Перфторированное соединение

( Перфторированное соединение ПФУ ) или перфторсоединение представляет собой фторорганическое соединение , в котором отсутствуют связи CH. Многие перфторированные соединения обладают свойствами, существенно отличающимися от свойств их CH-содержащих аналогов. в ПФУ являются OH , CO ₂ H , хлор , O и SO ₃ H. Обычными функциональными группами Электрофторирование является преобладающим методом производства ПФУ. Благодаря своей химической стабильности некоторые из этих перфторированных соединений биоаккумулируются .

Приложения

Один класс перфторированных соединений, фторсодержащие поверхностно-активные вещества, широко используется в производстве тефлона (ПТФЭ) и родственных фторированных полимеров. Их также использовали для придания гидрофобности тканям и устойчивости к пятнам. Они являются компонентами огнетушащей пены . ^{[ 1 ]} Фторповерхностно-активные вещества (ПФАС) снижают поверхностное натяжение , концентрируясь на границе раздела жидкость-воздух из-за липофобности полифторуглеродов.

Хлорфторуглероды также являются перфторированными соединениями, многие из которых ранее использовались в качестве хладагентов ( фреон ), пока не были вовлечены в разложение озона .

Производство

Распространенным промышленным методом синтеза перфторсоединений является электрофторирование .

Некоторые перфторгетероарены получаются путем насыщающего присоединения и последующей дефторирующей реароматизации. ^{[ 2 ]}

Примеры по функциональным группам

Перфторированные алкилгалогениды

Трифториодметан – алкилирующий агент.
Пентафторэтилйодид – алкилирующий агент.
Перфтороктилбромид , или перфлуброн , контрастное вещество для магнитно-резонансной томографии (МРТ), компьютерной томографии (КТ) и сонографии ; жидкость, используемая при жидкостном дыхании .
Дихлордифторметан , хладагент.

Перфторалкены

Тетрафторэтилен , предшественник политетрафторэтилена (ПТФЭ).
Хлортрифторэтилен , хладагент и предшественник полихлортрифторэтилена (ПХТФЭ).
Дихлордифторэтилен (три изомера).

Перфторэфиры и эпоксиды

Оксид гексафторпропилена , предшественник перфторметилвинилового эфира (CF ₂ =CFOCF ₃ ), предшественник мономера Krytox , перфторированного полиэфира, используемого в специальных маслах и смазках.

Перфторспирты

Нонафтор-трет-бутиловый спирт
Перфтортриэтилкарбинол
Пентафторфенол – умеренно сильная кислота.

Первичные и вторичные перфторированные спирты неустойчивы по отношению к дегидрофторированию .

Перфторамины

Перфтортрипентиламин (и родственные производные) содержатся в Fluorinert , охлаждающих жидкостях для электроники.

Перфторкетоны

Гексафторацетон , строительный блок в фторорганической химии .

Перфторкарбоновые кислоты

Трифторуксусная кислота — умеренно сильная кислота, используемая в органической химии.
Гептафтормасляная кислота — умеренно сильная кислота, полезная в органической и аналитической химии.
Пентафторбензойная кислота — умеренно сильная кислота, представляющая интерес для исследовательского сообщества.
Перфтороктановая кислота (ПФОК), поверхностно-активное вещество, используемое для производства фторполимеров, таких как тефлон .
Перфторнонановая кислота (ПФНА), поверхностно-активное вещество при эмульсионной полимеризации фторполимеров, таких как ПФОК.

Перфторнитрилы и изонитрилы

Трифторметилизоцианид , простейший перфторированный изонитрил.
Трифторметилацетонитрил, простейший перфторированный нитрил.

Перфторсульфоновые кислоты и родственные производные

Трифликовая кислота – полезная сильная кислота.
перфторбутансульфоновая кислота (ПФБС), используемая в качестве замены ПФОС в компании 3M новом составе Scotchgard .
перфторбутансульфонамид (FBSA), сульфонамидное производное PFBS.
перфтороктансульфонилфторид (ПОСФ), предшественник соединений на основе ПФОС.
перфтороктансульфонамид (PFOSA), используемый в составе Scotchgard компании 3M.
перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС), используемая в полупроводниковой промышленности, бывший состав Scotchgard компании 3M и бывшая смесь противопожарной пены 3M.

Перфторированные арилбораты

Na[B(C ₆ F ₅ ) ₄ ] , соль слабокоординирующего аниона .

Проблемы окружающей среды и здоровья

Промышленное производство и использование перфторалкановых соединений связано с рядом проблем, связанных с окружающей средой и здоровьем. Исключительная стабильность перфторированных соединений желательна с точки зрения применения, а также является причиной проблем окружающей среды и здоровья.

