Jump to content

Фторорганическая химия

(Перенаправлено из Алкилфторида )

Некоторые важные фторорганические соединения. А: фторметан
Б: изофлюран
C: ХФУ
D: ГФУ
E: трифликовая кислота
Ф: Тефлон
Г: ПФОС
H: фторурацил
Я: флуоксетин

Фторорганическая химия описывает химию фторорганических соединений , органических соединений , содержащих связь углерод-фтор . Фторорганические соединения находят разнообразное применение: от нефте- и водоотталкивающих средств до фармацевтических препаратов , хладагентов и реагентов для катализа . Помимо этих применений, некоторые фторорганические соединения являются загрязнителями из-за их вклада в разрушение озонового слоя , глобальное потепление , биоаккумуляцию и токсичность . Область фторорганической химии часто требует специальных методов, связанных с обращением с фторирующими агентами.

Связь углерод-фтор

[ редактировать ]

Фтор имеет ряд отличительных отличий от всех других заместителей, встречающихся в органических молекулах. В результате физические и химические свойства фторорганических соединений могут отличаться от других галогенорганических соединений .

  1. Связь углерод-фтор — одна из самых прочных в органической химии (средняя энергия связи около 480 кДж/моль). [ 1 ] ). Это значительно прочнее, чем связи углерода с другими галогенами (средняя энергия связи, например, связи C-Cl составляет около 320 кДж/моль). [ 1 ] ) и является одной из причин, почему фторорганические соединения обладают высокой термической и химической стабильностью.
  2. Связь углерод-фтор относительно короткая (около 1,4 Å). [ 1 ] ).
  3. Ван -дер-Ваальсовый радиус фтористого заместителя составляет всего 1,47 Å, [ 1 ] который короче, чем у любого другого заместителя, и близок к таковому у водорода (1,2 Å). Это, наряду с короткой длиной связи, является причиной отсутствия стерической деформации в полифторированных соединениях. Это еще одна причина их высокой термостабильности. Кроме того, фтористые заместители в полифторированных соединениях эффективно защищают углеродный скелет от возможных агрессивных реагентов. Это еще одна причина высокой химической стабильности полифторированных соединений.
  4. Фтор имеет самую высокую электроотрицательность из всех элементов: 3,98. [ 1 ] Это обуславливает высокий дипольный момент связи CF (1,41 Д [ 1 ] ).
  5. У фтора самая низкая поляризуемость из всех атомов: 0,56. 10 −24 см 3 . [ 1 ] Это вызывает очень слабые дисперсионные силы между полифторированными молекулами и является причиной часто наблюдаемого снижения температуры кипения при фторировании, а также одновременной гидрофобности и липофобности полифторированных соединений, тогда как другие пергалогенированные соединения более липофильны .

По сравнению с арилхлоридами и бромидами арилфториды лишь неохотно образуют реактивы Гриньяра . [ нужна ссылка ] С другой стороны, арилфториды, например фторанилины и фторфенолы , часто эффективно подвергаются нуклеофильному замещению. [ 2 ]

Виды фторорганических соединений

[ редактировать ]

Фторуглероды

[ редактировать ]

Формально фторуглероды содержат только углерод и фтор. Иногда их называют перфторуглеродами. Это могут быть газы, жидкости, воски или твердые вещества, в зависимости от их молекулярной массы. Простейшим фторуглеродом является газ тетрафторметан (CF 4 ). Жидкости включают перфтороктан и перфтордекалин. Хотя фторуглероды с одинарными связями стабильны, ненасыщенные фторуглероды более реакционноспособны, особенно с тройными связями. Фторуглероды более химически и термически стабильны, чем углеводороды, что отражает относительную инертность связи CF. Они также относительно липофобны . Из-за уменьшения межмолекулярных ван-дер-ваальсовых взаимодействий соединения на основе фторуглеродов иногда используются в качестве смазок или обладают высокой летучестью. Фторуглеродные жидкости находят медицинское применение в качестве переносчиков кислорода. [ нужна ссылка ]

Строение фторорганических соединений может быть различным. Как показано ниже, перфторированные алифатические соединения имеют тенденцию к сегрегации от углеводородов. Этот эффект «подобное растворяется подобное» связан с полезностью фторсодержащих фаз и использованием ПФОК при переработке фторполимеров. В отличие от алифатических производных, перфторароматические производные имеют тенденцию образовывать смешанные фазы с нефторированными ароматическими соединениями в результате донорно-акцепторных взаимодействий между пи-системами.

