Tetrafluoroethan (HFA 134a) – khí đẩy thay CFC cho bình xịt định liều

Tetrafluoroethan (1,1,1,2-tetrafluoroethan, HFA 134a, HFC 134a) là một hydrofluoroalkan – phân tử chỉ gồm carbon, hydro và fluor, không có clo – công thức C₂H₂F₄. Nhờ gần như không làm suy giảm tầng ozon, nó trở thành khí đẩy chính thay thế CFC trong bình xịt định liều (MDI) dạng hít và xịt mũi.

Thông tin nhanh

Ứng dụng và lưu ý khi xây dựng công thức

• Khí đẩy cho bình xịt định liều dạng hít và xịt mũi, thay CFC-12 (dichlorodifluoromethan) vì áp suất hơi gần tương đương. Trong công nghiệp lạnh, nó cũng đã thay CFC-12 làm môi chất lạnh.
• Là dung môi rất kém: chỉ số Kauri-butanol chỉ khoảng 8, tham số hòa tan thấp. Các chất diện hoạt quen dùng trong MDI thế hệ CFC (sorbitan trioleat, sorbitan sesquioleat, acid oleic, lecithin đậu nành) tan rất ít, có khi không đủ để giữ hoạt chất phân tán – thường phải thêm đồng dung môi phân cực hơn (ví dụ ethanol) hoặc đổi hệ chất diện hoạt.
• Chuyển từ CFC sang HFA không chỉ là đổi khí: phải thiết kế lại công thức, kiểm tra tương hợp với gioăng/elastomer của van, và đổi cả quy trình, thiết bị nạp và đóng gói. Nhiều công thức MDI dùng HFA 134a được bảo hộ bằng sáng chế – cần tra cứu trước khi phát triển.
• Với thuốc hít, phải dùng loại dược dụng; loại công nghiệp có thể không đạt về hồ sơ tạp chất.

Mô tả và tính chất

• Khí hóa lỏng: là chất lỏng khi chứa trong bình dưới áp suất hơi của chính nó, thành khí ở nhiệt độ và áp suất phòng. Chất lỏng không màu, gần như không mùi; hơi nồng độ cao có mùi nhẹ giống ether. Không ăn mòn, không kích ứng, không cháy.
• Nhiệt độ sôi −26,2 °C; nhiệt độ đông đặc khoảng −108 °C; nhiệt độ tới hạn 101,0 °C, áp suất tới hạn 4,11 MPa.
• Áp suất hơi 569 kPa (20 °C) và 662 kPa (25 °C).
• Tỷ trọng pha lỏng 1,226 g/cm³ (20 °C) và 1,207 g/cm³ (25 °C); hơi nặng hơn không khí khoảng 3,5 lần.
• Độ nhớt pha lỏng khoảng 0,22 mPa·s (20 °C).
• Tan trong ethanol 95% và ether; rất ít tan trong nước (khoảng 1 trong 1294 phần ở 20 °C).
• Chưa có tiêu chuẩn dược điển trong sách; tiêu chuẩn điển hình của nhà sản xuất: trong, không màu; hàm lượng ≥ 99,99%; nước ≤ 10 ppm; độ acid (tính theo HCl) ≤ 0,1 ppm; cặn không bay hơi ≤ 5 ppm; tạp chưa định danh tổng ≤ 10 ppm.

Độ ổn định và bảo quản

Không phản ứng, bền; khí hóa lỏng ổn định khi dùng làm khí đẩy. Bảo quản trong bình kim loại, nơi khô mát.

Tương kỵ

Tương kỵ chính là không trộn lẫn được với nước. Do chỉ số Kauri-butanol rất thấp, HFA 134a hòa tan kém phần lớn hoạt chất dùng trong MDI và cả một số chất diện hoạt thông dụng (xem phần ứng dụng).

Sản xuất

Có nhiều đường tổng hợp, ví dụ: đồng phân hóa – hydrofluor hóa CFC-113 thành CFC-114a rồi khử clo bằng hydro; hoặc hydrofluor hóa tricloroethylen qua chất trung gian HCFC-133a.

An toàn và thao tác

• Được xem là không độc, không kích ứng khi dùng đúng hướng dẫn. Không có nguy cơ cấp hay mạn khi phơi nhiễm hơi dưới giới hạn chấp nhận 1000 ppm (trung bình 8 và 12 giờ) – tương đương ngưỡng của CFC-12.
• Hít hơi nồng độ cao có hại như với CFC-12; cố ý hít có thể gây tử vong. Nhãn aerosol chứa HFA 134a cần cảnh báo tương tự aerosol CFC.
• Thao tác như với khí hóa lỏng: kính bảo hộ, găng tay, quần áo bảo hộ, nơi thông gió tốt. Hơi nặng hơn không khí và không duy trì sự sống – khi vệ sinh bồn lớn từng chứa khí đẩy phải cấp đủ oxy cho công nhân.
• Không cháy, nhưng khi bị nhiệt phân tạo khói độc.
• Giới hạn phơi nhiễm nghề nghiệp dài hạn tại Anh (8 giờ): 4240 mg/m³ (1000 ppm).

Môi trường và pháp lý

• Có trong FDA Inactive Ingredients Guide (aerosol hít và xịt mũi); có trong thuốc không tiêm được cấp phép tại Anh.
• HFA 134a không làm suy giảm tầng ozon nhưng là khí nhà kính có hệ số làm nóng toàn cầu cao. (Ngoài sách) Sau năm 2006, các HFC được đưa vào lộ trình cắt giảm (sửa đổi Kigali 2016, quy định khí F của EU); ngành dược đang chuyển sang khí đẩy có hệ số làm nóng thấp hơn như HFA 152a và HFO-1234ze cho MDI – cần theo dõi quy định hiện hành.

Chất liên quan: difluoroethan (HFC 152a), heptafluoropropan (HFA 227), clorofluorocarbon (CFC).

Nguồn tham khảo

Nội dung được CPC1 biên soạn, tóm lược có chọn lọc từ chuyên luận Tetrafluoroethane (HFC) trong:
Rowe R.C., Sheskey P.J., Owen S.C. (chủ biên). Handbook of Pharmaceutical Excipients, ấn bản 5.
Pharmaceutical Press (London) & American Pharmacists Association (Washington DC), 2006.
Bài viết không sao chép nguyên văn tài liệu gốc; các số liệu kỹ thuật được dẫn lại từ tài liệu này.

Ảnh minh họa: công thức cấu tạo do CPC1 vẽ lại từ dữ liệu cấu trúc hóa học công khai.

Lưu ý: thông tin mang tính tham khảo cho người làm chuyên môn bào chế, dựa trên ấn bản năm 2006.
Tiêu chuẩn chất lượng và tình trạng pháp lý có thể đã thay đổi — luôn đối chiếu dược điển và quy định
hiện hành trước khi sử dụng.