Перфторалканы

Низкокипящие перфторалканы являются мощными парниковыми газами , отчасти из-за их очень длительного существования в атмосфере. Экологические проблемы, связанные с перфторсоединениями, аналогичны проблемам с хлорфторуглеродами и другими галогенсодержащими соединениями, используемыми в качестве хладагентов и материалов для пожаротушения. История использования, воздействие на окружающую среду и рекомендации по использованию включены в Киотский протокол .

Фторповерхностно-активные вещества

Фторуглероды ПФОК (перфтороктановая кислота) и ПФОС (перфтороктановый сульфонат) были исследованы ЕС и Агентством по охране окружающей среды США (EPA), которые считают их вредными для окружающей среды. ^{[ 3 ]} В частности, исследования показали, что ПФОС вызывал «необычные и серьезные последствия при испытаниях на токсичность на животных, что он присутствовал во всем мире у людей и диких животных и что он был очень стойким в окружающей среде». ^{[ 4 ]} (Аналогичные опасения последовали и в отношении ПФОК.)

Фторповерхностно-активные вещества склонны к биоаккумуляции , поскольку они чрезвычайно стабильны и могут храниться в организме человека и животных. Примеры включают ПФОК и ПФОС, часто присутствующие в водостойких тканях, а также спреи, придающие водостойкие свойства тканям, и огнетушащую пену . ^{[ 3 ]} Данные исследований ПФОК на животных показывают, что она может вызывать несколько типов опухолей и неонатальную смертность, а также оказывать токсическое воздействие на иммунную, печеночную и эндокринную системы. По состоянию на 2010 год ^[update] данные о влиянии ПФОК на здоровье человека были скудны. ^{[ 5 ]}

По состоянию на 2015 год ВВС США провели испытания на 82 бывших и действующих военных объектах США на предмет содержания фторсодержащих поверхностно-активных веществ в пене для пожаротушения. ^{[ 6 ]} В 2015 году ПФУ были обнаружены в грунтовых водах на военно-морской авиабазе Брансуик , штат Мэн, и на авиабазе резерва Гриссом , штат Индиана, а также в колодезной воде на базе ВВС Пиз , Нью-Гемпшир, где 500 человек, включая детей, сдали анализы крови в рамках биологического исследования. план мониторинга через Департамент здравоохранения и социальных служб штата. Исследовательские программы Министерства обороны США пытались определить природу и степень загрязнения ПФАС на военных объектах США, особенно в грунтовых водах. ^{[ 7 ]}

В отчете Конгрессу за 2018 год указано, что «по меньшей мере 126 систем питьевой воды на военных базах или вблизи них» были загрязнены соединениями ПФАС. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Исследование 2016 года показало небезопасность ^{[ 10 ]} уровни фторсодержащих поверхностно-активных веществ в 194 из 4864 источников водоснабжения в 33 штатах США. Исследование, охватывающее две трети запасов питьевой воды в Соединенных Штатах, показало, что на тринадцать штатов приходится 75% обнаружений. В порядке частоты это были: Калифорния, Нью-Джерси, Северная Каролина, Алабама, Флорида, Пенсильвания, Огайо, Нью-Йорк, Джорджия, Миннесота, Аризона, Массачусетс и Иллинойс. противопожарная пена . В качестве основного вклада была выделена ^{[ 11 ]}

См. также

Ссылки

^ Седлак, Мэг (октябрь 2016 г.). «Профиль - Перфтороктановый сульфонат (ПФОС)» (PDF) . sfei.org . Устьевой институт Сан-Франциско . Проверено 2 ноября 2016 г. .
^ Чемберс, Р.Д.; Сарджент, CR (1981). «Полифторгетероароматические соединения». В Катрицки, АР; Бултон, Эй Джей (ред.). Достижения гетероциклической химии . Том. 28. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN 0-12-020628-5 . LCCN 62-13037 .
^ Jump up to: ^а ^б Агентство по охране окружающей среды США. "ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ" . Перфтороктановая кислота (ПФОК) и фторированные теломеры . Проверено 11 мая 2011 г.
^ Ауэр, Чарльз, Фрэнк Ковер, Джеймс Айдала, Маркс Гринвуд. «Токсичные вещества: полвека прогресса». Ассоциация выпускников EPA. Март 2016.
^ Стинленд, Кайл; Флетчер, Тони; Савиц, Дэвид А. (2010). «Эпидемиологические данные о влиянии перфтороктановой кислоты (ПФОК) на здоровье» . Перспективы гигиены окружающей среды . 118 (8): 1100–8. дои : 10.1289/ehp.0901827 . ПМК 2920088 . ПМИД 20423814 .
^ «Официальные представители Гриссома: испытания скважин не выявили химического загрязнения» . Телевизионная корпорация ЛИН . Ассошиэйтед Пресс. 19 сентября 2015 года . Проверено 19 сентября 2015 г.
^ Программа стратегических экологических исследований и разработок (SERDP), Программа сертификации технологий экологической безопасности (ESTCP) Пер- и полифторалкильные вещества (PFAS): веб-семинары «Границы анализа и характеристики» , 28 января 2016 г.
^ Люстгартен, Абрам (20 июня 2018 г.). «Скрытое исследование: Агентство по охране окружающей среды недооценило опасность широко распространенных химикатов» . ПроПублика . Лиза Сонг, Талия Бьюфорд . Проверено 23 июня 2018 г.
^ Ассошиэйтед Пресс (31 июля 2017 г.). «ВВС не будут платить за загрязнение воды в городах» . Таймс ВВС . Проверено 23 июня 2018 г.
^ Выше минимальных уровней отчетности, требуемых Агентством по охране окружающей среды — 70 частей на триллион (нг/л) для ПФОС и ПФОК.
↑ Небезопасные уровни токсичных химикатов обнаружены в питьевой воде для 6 миллионов американцев. Сеть Science X, phys.org, 9 августа 2016 г.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с перфторированными соединениями, на Викискладе?

