_a estimado ≈ 0.14) generando el correspondiente anión perfluorohexanosulfonato bajo condiciones típicas de pH ambiental y fisiológico; por lo tanto, en medios neutros y básicos existe predominantemente como anión y se comporta como un surfactante persistente y altamente móvil. La combinación de una cola hidrofóbica fluorada y un cabeza sulfonato cargado y muy hidratado confiere un comportamiento anfifílico (actividad superficial, formación de micelas en sistemas concentrados) y una tendencia a repartirse en interfaces y recubrimientos orgánicos, exhibiendo baja volatilidad y resistencia a hidrólisis y fotólisis. Las tendencias persistentes y bioacumulativas, así como las largas semividas biológicas en humanos y fauna, caracterizan a esta clase de ácidos perfluoroalquílicos sulfonados C6.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP, Grado Técnico, USP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
Densidad medida: \(1.841\ \mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\).
Comentario: La alta densidad relativa a líquidos orgánicos típicos refleja el elevado contenido en flúor y la estructura compacta perfluoroalquílica. Los líquidos y sólidos fluorados densos suelen mostrar baja compresibilidad y alta inertidad química.
Punto de fusión
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en los datos actuales.
Punto de ebullición
Punto de ebullición reportado: \(238\text{–}239\,^\circ\mathrm{C}\).
Comentario: El rango relativamente alto de ebullición es coherente con una molécula pequeña, pesada y con fuertes interacciones, capaz de formar enlaces de hidrógeno a través del grupo ácido sulfónico en estado no disociado, y con baja presión de vapor a temperatura ambiente.
Presión de vapor
Presión de vapor estimada a \(25\,^\circ\mathrm{C}\): \(0.0046\ \mathrm{mmHg}\).
Comentario: La baja presión de vapor indica volatilidad limitada en condiciones ambientales; sin embargo, se observa partición atmosférica en fases gaseosa y de partículas debido a asociación con aerosoles y el comportamiento similar a surfactantes del compuesto.
Punto de inflamación
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en los datos actuales.
Propiedades químicas
Solubilidad y comportamiento en fases
El ácido perfluorohexanosulfónico se comporta como un surfactante fuertemente ácido: está prácticamente totalmente ionizado a pH ambiental y fisiológico (pK_a estimado ≈ 0.14), por lo que las soluciones acuosas están dominadas por el anión perfluorohexanosulfonato. La naturaleza anfifílica conduce a actividad superficial y agregación tipo micelar a concentraciones elevadas; una fracción asociada a interfaces o matrices orgánicas puede ser efectivamente no volátil a pesar de la baja presión térmica del compuesto padre. En aguas y suelos, la forma aniónica muestra alta movilidad (coeficiente de reparto orgánico-carbono \(K_{\mathrm{oc}}\) reportado ≈ 9.3), baja adsorción a carbono orgánico y potencial moderado para bioconcentración (factor de bioconcentración BCF ≈ 10; factor de acumulación biológica BAF de campo ≈ 70).
Observaciones sobre solubilidad: no se proporcionan valores explícitos de solubilidad acuosa en los datos disponibles; la forma ionizada del compuesto es dispersable en agua, mientras que el ácido neutro (en medios fuertemente ácidos) es menos hidrofílico.
Reactividad y estabilidad
Estabilidad química: se reporta estable bajo condiciones recomendadas de almacenamiento. El grupo funcional ácido sulfónico es térmicamente robusto y la cadena perfluoroalquílica es altamente resistente a procesos de hidrólisis, oxidación y fotólisis típicos en condiciones ambientales. No se espera que la hidrólisis sea una vía significativa de degradación; la oxidación abiótica atmosférica por radicales OH es lenta (semivida atmosférica estimada ≈ 115 días). Materiales incompatibles incluyen agentes oxidantes fuertes. La descomposición térmica o combustión puede generar gases tóxicos (por ejemplo, fluoruro de hidrógeno y óxidos de azufre); se deben tomar precauciones adecuadas contra incendios.
Datos termodinámicos
Entalpías estándar y capacidad calorífica
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en los datos actuales.
Comentario: Las magnitudes termodinámicas estándar (entalpía estándar de formación, capacidad calorífica a presión constante) no están presentes en el conjunto experimental disponible; valores fiables requerirían determinaciones calorimétricas o termodinámica computacional validada para un ácido sulfonado altamente fluorado.
