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 UF6 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, CoF3; 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:
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
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
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
Категория:Эластомеры