[1] Седлак, Мэг (октябрь 2016 г.). «Профиль - Перфтороктановый сульфонат (ПФОС)» (PDF) . sfei.org . Устьевой институт Сан-Франциско . Проверено 2 ноября 2016 г. .

[2] Чемберс, Р.Д.; Сарджент, CR (1981). «Полифторгетероароматические соединения». В Катрицки, АР; Бултон, Эй Джей (ред.). Достижения гетероциклической химии . Том. 28. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN 0-12-020628-5 . LCCN 62-13037 .

[US_Environmental_Protection_Agency-3] Jump up to: ^а ^б Агентство по охране окружающей среды США. "ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ" . Перфтороктановая кислота (ПФОК) и фторированные теломеры . Проверено 11 мая 2011 г.

[4] Ауэр, Чарльз, Фрэнк Ковер, Джеймс Айдала, Маркс Гринвуд. «Токсичные вещества: полвека прогресса». Ассоциация выпускников EPA. Март 2016.

[PFOA-5] Стинленд, Кайл; Флетчер, Тони; Савиц, Дэвид А. (2010). «Эпидемиологические данные о влиянии перфтороктановой кислоты (ПФОК) на здоровье» . Перспективы гигиены окружающей среды . 118 (8): 1100–8. дои : 10.1289/ehp.0901827 . ПМК 2920088 . ПМИД 20423814 .

[lin-6] «Официальные представители Гриссома: испытания скважин не выявили химического загрязнения» . Телевизионная корпорация ЛИН . Ассошиэйтед Пресс. 19 сентября 2015 года . Проверено 19 сентября 2015 г.

[7] Программа стратегических экологических исследований и разработок (SERDP), Программа сертификации технологий экологической безопасности (ESTCP) Пер- и полифторалкильные вещества (PFAS): веб-семинары «Границы анализа и характеристики» , 28 января 2016 г.

[8] Люстгартен, Абрам (20 июня 2018 г.). «Скрытое исследование: Агентство по охране окружающей среды недооценило опасность широко распространенных химикатов» . ПроПублика . Лиза Сонг, Талия Бьюфорд . Проверено 23 июня 2018 г.

[9] Ассошиэйтед Пресс (31 июля 2017 г.). «ВВС не будут платить за загрязнение воды в городах» . Таймс ВВС . Проверено 23 июня 2018 г.

[10] Выше минимальных уровней отчетности, требуемых Агентством по охране окружающей среды — 70 частей на триллион (нг/л) для ПФОС и ПФОК.

[11] Небезопасные уровни токсичных химикатов обнаружены в питьевой воде для 6 миллионов американцев. Сеть Science X, phys.org, 9 августа 2016 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

v т и Проблемы со здоровьем, связанные с пластиками и полигалогенированными соединениями (ПГК)
Пластификаторы : Фталаты	ДИБП ДАД ББП (ББзП) ДИХП ДЭГФ (ДОФ) ДИДП ДИНП
Различные пластификаторы	Органофосфаты Адипаты ( ДЕГА МОЛИТВА )
Мономеры	Бисфенол А (BPA, в поликарбонатах ) Винилхлорид (в ПВХ )
Различные добавки, в т.ч. ПМСП	ПБДЭ печатные платы Оловоорганические соединения ПФУ Перфтороктановая кислота
Проблемы со здоровьем	тератогенный Канцероген Эндокринный разрушитель Диабет Ожирение Полимерная дымовая лихорадка
Загрязнение	Пластиковое загрязнение Загрязнение резины Большое тихоокеанское мусорное пятно Стойкие органические загрязнители Диоксины Список опасностей для здоровья окружающей среды
Правила	Калифорнийское предложение 65 Европейский регламент REACH Закон Японии о токсичных веществах Закон о контроле над токсичными веществами