Разделение алкильных и перфторалкильных заместителей. [ 3 ]
Упаковка в кристалл пентафтортолана (C 6 F 5 CCC 6 H 5 ), иллюстрирующая донорно-акцепторные взаимодействия между фторированными и нефторированными кольцами. [ 4 ]

Фторполимеры

[ редактировать ]

Полимерные фторорганические соединения многочисленны и имеют коммерческое значение. Они варьируются от полностью фторированных, например, ПТФЭ, до частично фторированных, например, поливинилиденфторида ([CH 2 CF 2 ] n ) и полихлортрифторэтилена ([CFClCF 2 ] n ). Фторполимер политетрафторэтилен (ПТФЭ/тефлон) представляет собой твердое вещество. [ нужна ссылка ]

Гидрофторуглероды

[ редактировать ]

Гидрофторуглероды (ГФУ), органические соединения, содержащие атомы фтора и водорода, являются наиболее распространенным типом фторорганических соединений. Они обычно используются в системах кондиционирования воздуха и в качестве хладагентов. [ 5 ] вместо более старых хлорфторуглеродов, таких как R-12 , и гидрохлорфторуглеродов, таких как R-21 . Они не наносят такого вреда озоновому слою, как соединения, которые они заменяют; однако они действительно способствуют глобальному потеплению . Их концентрация в атмосфере и вклад в антропогенные выбросы парниковых газов быстро растут, вызывая обеспокоенность международного сообщества по поводу их радиационного воздействия .

Фторуглероды с небольшим количеством связей CF ведут себя аналогично исходным углеводородам, но их реакционная способность может быть значительно изменена. Например, и урацил , и 5-фторурацил представляют собой бесцветные, тугоплавкие кристаллические вещества, но последний является мощным противораковым препаратом. Использование связи CF в фармацевтических препаратах основано на этой измененной реакционной способности. [ 6 ] Некоторые лекарственные препараты и агрохимикаты содержат только один фтористый центр или одну трифторметильную группу.

В отличие от других парниковых газов, включенных в Парижское соглашение , по гидрофторуглеродам ведутся другие международные переговоры. [ 7 ]

В сентябре 2016 года так называемая Нью-Йоркская декларация призвала к глобальному сокращению использования ГФУ. [ 8 ] 15 октября 2016 года из-за вклада этих химических веществ в изменение климата переговорщики из 197 стран встретились на саммите Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде в Кигали, Руанда, достигли юридически обязывающего соглашения о поэтапном отказе от гидрофторуглеродов (ГФУ) в поправке к Монреальский протокол . [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

Фторкарбены

[ редактировать ]

Как указано в этой статье, фторзаместители приводят к реакционной способности, которая сильно отличается от классической органической химии. Ярким примером является дифторкарбен CF 2 , который является синглетным , тогда как карбен (CH 2 ) имеет триплетное основное состояние. [ 12 ] Эта разница существенна, поскольку дифторкарбен является предшественником тетрафторэтилена .

Перфторированные соединения

[ редактировать ]

Перфторированные соединения являются производными фторуглеродов, поскольку по своей структуре они тесно связаны с фторуглеродами. Однако они также обладают новыми атомами, такими как азот , йод или ионные группы, такие как перфторированные карбоновые кислоты .

Методы получения связей C–F

[ редактировать ]

Фторорганические соединения получают различными способами в зависимости от степени и региохимии искомого фторирования и природы предшественников. Прямое фторирование углеводородов F 2 , часто разбавленным N 2 , полезно для получения сильнофторированных соединений:

Р
3
СН
+ Ф
2
Р
3
ЦФ
+ ВЧ

Однако такие реакции часто неселективны и требуют осторожности, поскольку углеводороды могут бесконтрольно «гореть» в F.
2
, аналогично горению углеводорода в O
2
. По этой причине были разработаны альтернативные методики фторирования. Обычно такие методы делятся на два класса.

Электрофильное фторирование

[ редактировать ]

Электрофильное фторирование основано на источниках «F». + «. Часто такие реагенты содержат связи NF, например F-TEDA-BF 4 . Асимметричное фторирование, при котором только один из двух возможных энантиомерных продуктов образуется из прохирального субстрата, основано на электрофильных реагентах фторирования. [ 13 ] Иллюстрацией этого подхода является получение предшественника противовоспалительных средств: [ 14 ]

Электросинтетические методы

[ редактировать ]

Специализированный, но важный метод электрофильного фторирования включает электросинтез . Этот метод в основном используется для перфторирования, т.е. замены всех связей C–H на связи C–F. Углеводород растворяют или суспендируют в жидком HF и смесь подвергают электролизу при напряжении 5–6 В с использованием никелевых анодов . [ 15 ] Впервые метод был продемонстрирован на препарате перфторпиридина ( C
5
Ф
5
N
) из пиридина ( C
5

5
Н
). Описано несколько вариантов этого метода, включая использование расплавленного бифторида калия или органических растворителей .

Нуклеофильное фторирование

[ редактировать ]

Основной альтернативой электрофильному фторированию является нуклеофильное фторирование с использованием реагентов, являющихся источниками «F». «Для нуклеофильного замещения, как правило, хлорида и бромида. метатезиса Реакции с использованием фторидов щелочных металлов являются самыми простыми. [ 16 ] Для алифатических соединений это иногда называют реакцией Финкельштейна , а для ароматических соединений — процессом Халекса .

Р
3
CCl
+ МФ Р
3
CF
+ MCl (M = Na, K, Cs)

Алкилмонофториды можно получить из спиртов и реагента Олаха (фторида пиридиния) или других фторирующих агентов.

