Interested Article - Фторорганические соединения

elizabeth
  • 2020-10-30
  • 2

Фтороргани́ческие соедине́ния (органические соединения фтора) — галогенорганические соединения , содержащие хотя бы один атом фтора , соединённый напрямую с углеродом.

История

В 30-х годах прошлого века для разделения изотопов UF 6 возникла необходимость в устойчивых к нему смазочных материалах. Проблема была решена предоставленным Джоном Саймонсом образцом вязкого перфторуглерода «вещество Джо». В 1938 году Рой Планкет случайно открывает политетрафторэтилен (тефлон) при самопроизвольной полимеризации тетрафторэтилена . Случайные открытия Саймонса и Планкета привели к взрывообразному развитию химии фторорганических соединений . На основе фторорганических соединений получены негорючие термостойкие и неокисляющиеся смазочные масла , гидравлические жидкости , пластические массы ( тефлон ), термостойкие каучуки ( фторкаучуки ), покрытия, пламягасящие вещества, материалы для электрического оборудования, нетоксичные хладоагенты ( фреоны ), инсектициды и фунгициды . На основе фторорганических соединений изготовляются новые материалы, например, для медицины — искусственные сосуды, клапаны для сердца, заменители крови ( перфторан ). Наиболее важны для техники так называемые перфторированные органические соединения , в которых все атомы водорода замещены фтором.

Получение фторорганических соединений

Фторорганические соединения получают путём замещения в галогенорганических соединениях атомов галогена на фтор действием фторида сурьмы(III) или безводного фтористого водорода в присутствии хлорида сурьмы(V) ( реакция Свартса ); электрохимического фторирования органических соединений в безводном жидком фтористом водороде ( реакция Саймонса ); прямым фторированием органических соединений фтором или в присутствии переносчика фтора, например, CoF 3 ; введением атомов фтора в ароматические соединения термическим разложением сухих борфторидов диазония (реже — гекса-фторфосфатов и гексафторантимонатов) по реакции Бальца — Шимана и многими другими методами

Механизм действия ряда фторорганических соединений

Вот что пишет известный фармаколог Александр Шульгин в своей книге TiHKAL :

Атом фтора любят манипуляторы молекулярной структурой, потому что он имеет форму «поддельного» водорода. В действительности, как атомный бугорок на ароматическом кольце, он существенно больше и значительно тяжелее, но это бугорок, который не стремится ассоциироваться с чем-либо еще. Его связь с углеродом кольца такой же двухэлектронной природы, как и у атома водорода, но его невозможно окислить аналогичным образом. Таким образом, если вещество имеет чувствительное к окислению положение, и это окисление считается ответственным за некое отдельное фармакологическое свойство, поместите туда фтор, и вы воспрепятствуете этому свойству вещества.

Фторорганические соединения в живых организмах

Фторорганические соединения крайне редко встречаются в живых организмах. Фторид-анионы являются слабыми нуклеофилами и сильно гидратированы , что затрудняет образование связи C—F. Биохимические пути, обеспечивающие включение фтора в органические соединения, изучены слабо.

В растениях

Целый ряд видов растений из засушливых регионов Африки и Австралии ( Gastrolobium spp., Oxylobium spp., Dichapetalum spp., Acacia georginae , Palicourea marcgravii ) способны образовывать монофторуксусную кислоту. Фторацетат обладает крайне высокой токсичностью и служит растениям для защиты от травоядных животных .

Семена африканского растения Dichapetalum toxicarious накапливают целый ряд фторорганических метаболитов (монофторолеиновую, монофторпальмитиновую, монофтормиристоиловую, ω-фтор-9,10-дигидроксистеариновую кислоты) .

У прокариот

Известен ряд стрептомицетов ( Streptomyces cattleya и Streptomyces calvus ), способных накапливать и синтезировать фторорганические соединения (фторацетат, 4-фтортреонин) .

Биосинтез

Единственный на сегодняшний день идентифицированный фермент, катализирующий образование связи C—F, это флюориназа . Фермент обеспечивает образование 5′-фтор-5′-дезоксиаденозина, который является первым фторорганическим интермедиатом в пути биосинтеза других фторорганических соединений .

