Монофторфосфат натрия
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Фтофторидат динатрия | |
| Другие имена Фторфосфат натрия, монофторфосфат динатрия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ЧЕМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.030.381 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Na2PFONa2PFO3 | |
| Молярная масса | 143.95 g/mol |
| Появление | белый порошок |
| Температура плавления | 625 ° C (1157 ° F; 898 К) |
| 25 г/100 мл | |
| Растворимость | нерастворим в этаноле , эфире |
| Фармакология | |
| A01AA02 ( ВОЗ ) A12CD02 ( ВОЗ ) | |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза ) | 0,9 г/кг (крыса, перорально) [1] |
| Паспорт безопасности (SDS) | Сигма-Олдрич |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Монофторфосфат натрия , обычно сокращенно SMFP , представляет собой неорганическое соединение с химической формулой Na 2 PO 3 F. Типичный для соли SMFP не имеет запаха, бесцветен и растворим в воде. Эта соль входит в состав некоторых зубных паст . [2]
Использование
[ редактировать ]SMFP наиболее известен как ингредиент некоторых зубных паст . [3] Он действует как источник фторида посредством следующей реакции гидролиза : [2]
- ПО 3 Ф 2− + ОН − → ГПО 4 2− + Ф −
Фторид защищает зубную эмаль от воздействия бактерий, вызывающих кариес (кариес). Хотя оно было разработано химиком компании Procter and Gamble , его использование в зубных пастах ( зубная паста Colgate и Ultra Brite ) было запатентовано компанией Colgate-Palmolive , поскольку компания Procter and Gamble занималась сбытом зубной пасты Crest (содержащей фторид олова , продаваемой как «Флуористан»). ). В начале 1980-х годов состав препарата Crest был изменен для использования SMFP под торговой маркой «Флуористат»; сегодня в зубных пастах Crest используется фторид натрия или фторид олова . По сравнению с прямыми фторидами монофторфосфат натрия имеет немного меньшее послевкусие.
SMFP также используется в некоторых лекарствах для лечения остеопороза . [2]
обнаружил, что монофторфосфат натрия В 1991 году Калгон ингибирует растворение свинца в питьевой воде при использовании в концентрациях от 0,1 до 500 мг/л. [4]
Кариес
[ редактировать ]Разрушение зубов вызвано бактериями, естественным образом присутствующими во рту. Эти бактерии образуют на зубах липкую бесцветную мягкую пленку, называемую налетом . Когда употребляются продукты, содержащие углеводы ( крахмалы и сахара ), бактерии, образующие зубной налет, используют сахар как форму энергии. Они также превращают его в клейкое вещество, которое помогает им прилипать к поверхности зуба. Зубной налет вырабатывает кислоту , которая разрушает эмаль . [5]
Химия распада
[ редактировать ]Зубная эмаль состоит в основном из гидроксифосфата кальция Ca 5 (PO 4 ) 3 OH, также известного как минерал гидроксиапатит . Апатит – твердое нерастворимое соединение. Кислота (H + ), особенно после еды с высоким содержанием сахара, разрушает апатит:
- Са 5 (PO 4 ) 3 OH (s) + H + (водн.) → Са 5 (PO 4 ) 3 + (водн.) + Н 2 О (ℓ)
Химия фторирования эмали
[ редактировать ]Разложение апатита за счет потери OH − приводит к растворению эмали. Процесс обратим, поскольку слюна возвращает ОГ обратно. − реформировать апатит. Если фторид, F − , ионы присутствуют в слюне, также образуется фторапатит Ca 5 (PO 4 ) 3 F.