Parámetros moleculares
Peso molecular y fórmula
Fórmula molecular: \(\ce{C6HF13O3S}\).
Peso molecular (reportado): \(400.12\).
Masa exacta/monoisotópica: \(399.9438812\).
Comentario: El peso molecular y la masa exacta reflejan las múltiples sustituciones de flúor; las masas precisas son útiles para el monitoreo espectrométrico de masas del anión desprotonado y especies oligoméricas.
LogP y polaridad
LogP calculado XLogP3 reportado (descriptor de lipofilia): \(3.7\).
Área polar de superficie topológica (TPSA): \(62.8\ \text{Å}^2\).
Conteo de donadores de enlace de hidrógeno: 1 (el protón del ácido sulfónico en estado no disociado).
Conteo de aceptores de enlace de hidrógeno: 16.
Conteo de enlaces rotables: 5.
Comentario: Un XLogP calculado de 3,7 indica hidrofobicidad intrínseca del esqueleto perfluoroalquílico; sin embargo, el grupo sulfonato fuertemente ácido impulsa la solubilidad acuosa y el comportamiento aniónico a pH neutro, reduciendo la partición lipofílica clásica en sistemas biológicos y favoreciendo la unión a proteínas (por ejemplo, albúmina sérica) en lugar de la partición en fases lipídicas.
Características estructurales
La molécula combina una cola hexil completamente fluorada (perfluorohexil) y un grupo ácido sulfonato terminal. El segmento perfluoroalquílico es electrónicamente y estéricamente distinto de las cadenas hidrocarbonadas: confiere inertidad química, alta densidad y fuerte enlace C–F. El grupo funcional ácido sulfónico es un ácido fuerte y bajo la mayoría de condiciones está presente en forma aniónica (\(\ce{RSO3^-}\)), que coordina fuertemente con agua y sitios de unión proteica. La geometría molecular minimiza la polarizabilidad de la cola mientras concentra la polaridad en el sulfonato, produciendo propiedades similares a surfactantes y de partición interfacial.
SMILES: C(C(C(C(F)(F)S(=O)(=O)O)(F)F)(F)F)(C(C(F)(F)F)(F)F)(F)F
InChI: InChI=1S/C6HF13O3S/c7-1(8,3(11,12)5(15,16)17)2(9,10)4(13,14)6(18,19)23(20,21)22/h(H,20,21,22)
InChIKey: QZHDEAJFRJCDMF-UHFFFAOYSA-N
(Estos identificadores se proporcionan como identificadores computacionales para la confirmación estructural y espectral; uso en flujos analíticos para espectrometría de masas y desarrollo de métodos cromatográficos.)
Identificadores y Sinónimos
Números de Registro y Códigos
Número CAS: 355-46-4
Otros identificadores reportados (selección): UNII ZU6Y1E592S; número CE 206-587-1; varios IDs de registro curados están asociados con la sustancia.
Sinónimos y Nombres Estructurales
Sinónimos comunes y nombres alternativos reportados incluyen: ácido perfluorohexanosulfónico; PFHxS; ácido perfluorohexano-1-sulfónico; ácido perfluorohexanosulfónico; ácido perfluorohexano-1-sulfonico; ácido 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-tridecafluorohexano-1-sulfónico; ácido tridecafluorohexano-1-sulfónico. Descriptores técnicos y de ensayo como “Perfluorohexanesulfonic Acid (Technical Grade)” y formatos de concentración (por ejemplo, soluciones estándar en metanol o acetonitrilo) se utilizan en contextos analíticos.
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Usos Representativos y Sectores Industriales
El ácido perfluorohexanosulfónico ha sido utilizado históricamente y como precursor en la fabricación de productos perfluoroalquil sulfonato. Los usos representativos reportados incluyen formulaciones en espumas acuosas formadoras de película (AFFF) para extinción de incendios, tratamientos repelentes de manchas y agua para textiles y alfombras, recubrimientos para membranas de cuero y prendas, y como intermediario químico para productos fluorados especializados. Los datos de monitoreo ambiental indican vías históricas de liberación desde estos usos hacia aguas residuales, suelos y aire ambiente.