Разложение тетрафторборатов арилдиазония в реакции Зандмейера. [ 17 ] или реакции Шимана используют фторбораты как F источники.

АрН
2
2БФ
4
АрФ + Н
2
+ лучший друг
3

Хотя фторид водорода может показаться маловероятным нуклеофилом, он является наиболее распространенным источником фторида при синтезе фторорганических соединений. Такие реакции часто катализируются фторидами металлов, такими как трифторид хрома. 1,1,1,2-Тетрафторэтан , заменитель ХФУ, получают в промышленности с использованием следующего подхода: [ 18 ]

Cl 2 C=CClH + 4 HF → F 3 CCFH 2 + 3 HCl

Обратите внимание, что это превращение влечет за собой два типа реакции: метатезис (замена Cl от Ф ) и гидрофторирование алкена .

Деоксофторирование

[ редактировать ]

Деоксофторирование превращает различные кислородсодержащие группы во фториды. Обычный реактив — тетрафторид серы :

РКО 2 Н + СФ 4 → РЦФ 3 + ТАК 2 + ВЧ

Более удобной альтернативой SF 4 является трифторид диэтиламиносеры , который представляет собой жидкость, тогда как SF 4 является коррозионным газом: [ 19 ] [ 20 ]

C 6 H 5 CHO + R 2 NSF 3 → C 6 H 5 CHF 2 + «R 2 NSOF»

Помимо DAST, существует широкий спектр подобных реагентов, включая, помимо прочего, 2-пиридинсульфонилфторид (PyFluor) и N -тозил-4-хлорбензолсульфонимидоилфторид (SulfoxFluor). [ 21 ] Многие из них демонстрируют улучшенные свойства, такие как лучший профиль безопасности, более высокая термодинамическая стабильность, простота обращения, высокая энантиоселективность и селективность в отношении устранения побочных реакций. [ 22 ] [ 23 ]

Из фторированных строительных блоков

[ редактировать ]

Многие фторорганические соединения образуются из реагентов, доставляющих перфторалкильные и перфторарильные группы. (Трифторметил)триметилсилан, CF 3 Si(CH 3 ) 3 в качестве источника трифторметильной группы. , используется , например, [ 24 ] Среди доступных фторированных строительных блоков можно назвать CF 3 X (X = Br, I), C 6 F 5 Br и C 3 F 7 I. Эти соединения образуют реактивы Гриньяра , которые затем можно обрабатывать различными электрофилами . Развитие фтористых технологий (см. ниже, раздел «Растворители») приводит к разработке реагентов для введения «фтористых хвостов».

Особым, но важным применением подхода, основанного на использовании фторированных строительных блоков, является синтез тетрафторэтилена , который производится в промышленных масштабах с использованием дифторкарбена. Процесс начинается с термического (600-800°С) дегидрохлорирования хлордифторметана : [ 6 ]

CHClF 2 → CF 2 + HCl
2 КФ 2 → С 2 Ж 4

Фтордихлорацетат натрия (CAS# 2837-90-3) используется для получения хлорфторкарбена для циклопропанирования.

18 F-методы доставки

[ редактировать ]

Полезность фторсодержащих радиофармпрепаратов в 18 F- позитронно-эмиссионная томография стимулировала разработку новых методов образования связей C–F. Из-за короткого периода полураспада 18 F, эти синтезы должны быть высокоэффективными, быстрыми и простыми. [ 25 ] Показательным методом является получение фторид-модифицированной глюкозы путем замещения трифлата меченым фторидным нуклеофилом:

Биологическая роль

[ редактировать ]

Биологически синтезированные фторорганические соединения были обнаружены у микроорганизмов и растений, но не у животных. [ 26 ] Наиболее распространенным примером является фторацетат , который используется как защита растений от травоядных животных как минимум на 40 растениях в Австралии, Бразилии и Африке. [ 27 ] Другие биологически синтезируемые фторорганические соединения включают ω-фтор жирные кислоты , фторацетон и 2-фторцитрат , которые, как полагают, биосинтезируются биохимическими путями из промежуточного фторацетальдегида. [ 26 ] Аденозилфторидсинтаза — фермент, способный биологически синтезировать связь углерод-фтор. [ 28 ]

Приложения

[ редактировать ]

Фторорганическая химия влияет на многие области повседневной жизни и технологий. Связь CF встречается, в фармацевтических препаратах , агрохимикатах , фторполимерах , хладагентах , поверхностно-активных веществах , анестетиках , маслоотталкивающих средствах , катализе и водоотталкивающих средствах среди прочего, .

