三氟乙酸钾的应用与研究

概述

三氟乙酸钾又名2,2,2-三氟乙酸钾，其分子式为C₂F₃KO₂，分子量为152.11，常温常压下表现为白色至浅黄色固体，可以三氟乙酸与氢氧化钾制备。

从结构的角度分析，三氟乙酸钾结构中的阴离子（CF₃CO₂⁻）可参与亲核取代、乙酰化及三氟甲基化反应，故其可应用于药物中间体、农药及材料的合成。

应用

农药合成领域，以1-溴-3,5-二氯苯和三氟乙酸钾作为起始原料经硝化反应即可得到氟虫腈关键中间体1,3-二氯-2-硝基-5-(三氟甲基)苯。相比于传统的合成方法，上述合成方法操作方便，无环境污染的风险，具有较高的产率^[1]。药物合成领域则报道了一种由放射引导的癌症光动力治疗用剂的制备方法。首先以碳酸铈为铈源，三氧化二钕为钕源，以纯水与三氟乙酸的混合液为反应溶剂，通过水热反应制得稀土三氟乙酸盐；再以油酸，油胺及1-十八烯为反应介质，利用三氟乙酸钾与稀土三氟乙酸盐反应，制得X射线激发发光纳米粒；然后向十二烷基磺酸钠水溶液中依次加入四羧基酞菁铁的四氢呋喃溶液以及氮掺杂碳点溶液，得到铁酞菁敏化碳点溶液；向钛酸酯的四氢呋喃溶液中加入铁酞菁敏化碳点溶液及X射线激发发光纳米粒，经溶剂热反应，即得上述治疗药剂。该激发光敏剂具有良好的生物安全性，在X射线的激发下，产生羟基自由基，在肿瘤部位乏氧的情况下也可具有良好的治疗效果^[2]。

纳米生物材料技术领域则报道了一种高效抗淬灭钕离子掺杂稀土红外荧光探针及其合成方法。该荧光探针是一种核壳结构的纳米晶体，其包括下转换发光核心和惰性壳层两个部分。下转换发光核心为钕掺杂稀土纳米晶体，惰性壳层完全包裹发光核心，用于增强纳米晶体的发光稳定性和发光效率，可以提高钕的下转换荧光量子产率与荧光稳定性，降低环境对钕离子掺杂的下转换荧光的淬灭效应^[3]。

除了在上述领域的应用，三氟乙酸钾还可用于制备高性能液晶材料，其代替传统三氟甲基化试剂三氟乙酸钠，可以大大提高液晶材料的收率，且该方法原料易得，方法简单，特别适宜于高介电各向异性液晶化合物单体的合成，可有效提高反应的收率和产品质量，值得大范围推广应用^[4]。

有关研究

碳基无机钙钛矿太阳能电池因其成本低和优异的热稳定性受到科研工作者的广泛关注。然而，钙钛矿本征缺陷和界面能级失配严重损害了器件的光伏性能。为了克服上述问题，研究人员针对低温碳基CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池提出了一种多功能氟化双界面设计，即采用三氟乙酸钾(KTFA)和4-三氟甲基苄胺溴(CF₃PMABr)分别修饰SnO₂/CsPbI₂Br和CsPbI₂Br/碳电极两个界面。研究发现TFA-离子分布于SnO₂/CsPbI₂Br界面，而少量K⁺离子扩散到钙钛矿晶格中参与成核和结晶，造成更有利的界面能级排列，同时改善了薄膜质量，钝化了埋底界面缺陷，释放了界面残余应变，以及抑制了电荷复合和离子迁移过程。另一方面，CF₃PMABr钝化了钙钛矿表面的I/Br空位并形成了二维钙钛矿覆盖层以促进CsPbI₂Br/碳界面处空穴的提取和传输。最终，氟化双界面调控的器件获得了14.05%的光电转换效率(PCE)，该值为已报道的低温碳基CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池的最高PCE之一。此外，未封装的优化器件在环境空气中表现出改善的湿，热和光照稳定性^[5]。

参考文献

[1]于国权,孙霞林,马长庆,等.一种氟虫腈关键中间体的制备方法:CN201811232015.5[P].

[2]卢霞,李想,汪磊,等.一种由放射引导的癌症光动力治疗用剂及其制备方法:CN202211680798.X[P].

[3]张凡,王睿.一种高效抗淬灭钕掺杂稀土红外荧光探针及其合成方法:CN 201410519536[P].

[4]韩耀华,丁兴立,赵立峰,等.一种制备含三氟甲基苯类液晶的方法:CN201210150782.8[P].

[5]张祥,张丹,台启东.低温碳基CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池的氟化双界面研究[C]//第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会.武汉大学工业科学研究院, 2023.