Rol en Síntesis o Formulaciones
En la fabricación de fluoroproductos, los fluoruros de perfluoroalcanosulfonilo se producen por fluoración electroquímica u otras estrategias de fluoración y pueden ser hidrolizados para producir ácidos sulfónicos o convertidos en sales para su uso en formulaciones. El ácido sulfónico (y sus sales) funcionan como agentes tensioactivos iónicos y activos en la superficie en formulaciones de productos; las sales (por ejemplo, perfluorohexanosulfonato de potasio o amonio) son comúnmente manejadas para aplicaciones posteriores.
Si se requiere un resumen específico y conciso de aplicación para toma de decisiones de aprovisionamiento o formulación, no existe una declaración universal única disponible aquí; la selección en la práctica se rige por la compatibilidad con matrices de producto y consideraciones regulatorias descritas más abajo.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Toxicidad Aguda y Ocupacional
Clasificación de peligro y efectos agudos: las declaraciones de peligro reportadas incluyen toxicidad aguda por ingestión, contacto dérmico e inhalación; corrosión/irritación cutánea y daños/irritación ocular grave; y toxicidad para órganos diana por exposición repetida. Las declaraciones GHS reportadas incluyen H302, H312, H314, H332 (vías agudas) y H373 para posible daño a órganos tras exposición repetida.
Toxicocinética y exposición crónica: la biomonitorización humana y la epidemiología indican exposición ubicua en muchas poblaciones con vidas medias biológicas de eliminación largas (la vida media geométrica media de eliminación sérica humana se ha estimado en el orden de miles de días en algunos análisis). Se han reportado asociaciones entre concentraciones séricas elevadas y alteraciones en parámetros lipídicos, perturbaciones de hormonas tiroideas en sujetos susceptibles, resultados en desarrollo y efectos neurodesarrollativos o reproductivos en cohortes seleccionadas. Estudios en animales identifican efectos hepáticos, efectos en el metabolismo de lipoproteínas, marcadores de neurotoxicidad del desarrollo y alteraciones en vías dependientes de hormonas tiroideas. Las estimaciones de dosis de referencia oral crónica reportadas (según resúmenes de toxicidad) incluyen valores extremadamente bajos en el rango de \(4\times10^{-10}\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{día}^{-1}\) (una estimación central reportada) y valores guía crónicos referenciados en el orden de \(2\times10^{-5}\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{día}^{-1}\) en otras evaluaciones; los usuarios deben tratar estos como indicativos de los umbrales bajos de exposición usados en la evaluación de riesgos y consultar documentación de seguridad específica del producto para límites operativos.
Tratamiento de emergencia: se aplican medidas estándar de descontaminación y soporte médico para ingestión, inhalación o exposición dérmica/ocular: retirar ropa contaminada, enjuagar áreas afectadas con agua, mantener la vía aérea y la respiración, y buscar atención médica inmediata.
Consideraciones para Almacenamiento y Manipulación
Manipulación: evitar inhalación de polvo o aerosoles y evitar contacto con piel y ojos. Usar controles de ingeniería (extracción localizada, campanas de humos) donde se pueda generar polvo o aerosoles. Inspeccionar y seleccionar guantes resistentes a productos químicos y ropa impermeable apropiada a los niveles esperados de exposición.
Equipo de protección personal (EPP): protección ocular (gafas de seguridad con protectores laterales o gafas herméticas), guantes resistentes a productos químicos, protección respiratoria para exposiciones a partículas (por ejemplo, P95/P1) o para riesgos mixtos gas/partículas usar cartuchos combinados apropiados; la selección debe seguir programas institucionales de protección respiratoria y normas de ensayo.
Almacenamiento: mantener los envases bien cerrados en un lugar seco y bien ventilado; evitar almacenamiento junto con agentes oxidantes fuertes. Etiquetar los envases y gestionar inventarios para minimizar liberaciones no controladas.
Derrames accidentales y eliminación: evitar generación de polvo; contener derrames, recoger en recipientes adecuados y desechar a través de servicios autorizados de residuos peligrosos con atención a su persistencia ambiental y potencial movilidad en agua y suelos. Para gestión de residuos, considerar el potencial de persistencia y transporte ambiental de la sustancia; cumplir con requisitos regulatorios locales.
Para información detallada de peligro, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y legislación local.