- Са 5 (РО 4 ) 3 + (вод) + Ф − (водн.) → Ca 5 (PO 4 ) 3 F (тв)
Фторапатит противостоит воздействию кислот лучше, чем сам апатит, поэтому зубная эмаль лучше противостоит разрушению, чем эмаль, не содержащая фтора. [6]
Подготовка и структура
[ редактировать ]Монофторфосфат натрия получают в промышленности реакцией фторида натрия с метафосфатом натрия : [2]
- NaPO 3 + NaF → Na 2 PO 3 F
Процесс включает разрыв пирофосфатной связи, аналогичный гидролизу. SMFP также можно получить обработкой тетрапирофосфата натрия или динатрийфосфата фтороводородом. [2]
В лаборатории SMFP можно получить гидролизом ионов дифторфосфата разбавленным гидроксидом натрия :
- ПО 2 Ф 2 − + 2 NaOH → Na 2 PO 3 F + H 2 O + F −
Структура
[ редактировать ]Структура фторфосфат-аниона состоит из фосфора в центре тетраэдра, определяемого тремя атомами кислорода и одним фтором . Формальные представления изображают двойную связь между одним атомом кислорода и фосфором и одинарными связями для двух других атомов кислорода и фтора. В этом очень формальном изображении отрицательный заряд локализован на атомах O одинарных связей PO. SMFP подобен и изоэлектронен Na 2 SO 4 ему . Анион имеет C3v симметрию .
Открытие и развитие
[ редактировать ]Монофторфосфат натрия был впервые описан в 1929 году немецким химиком Вилли Ланге , который тогда работал в Берлинском университете. Его бесплодные попытки получить свободную монофторфосфорную кислоту заставили его проверить стабильность ее эфиров. Вместе с Гердой фон Крюгер , одной из своих учениц, Ланге таким образом синтезировал диэтилфторфосфат и некоторые его аналоги, которые оказались весьма токсичными, относясь к нервно-паралитическим веществам . В 1930-х годах Герхард Шредер , работавший в немецкой компании IG Farben , пытался разработать синтетический инсектицид . Его работа была сосредоточена на эфирах фосфорной кислоты и привела к случайному открытию некоторых других нервно-паралитических агентов, таких как ДФП ( диизопропилфторфосфат ), табун , зоман и зарин . Тем временем Ланге, женатый на еврейке, эмигрировал из Германии в США и начал работать в Procter and Gamble компании . В 1947 году он и Ральф Ливингстон из компании «Монсанто» опубликовали информацию о получении свободных фторфосфорных кислот и упомянули использование некоторых токсичных эфиров монофторфосфорной кислоты (таких как ДФП) при лечении глаукома и миастения . Хорошо известная токсичность этих сложных эфиров привела к опасениям, что простые соли также могут быть токсичными, и такие опасения препятствовали крупномасштабному коммерческому использованию солей. В 1950 году при спонсорской поддержке производителя соединений Ozark Chemical Company токсичность монофторфосфата натрия изучалась Гарольдом Ходжем в Университете Рочестера , включая испытания на противокариесное действие. В 1967 году компания Colgate-Palmolive подала несколько патентов на использование монофторфосфата натрия в зубной пасте. [4]
Безопасность
[ редактировать ]Обычное содержание SMFP в зубной пасте составляет 0,76%. Это соединение используется вместо фторида натрия, особенно в детских зубных пастах, поскольку оно менее токсично, хотя оба имеют умеренную токсичность. ЛД у 50 крыс составляет 0,9 г/кг. [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Данные по безопасности (MSDS) для фторфосфата натрия» . Архивировано из оригинала 11 января 2009 г. Проверено 6 июля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Клаус Шрёдтер, Герхард Беттерманн, Томас Стаффель, Фридрих Валь, Томас Кляйн, Томас Хофманн «Фосфорная кислота и фосфаты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2008, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a19_465.pub3
- ^ Вольфганг Вайнерт «Продукты гигиены полости рта» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2000, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a18_209
- ^ Jump up to: а б Питер Мейерс История монофторфосфата
- ^ «HealthyTeeth — советы по здоровому сну, новости и обзоры продуктов» . Здоровые зубы . Проверено 19 апреля 2018 г.
- ^ Дэвис, Р.Э., доктор философии, Меткалф, ХК, Уильямс, Дж. Э., Кастка, Дж. Ф. (1999). Современная химия . Остин, Техас: Harcourt Brace & Company.
- ^ «Данные по безопасности (MSDS) для фторфосфата натрия» . Архивировано из оригинала 11 января 2009 г. Проверено 6 июля 2009 г.