Фармацевтика и агрохимия

[ редактировать ]

Связь углерод-фтор обычно встречается в фармацевтических и агрохимических препаратах, поскольку она обычно метаболически стабильна, а фтор действует как биоизостер атома водорода . По оценкам, 1/5 фармацевтических препаратов содержат фтор, в том числе некоторые из лучших лекарств. [ 29 ] [ 30 ] Примеры включают 5-фторурацил , флунитразепам (рогипнол), флуоксетин (прозак), пароксетин (паксил), ципрофлоксацин (ципро), мефлохин и флуконазол . Введение связи углерод-фтор в органические соединения является основной задачей для химиков-медиков, использующих фторорганическую химию, поскольку связь углерод-фтор увеличивает вероятность создания успешного лекарства примерно в десять раз. [ 30 ]

Пропеллент для ингаляторов

[ редактировать ]

Фторуглероды также используются в качестве пропеллента в дозированных ингаляторах, используемых для введения некоторых лекарств от астмы. Текущее поколение пропеллентов состоит из гидрофторалканов (HFA), которые заменили CFC ингаляторы на основе . Ингаляторы CFC были запрещены с 2008 года. в рамках Монреальского протокола [ 31 ] из-за экологических проблем с озоновым слоем. По состоянию на октябрь 2014 года генерические версии ингаляторов-пропеллентов с HFA, таких как FloVent и ProAir ( Сальбутамол ), отсутствуют.

Фторповерхностно-активные вещества

[ редактировать ]

Фторповерхностно-активные вещества, имеющие полифторированный «хвост» и гидрофильную «головку», служат поверхностно-активными веществами концентрируются на границе раздела жидкость-воздух , поскольку из-за своей липофобности . Фторповерхностно-активные вещества имеют низкую поверхностную энергию и значительно более низкое поверхностное натяжение. Фторсодержащие поверхностно-активные вещества перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС) и перфтороктановая кислота (ПФОК) являются двумя наиболее изученными из-за их повсеместного распространения, токсичности и длительного времени пребывания в организме человека и дикой природы.

Растворители

[ редактировать ]

Фторированные соединения часто проявляют различные свойства растворимости. Дихлордифторметан и хлордифторметан когда-то были широко используемыми хладагентами. ХФУ обладают мощным потенциалом разрушения озона из-за гомолитического разрыва связей углерод-хлор; их использование в значительной степени запрещено Монреальским протоколом . Гидрофторуглероды (ГФУ), такие как тетрафторэтан , служат заменой ХФУ, поскольку они не катализируют разрушение озона.

Кислород проявляет высокую растворимость в перфторуглеродных соединениях, что отражается на их липофильности. Перфтордекалин был продемонстрирован как кровезаменитель, транспортирующий кислород в легкие. Фторзамещенные эфиры являются летучими анестетиками , включая коммерческие продукты метоксифлуран , энфлюран , изофлюран , севофлуран и десфлюран . Фторуглеродные анестетики снижают опасность воспламенения диэтилового эфира и циклопропана . Перфторированные алканы используются в качестве кровезаменителей .

Растворитель 1,1,1,2-тетрафторэтан использовался для экстракции натуральных продуктов, таких как таксол , масло вечерней примулы и ванилин . 2,2,2-трифторэтанол — устойчивый к окислению полярный растворитель. [ 32 ]

Фторорганические реагенты

[ редактировать ]

Развитие фторорганической химии дало возможность создать множество ценных реагентов, выходящих за рамки фторорганической химии. Трифликовая кислота (CF 3 SO 3 H) и трифторуксусная кислота (CF 3 CO 2 H) используются в органическом синтезе . Их сильная кислотность объясняется электроотрицательностью трифторметильной группы , которая стабилизирует отрицательный заряд. Трифлатная группа (сопряженное основание трифликовой кислоты) является хорошей уходящей группой в реакциях замещения.

Фтористые фазы

[ редактировать ]

Высокофторированные заместители, например перфторгексил (C 6 F 13 ), придают молекулам особые свойства растворимости, что облегчает очистку продуктов органического синтеза . [ 33 ] [ 34 ] В этой области, называемой « химией фтора », используется концепция подобного-растворяется-подобного в том смысле, что богатые фтором соединения растворяются преимущественно в растворителях, богатых фтором. Из-за относительной инертности связи CF такие фтористые фазы совместимы с агрессивными реагентами. Эта тема породила методы «маркировки фтором и защиты фтором ». Показательным примером фторсодержащей технологии является использование фторалкилзамещенных гидридов олова для восстановления, при этом продукты легко отделяются от отработанного оловянного реагента путем экстракции с использованием фторированных растворителей. [ 35 ]

Гидрофобные фторированные ионные жидкости , такие как органические соли бистрифлимида или гексафторфосфата , могут образовывать фазы, нерастворимые как в воде, так и в органических растворителях, образуя многофазные жидкости .

Фторорганические лиганды в координационной химии

[ редактировать ]

Фторорганические лиганды уже давно используются в металлоорганической и координационной химии . Одним из преимуществ F-содержащих лигандов является удобство 19 F ЯМР-спектроскопия для мониторинга реакций. Фторорганические соединения могут служить «сигма-донорным лигандом», примером чего является производное титана(III) [(C 5 Me 5 ) 2 Ti(FC 6 H 5 )]BPh 4 . используют фторуглеродные заместители Однако чаще всего для повышения льюисовской кислотности металлоцентров . Ярким примером является « Юфод », координационный комплекс европия(III), который содержит модифицированный перфторгептил ацетилацетонатный лиганд . Этот и родственные виды полезны в органическом синтезе и в качестве «реагентов сдвига» в ЯМР-спектроскопии .