Биоразложение

В 2018 году учёными Техасского университета в Сан-Антонио была показана принципиальная возможность разрыва связи C—F ферментами человеческого тела . Исследователи модифицировали фермент введением двух очень сильных связей C—F, однако оказалось, что модифицированный фермент разрывает их, восстанавливая свою каталитическую активность .

Применение

Фторорганические соединения широко используются в современной науке и технике. Среди них есть лекарственные средства, пестициды, взрывчатые вещества, боевые отравляющие вещества. Перфтордекалин был предложен в качестве кровезаменяющего раствора.

Широко используются фторированные полимеры (тефлон-4, тефлон-3, PEEK).

Примечания

  1. / гл. редактор И. Л. Кнунянц. — М. : Советская энциклопедия, 1983. — С. -414. — 792 с.
  2. Гудлицкий М. Химия органических соединений фтора / под ред. А. П. Сергеева. — пер. с чешского Ю.И.Вайнштейн. — М. : Госхимиздат, 1961. — 372 с.
  3. Ловлейс А., Роуч Д., Постельнек У. Алифатические фторсодержащие соединения / под ред. И. Л. Кнунянца. — пер. с англ. А.В.Фокина, Р.Н.Стерлина, А.А.Складнёва. — М. : Инлитиздат, 1961. — 346 с.
  4. Синтезы фторорганических соединений / Г.Г.Беленький, В.М.Власов, Г.Ф.Гребенщикова и др.; под ред. И. Л. Кнунянца и Г. Г. Якобсона. — М. : «Химия», 1973. — 312 с.
  5. Синтезы фторорганических соединений (мономеры и промежуточные продукты) / А.Н.Воронков, Д.С.Рондарёв и др.; под ред. И. Л. Кнунянца и Г. Г. Якобсона. — М. : «Химия», 1977. — 304 с.
  6. Шеппард У., Шартс К. Органическая химия фтора / под редакцией И. Л. Кнунянца. — пер с англ. — М. : Мир, 1972. — 480 с.
  7. ↑ Agalakova N. I., Gusev G. P. (англ.) // Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. — 2011-10-01. — Vol. 47 , iss. 5 . — P. 393–406 . — ISSN . — doi : . 15 октября 2017 года.
  8. ↑ L. H. Weinstein. // Journal of Occupational Medicine.: Official Publication of the Industrial Medical Association. — January 1977. — Т. 19 , вып. 1 . — С. 49–78 . — ISSN .
  9. ↑ Jay S. Jacobson, Leonard H. Weinstein, D. C. Mccune, A. E. Hitchcock. // Journal of the Air Pollution Control Association. — 1966-08-01. — Т. 16 , вып. 8 . — С. 412–417 . — ISSN . — doi : .
  10. ↑ Hai Deng, David O'Hagan, Christoph Schaffrath. (англ.) // Natural Product Reports. — 2004-11-24. — Vol. 21 , iss. 6 . — ISSN . — doi : .
  11. Александр Рулёв. // Наука и жизнь . — 2019. — № 10 . — С. 71 . 12 декабря 2019 года.
  12. Jiasong Li et al. Cleavage of a carbon-fluorine bond by an engineered cysteine dioxygenase (англ.) // Nature Chemical Biology. — 2018. — Vol. 14 . — P. 853—860 . — doi : .
  13. . ScienceDaily (5 сентября 2018). Дата обращения: 11 декабря 2019. 6 апреля 2019 года.

Литература

  • Новое в технологии соединений фтора. — Под ред. Исикава Н. — М.: Мир , 1984
  • Паншин Ю. А., Малкевич С. Г., Дунаевская Ц. С. Фторопласты. — Л.: Химия , 1978
  • Промышленные фторорганические продукты: Справочник. — Л.: Химия, 1990
  • Рахимов А. И. Химия и технология фторорганических соединений. — М. : Химия, 1986. — 272 с.
  • Синтезы фторорганических соединений. — М.: Химия, 1973
  • Гудлицкий М. Химия органических соединений фтора. — М.: ГНТИХЛ, 1961
  • Исикава Н., Кобаяси Ё. Фтор: химия и применение. — М.: Мир, 1982
  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М. : Большая Российская энциклопедия , 1998. — Т. 5 (Три-Ятр). — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9 .
Источник —

elizabeth
  • 2020-10-30
  • 2
  • Tags:

Same as Фторорганические соединения

The title for the last searches