Perfluorcarbonsäuren

Perfluorbutansäure
C₃F₇COOH

Perfluoroctansäure
C₇F₁₇COOH

Perfluorcarbonsäuren (PFCA von englisch perfluorocarboxylic acid) sind chemische Verbindungen der Formel C_nF_(2n+1)COOH und gehören damit zur Familie der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS). Das einfachste Beispiel einer Perfluorcarbonsäure ist die Trifluoressigsäure. PFCA mit sieben oder mehr perfluorierten Kohlenstoffatomen, also ab der Perfluoroctansäure, werden als langkettig bezeichnet.^[1]

Perfluordicarbonsäuren sind ebenfalls bekannt, z. B. Dodecafluoroctandisäure [C₈F₁₂(COOH)]₂.^[2]

Produktion

Diese Verbindungen können durch elektrochemische Fluorierung der Carbonsäurefluoride und anschließende Hydrolyse hergestellt werden:

C_nH_(2n+1)COF + (2n+1) HF → C_nF_(2n+1)COF + (2n+1) H₂

C_nF_(2n+1)COF + H₂O → C_nF_(2n+1)CO₂H + HF

Alternativ erfolgt die Herstellung mittels Fluortelomerisierung.

Eigenschaften

Perfluorcarbonsäuren sind Organofluoranaloga gewöhnlicher Carbonsäuren, aber sie sind um mehrere pK_S-Einheiten stärker (und sind damit starke Säuren) und weisen einen großen hydrophoben Charakter auf.^[3]

Verwendung

Trifluoressigsäure ist eine weit verbreitete Säure, die beispielsweise bei der Synthese von Peptiden eingesetzt wird. Ester der Trifluoressigsäure sind in der analytischen Chemie nützlich. Perfluorierte Carbonsäuren mit z. B. fünf bis neun Kohlenstoffatomen, sind nützliche Fluortenside und Emulgatoren, die bei der Herstellung von Polytetrafluorethylen und verwandten Fluorpolymeren eingesetzt werden bzw. wurden.^[3]

Regulierung

In der EU wurden die Perfluoroctansäure (PFOA), die Perfluornonansäure, die Perfluordecansäure, die Perfluorundecansäure, die Perfluordodecansäure, die Perfluortridecansäure und die Perfluortetradecansäure als SVHC-Stoffe bewertet.^[4] PFOA darf – von wenigen spezifischen Ausnahmen abgesehen – seit 4. Juli 2020 in der EU nicht mehr hergestellt und in den Verkehr gebracht werden. In Gemischen liegt die Obergrenze für PFOA bei 25 ppb und für PFOA-Vorläuferverbindungen bei 1000 ppb.^[5][6]

PFOA inkl. ihrer Salze und verwandter Verbindungen wurden 2019 in die Anlage A des Stockholmer Übereinkommens aufgenommen.^[7] Langkettige Perfluorcarbonsäuren – Perfluornonansäure (C₉) bis Perfluorheneicosansäure (C₂₁) – wurden 2021 zur Aufnahme ins Übereinkommen vorgeschlagen.^[8]

Literatur

• OECD (Hrsg.): Fact Cards of Major Groups of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs) (= OECD Environment, Health and Safety Publications. Series on Risk Management, Nr. 68). ENV/CBC/MONO(2022)1, 2022, 2. Perfluoroalkyl carboxylic (a) and dicarboxylic (b) acids, S. 16–30 (oecd.org). 

Einzelnachweise

1. ↑ Amélie Ritscher et al.: Zürich Statement on Future Actions on Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs). In: Environmental Health Perspectives. 126, 2018, doi:10.1289/EHP4158.
2. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Dodecafluoroctandisäure: CAS-Nummer: 678-45-5, EG-Nummer: 670-455-3, ECHA-InfoCard: 100.196.176, PubChem: 2733268, ChemSpider: 2015071, Wikidata: Q72500641.
3. ↑ ^{a b} Günter Siegemund, Werner Schwertfeger, Andrew Feiring, Bruce Smart, Fred Behr, Herward Vogel, Blaine McKusick: Fluorine Compounds, Organic. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi:10.1002/14356007.a11_349.
4. ↑ ECHA – Candidate List of Substances of Very High Concern for Authorisation, abgerufen am 23. September 2018.
5. ↑ Verordnung (EU) 2017/1000 der Kommission vom 13. Juni 2017 zur Änderung von Anhang XVII der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH) betreffend Perfluoroctansäure (PFOA), ihre Salze und PFOA-Vorläuferverbindungen
6. ↑ Verordnung (EU) 2020/784 der Kommission vom 8. April 2020 zur Änderung des Anhangs I der Verordnung (EU) 2019/1021 des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich der Aufnahme von Perfluoroctansäure (PFOA), ihrer Salze und von PFOA-Vorläuferverbindungen
7. ↑ Chemicals listed in Annex A. In: pops.int. Abgerufen am 2. September 2020. 
8. ↑ UNEP/POPS/POPRC.17/7 - Proposal to list long-chain perfluorocarboxylic acids, their salts and related compounds in Annexes A, B and/or C to the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants. In: pops.int. Abgerufen am 14. März 2022.