Структура [(C 5 Me 5 ) 2 Ti(FC 6 H 5 )] + , координационный комплекс фторорганического лиганда.

В области, где координационная химия и материаловедение пересекаются, фторирование органических лигандов используется для настройки свойств составляющих молекул. Например, степень и региохимия фторирования металлированных 2-фенилпиридиновых лигандов в комплексах платины(II) существенно изменяют эмиссионные свойства комплексов. [ 36 ]

В координационной химии фторорганических лигандов также используются фтористые технологии. Например, трифенилфосфин был модифицирован путем присоединения перфторалкильных заместителей, которые придают ему растворимость в перфторгексане, а также в сверхкритическом диоксиде углерода . В качестве конкретного примера, [(C 8 F 17 C 3 H 6 -4-C 6 H 4 ) 3 P. [ 37 ]

Некоторые металлокомплексы расщепляют связи CF. Эти реакции представляют интерес с точки зрения органического синтеза и восстановления ксенохимикатов. [ 38 ] Активация связи CF классифицируется следующим образом: «(i) окислительное присоединение фторуглерода, (ii) образование связи M–C с отщеплением HF, (iii) образование связи M–C с отщеплением фторсилана, (iv) гидродефторирование фторуглерода с помощью M– Образование F-связи, (v) нуклеофильная атака фторуглерода и (vi) дефторирование фторуглерода». Показательной реакцией активации CF, опосредованной металлами, является дефторирование фторгексана дигидридом цирконоцена :

(C 5 (CH 3 ) 5 ) 2 ZrH 2 + FC 6 H 13 → (C 5 (CH 3 ) 5 ) 2 ZrH(F) + C 6 H 14

Фторсодержащие соединения часто относятся к некоординирующим или слабокоординационным анионам. Оба тетракис(пентафторфенил)бората, B(C 6 F 5 ) 4 и родственный тетракис[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат полезны в катализе Циглера-Натта и связанных с ним методологиях полимеризации алкенов. Фторированные заместители делают анионы слабоосновными и повышают растворимость в слабоосновных растворителях, совместимых с сильными кислотами Льюиса.

Материаловедение

[ редактировать ]

Фторорганические соединения находят множество нишевых применений в материаловедении . Обладая низким коэффициентом трения , жидкие фторполимеры используются в качестве специальных смазок. Смазки на основе фторуглеродов используются в сложных условиях. Типичные продукты включают Fomblin и Krytox , произведенные Solvay Solexis и DuPont соответственно. Некоторые смазочные материалы для огнестрельного оружия, такие как «Tetra Gun», содержат фторуглероды. Благодаря своей негорючести фторуглероды используются в пенах для пожаротушения. Фторорганические соединения входят в состав жидкокристаллических дисплеев . Полимерный аналог трифликовой кислоты, нафион, представляет собой твердую кислоту, которая используется в качестве мембраны в большинстве низкотемпературных топливных элементов . Бифункциональный мономер 4,4'-дифторбензофенон является предшественником полимеров класса PEEK .

Биосинтез фторорганических соединений

[ редактировать ]

В отличие от многих встречающихся в природе органических соединений, содержащих более тяжелые галогениды , хлорид, бромид и йодид, известно лишь несколько биологически синтезированных связей углерод-фтор. [ 39 ] Наиболее распространенной природной разновидностью фторорганических соединений является фторацетат , токсин, обнаруженный в нескольких видах растений. Другие включают фторолеиновую кислоту, фторацетон , нуклеоцидин (4'-фтор-5'-O-сульфамоиладенозин), фтортреонин и 2-фторцитрат . Некоторые из этих видов, вероятно, биосинтезируются из фторацетальдегида . Фермент фториназа (см . катализирует синтез 5'-дезокси-5'-фтораденозина схему справа).

Фторорганическая химия началась в 1800-х годах с развитием органической химии. [ 18 ] [ 40 ] Первые фторорганические соединения были получены с использованием трифторида сурьмы в качестве F. источник. Негорючесть и нетоксичность хлорфторуглеродов CCl 3 F и CCl 2 F 2 привлекли внимание промышленности в 1920-х годах. 6 апреля 1938 года Рой Дж. Планкетт, молодой химик-исследователь, работавший в DuPont лаборатории Джексона компании в Дипуотере, штат Нью-Джерси , случайно обнаружил политетрафторэтилен (ПТФЭ). [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] Последующие крупные разработки, особенно в США, опирались на опыт, накопленный в производстве гексафторида урана. [ 6 ] Начиная с конца 1940-х годов, был представлен ряд методик электрофильного фторирования, начиная с CoF 3 . об электрохимическом фторировании (« электрофторирование Было объявлено »), которое Джозеф Х. Саймонс разработал в 1930-х годах для получения высокостабильных перфторированных материалов, совместимых с гексафторидом урана . [ 15 ] Эти новые методологии позволили синтезировать связи CF без использования элементарного фтора и без использования метатетических методов. [ нужна ссылка ]

В 1957 г. была описана противораковая активность 5-фторурацила. В этом отчете представлен один из первых примеров рационального проектирования лекарств. [ 44 ] Это открытие вызвало всплеск интереса к фторированным фармацевтическим препаратам и агрохимикатам. Открытие соединений благородных газов , например, XeF 4 , с начала 1960-х годов привело к появлению множества новых реагентов. В 1970-х годах фтордезоксиглюкоза была признана полезным реагентом в 18 F- позитронно-эмиссионная томография . В работе, получившей Нобелевскую премию, было показано, что ХФУ способствуют истощению атмосферного озона. Это открытие предупредило мир о негативных последствиях фторорганических соединений и послужило стимулом для разработки новых путей получения фторорганических соединений. В 2002 году было сообщено о первом ферменте, образующем связи CF, фториназе . [ 45 ]

Проблемы окружающей среды и здоровья

[ редактировать ]

Лишь немногие фторорганические соединения обладают высокой биоактивностью и высокой токсичностью, например фторацетат и перфторизобутен . [ нужна ссылка ]

Некоторые фторорганические соединения представляют значительный риск и опасность для здоровья и окружающей среды. ХФУ и ГХФУ ( гидрохлорфторуглероды ) разрушают озоновый слой и являются мощными парниковыми газами . ГФУ являются мощными парниковыми газами и сталкиваются с призывами к более строгому международному регулированию и графикам поэтапного отказа в качестве быстродействующей меры по сокращению выбросов парниковых газов, как и перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF 6 ). [ нужна ссылка ]

Из-за воздействия этого соединения на климат крупнейшие экономики «Большой двадцатки» договорились в 2013 году поддержать инициативы по поэтапному отказу от использования ГХФУ. Они подтвердили роль Монреальского протокола и Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата в глобальном учете и сокращении ГХФУ. США и Китай одновременно объявили о двустороннем соглашении аналогичного эффекта. [ 46 ]

Стойкость и биоаккумуляция

[ редактировать ]

Из-за прочности связи углерод-фтор многие синтетические фторуглероды и соединения на их основе устойчивы в окружающей среде. Фторсодержащие поверхностно-активные вещества, такие как ПФОС и ПФОК , являются стойкими глобальными загрязнителями. ХФУ на основе фторуглеродов и тетрафторметан были обнаружены в магматических и метаморфических породах . [ 26 ] ПФОС является стойким органическим загрязнителем и может нанести вред здоровью дикой природы; потенциальное воздействие ПФОК на здоровье человека исследуется научной группой C8.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г Кирш П. (2004). Современная фторорганическая химия: синтез, реакционная способность, применение . Вайли-ВЧ.
  2. ^ Уоррен С., Вятт П. (2008). Органический синтез: подход к отключению (2-е изд.). Уайли. стр. 12–13.
  3. ^ Лапассе Дж., Море Дж., Мелас М., Колле А., Вигье М., Бланку Х. (1996). «Кристаллическая структура 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,17-тридекафторгептадекан-1-ола, C 17 H 23 F 13 O». З. Кристаллогр. 211 (12): 945–946. Бибкод : 1996ЗК....211..945Л . дои : 10.1524/zkri.1996.211.12.945 . Запись в ЦД TULQOG.
  4. ^ Смит С.Э., Смит П.С., Томас Р.Л., Робинс Э.Г., Коллингс Дж.К., Дай С. и др. (2004). «Взаимодействия арен-перфтораренов в кристаллотехнике: структурные предпочтения в полифторированных толанах». Дж. Матер. хим. 14 (3): 413–420. дои : 10.1039/b314094f . Запись в ЦД ASIJIV.
  5. ^ Мильман О. (22 сентября 2016 г.). «100 стран настаивают на поэтапном отказе от потенциально катастрофических парниковых газов» . Хранитель . Лондон, Великобритания . Проверено 22 сентября 2016 г.
  6. ^ Jump up to: а б с Зигемунд Г., Швертфегер В., Фейринг А., Смарт Б., Бер Ф., Фогель Х. и др. (2005). «Соединения фтора органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_349 . ISBN  978-3-527-30385-4 .
  7. ^ Давенпорт С (23 июля 2016 г.). «Продолжение Парижского соглашения по климату обретает форму в Вене» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 августа 2016 г.
  8. ^ «Нью-Йоркская декларация коалиции по обеспечению амбициозной поправки к HFC» . Вашингтон, округ Колумбия: Государственный департамент США. 22 сентября 2016 г. Проверено 22 сентября 2016 г.
  9. ^ Джонстон С., Милман О., Видал Дж. (15 октября 2016 г.). «Изменение климата: достигнуто глобальное соглашение по ограничению использования гидрофторуглеродов» . Хранитель .
  10. ^ МакГрат М. (15 октября 2016 г.). «Изменение климата: «монументальное» соглашение по сокращению выбросов ГФУ, наиболее быстро растущих парниковых газов» . Новости Би-би-си . Проверено 15 октября 2016 г.
  11. ^ «Народы, борющиеся с мощным хладагентом, согревающим планету, достигают знаковой сделки» . Нью-Йорк Таймс . 15 октября 2016 года . Проверено 15 октября 2016 г.
  12. ^ Брамс Д.Л., Дейли В.П. (август 1996 г.). «Фторированные карбены». Химические обзоры . 96 (5): 1585–1632. дои : 10.1021/cr941141k . ПМИД   11848805 .
  13. ^ Брюне В.А., О'Хаган Д. (2008). «Каталитическое асимметричное фторирование достигает совершеннолетия». Ангеванде Хеми . 47 (7): 1179–1182. дои : 10.1002/anie.200704700 . ПМИД   18161722 .
  14. ^ Кэрон С., Даггер Р.В., Руджери С.Г., Рэган Дж.А., Рипин Д.Х. (июль 2006 г.). «Крупномасштабное окисление в фармацевтической промышленности». Химические обзоры . 106 (7): 2943–2989. дои : 10.1021/cr040679f . ПМИД   16836305 .
  15. ^ Jump up to: а б Саймонс Дж. Х. (1949). «Электрохимический процесс производства фторуглеродов». Журнал Электрохимического общества . 95 (2): 47–66. дои : 10.1149/1.2776733 .
  16. ^ Фогель А.И., Лестер Дж., Мейси В.А. «Н-гексилфторид» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 4, с. 525 .
  17. ^ Наводнение ДТ. «Фторбензол» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 2, с. 295 .
  18. ^ Jump up to: а б Долбье-младший WR (2005). «Химия фтора в тысячелетии». Журнал химии фтора . 126 (2): 157–163. Бибкод : 2005JFluC.126..157D . дои : 10.1016/j.jfluchem.2004.09.033 .
  19. ^ Смит, Майкл Б., Марч, Джерри (2007), Передовая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 1299, ISBN  978-0-471-72091-1
  20. ^ Ван CJ (1985). «Фторирование тетрафторидом серы». Органические реакции . стр. 319–400. дои : 10.1002/0471264180.или034.02 . ISBN  978-0-471-26418-7 .
  21. ^ Аггарвал Т., Верма АК (2021). «Достижения в области фторирования с использованием различных реагентов посредством реакции дезоксифторирования». Границы органической химии . 8 (22): 6452–6468. дои : 10.1039/D1QO00952D .
  22. ^ Нильсен М.К., Угаз Ч.Р., Ли В., Дойл А.Г. (август 2015 г.). «PyFluor: недорогой, стабильный и селективный реагент для дезоксифторирования» . Журнал Американского химического общества . 137 (30): 9571–9574. дои : 10.1021/jacs.5b06307 . ПМИД   26177230 .
  23. ^ Го Дж, Куанг С, Ронг Дж, Ли Л, Ни С, Ху Дж (май 2019 г.). «Быстрое дезоксифторирование спиртов N-тозил-4-хлорбензолсульфонимидоилфторидом (SulfoxFluor) при комнатной температуре». Химия . 25 (30): 7259–7264. дои : 10.1002/chem.201901176 . ПМИД   30869818 .
  24. ^ Рамайя П., Кришнамурти Р., Сурья Пракаш Г.К. (1998). «1-трифторметил)-1-циклогексанол» . Органические синтезы : 232 .
  25. ^ Ле Барс Д (2006). «Фтор-18 и медицинская визуализация: радиофармацевтические препараты для позитронно-эмиссионной томографии». Журнал химии фтора . 127 (11): 1488–1493. Бибкод : 2006JFluC.127.1488L . дои : 10.1016/j.jfluchem.2006.09.015 .
  26. ^ Jump up to: а б с Мерфи С.Д., Шаффрат С., О'Хаган Д.: «Фторированные натуральные продукты: биосинтез фторацетата и 4-фтортреонина в Streptomyces Cattleya » Хемосфера. Июль 2003 г.;52(2):455-61.
  27. ^ Праудфут А.Т., Брэдберри С.М., Вейл Дж.А. (2006). «Отравление фторацетатом натрия». Токсикологические обзоры . 25 (4): 213–219. дои : 10.2165/00139709-200625040-00002 . ПМИД   17288493 . S2CID   29189551 .
  28. ^ О'Хаган Д., Шаффрат С., Кобб С.Л., Гамильтон Дж.Т., Мерфи CD (март 2002 г.). «Биохимия: биосинтез фторорганической молекулы» . Природа . 416 (6878): 279. Бибкод : 2002Natur.416..279O . дои : 10.1038/416279а . ПМИД   11907567 . S2CID   4415511 .
  29. ^ Иноуэ М., Сумии Ю., Сибата Н. (май 2020 г.). «Вклад фторорганических соединений в фармацевтику» . АСУ Омега . 5 (19): 10633–10640. дои : 10.1021/acsomega.0c00830 . ПМК   7240833 . ПМИД   32455181 .
  30. ^ Jump up to: а б Тайер А.М. (5 июня 2006 г.). «Сказочный фтор» . Новости химии и техники . 84 (23): 15–24. doi : 10.1021/cen-v084n023.p015 .
  31. ^ «Поэтапный отказ от дозированных ингаляторов с ХФУ» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Проверено 10 сентября 2017 г.
  32. ^ Равикумар К.С., Кесаван В., Крусс Б., Бонне-Дельпон Д., Беге Ж.П. (2003). «Мягкое и селективное окисление соединений серы в трифторэтаноле: дифенилдисульфид и метилфенилсульфоксид» . Органические синтезы . 80 :184 .
  33. ^ Гладыш Я.А., Курран Д.П. , Хорват И.Т., ред. (2004). Справочник по фтористой химии . Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN  978-3-527-30617-6 .
  34. ^ Хоуп Э.Г., Эбботт А.П., Дэвис Д.Л., Солан Г.А., Стюарт А.М. (2007). «Зеленая металлоорганическая химия». Комплексная металлоорганическая химия III . Том. 12. С. 837–864. дои : 10.1016/B0-08-045047-4/00182-5 . ISBN  978-0-08-045047-6 .
  35. ^ Кромби А., Ким С.Ю., Хадида С., Карран Д.П. «Синтез гидрида трис (2-перфторгексилэтил) олова: высокофторированного гидрида олова с преимуществами легкой очистки» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 10, с. 712 .
  36. ^ Томпсон М.Е., Джурович П.Е., Барлоу С., Мардер С. (2007). «Металлоорганические комплексы для оптоэлектроники». Комплексная металлоорганическая химия III . Том. 12. С. 101–194. дои : 10.1016/B0-08-045047-4/00169-2 . ISBN  978-0-08-045047-6 .
  37. ^ Питерс Дж.С., Томас Дж.К. (2007). «Лиганды, реагенты и методы металлоорганического синтеза». Комплексная металлоорганическая химия III . Том. 1. С. 59–92. дои : 10.1016/B0-08-045047-4/00002-9 . ISBN  978-0-08-045047-6 .
  38. ^ Перуц Р.Н., Браун Т. (2007). «Активация связи C – F, опосредованная переходными металлами». Комплексная металлоорганическая химия III . Том. 1. С. 725–758. дои : 10.1016/B0-08-045047-4/00028-5 . ISBN  978-0-08-045047-6 .
  39. ^ О'Хаган Д., Харпер Б. (1999). «Фторсодержащие натуральные продукты». Журнал химии фтора . 100 (1–2): 127–133. Бибкод : 1999JFluC.100..127O . дои : 10.1016/S0022-1139(99)00201-8 .
  40. ^ Оказо Т. (2009). «Обзор истории фторорганической химии с точки зрения материальной промышленности» . Труды Японской академии. Серия Б, Физические и биологические науки . 85 (8): 276–289. Бибкод : 2009PJAB...85..276O . дои : 10.2183/pjab.85.276 . ПМЦ   3621566 . ПМИД   19838009 .
  41. ^ «Доктор Рой Дж. Планкетт: первооткрыватель фторполимеров» (PDF) . Информационный бюллетень Отдела фторполимеров (лето): 1–2. 1994. Архивировано из оригинала (PDF) 9 июля 2003 г.
  42. ^ «Рой Дж. Планкетт» . Институт истории науки . Июнь 2016 года . Проверено 21 февраля 2018 г.
  43. ^ Центр устной истории. «Рой Дж. Планкетт» . Институт истории науки . Проверено 21 февраля 2018 г.
  44. ^ Гейдельбергер С., Чаудхури Н.К., Даннеберг П., Мурен Д., Грисбах Л., Душинский Р. и др. (март 1957 г.). «Фторированные пиримидины, новый класс соединений, ингибирующих опухоли». Природа . 179 (4561): 663–666. Бибкод : 1957Natur.179..663H . дои : 10.1038/179663a0 . ПМИД   13418758 . S2CID   4296069 .
  45. ^ О'Хаган Д., Шаффрат С., Кобб С.Л., Гамильтон Дж.Т., Мерфи CD (март 2002 г.). «Биохимия: биосинтез фторорганической молекулы» . Природа . 416 (6878): 279. Бибкод : 2002Natur.416..279O . дои : 10.1038/416279а . ПМИД   11907567 . S2CID   4415511 .
  46. ^ Пресс-секретарь Белого дома США (6 сентября 2013 г.). «Соединенные Штаты, Китай и лидеры стран «Большой двадцатки» объявляют об историческом прогрессе на пути к глобальному отказу от ГФУ» . whitehouse.gov (пресс-релиз) . Проверено 16 сентября 2013 г. - из Национального архива .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 800113b4a2d56e5c32fd5747ae37f51c__1724128140
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/80/1c/800113b4a2d56e5c32fd5747ae37f51c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Organofluorine chemistry - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)