Organofluoridy: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
dokončení |
m překlepy značka: editace z Vizuálního editoru |
||
Řádek 17:
Fluor se v několika ohledech liší od ostatních substituentů vyskytujících se v organických molekulách. Fyzikální i chemické vlastnosti organofluoridů jsou tak mnohdy odlišné od ostatních [[halogenderiváty|halogenderivátů]].
# Vazba uhlík–fluor je jednou z nejsilnějších v organické chemii, s průměrnou energií okolo 480 kJ/mol<ref name=Kirsch>Kirsch, Peer ''Modern fluoroorganic chemistry: synthesis, reactivity, applications''. Wiley-VCH, 2004.</ref>. Je tak výrazně silnější než vazby uhlíku s ostatními halogeny (například energie vazeb C-Cl se pohybují kolem 320 kJ/mol<ref name=Kirsch/>), čímž
# Tato vazba je krátká (kolem 140 pm<ref name="Kirsch" />).
# [[Van der Waalsův poloměr]] fluorového substituentu je pouze 147 pm,<ref name=Kirsch/>, tedy
# Fluor má nejvyšší [[elektronegativita|elektronegativitu]]: 3,98.<ref name=Kirsch/> Vazby C-F tak mívají velké [[dipólový moment|dipólové momenty]] (1,41 [[debye|D]]<ref name=Kirsch/>).
# Atomy fluoru mají nejnižší polarizovatelnost: 0,56 <math>\times</math>10<sup>−24</sup> cm<sup>3</sup>.<ref name=Kirsch/> [[disperzní síla|disperzní síly]] mezi polyfluorovanými sloučeninami jsou tak velmi slabé a při
== Druhy organofluoridů ==
=== Fluorouhlíky ===
[[Fluorouhlíky]], neboli ''perfluorované uhlovodíky'', obsahují pouze atomy
Struktury organofluoridů se mohou lišit. Perfluorované sloučeniny mají snahu se vyskytovat odděleně od uhlovodíků, tato vlastnost se využívá například u [[
[[Soubor:Aliphatic Fluorocarbon.jpg|right|thumb|250px|Oddělení alkylových a perfluoralkylových sloučenin<ref>{{Citace periodika | autor1 = J. Lapasset | autor2 = J. Moret | autor3 = M. Melas | autor4 = A. Collet | autor5 = M. Viguier | autor6 = H. Blancou | titul = Crystal structure of 12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,17-tridecafluoroheptadecan-1-ol, C<sub>17</sub>H<sub>23</sub>F<sub>13</sub>O | periodikum = Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Material | rok vydání = 1996 | strany = 945–946 | doi = 10.1524/zkri.1996.211.12.945 | bibcode = 1996ZK....211..945L}}</ref>]]
Řádek 37:
=== Fluoropolymery ===
Existuje řada
=== Fluorované uhlovodíky ===
[[Fluorované uhlovodíky]], organické sloučeniny obsahující atomy fluoru a vodíku, jsou nejrozšířenější skupinou organofluoridů. Používají se nappříklad v [[klimatizace|klimatizačních přístrojích]] a jako chladiva,<ref>{{Citace elektronického periodika | autor = Oliver Milman | titul = 100 countries push to phase out potentially disastrous greenhouse gas | periodikum = [[The Guardian]] | datum vydání = 2016-09-22 | datum přístupu = 2016-09-22 | url = https://www.theguardian.com/environment/2016/sep/22/100-countries-phase-out-hydrofluorocarbons-greenhouse-gas}}</ref> kde nahrazují dříve používané [[chlor-fluorované uhlovodíky|chlorfluorované uhlovodíky]], jako je [[dichlordifluormethan]], a hydrochlorfluorované uhlovodíky, jako [[dichlorfluormethan]].
Fluorouhlovodíky s nízkým počtem vazeb C-F se chovají podobně jako uhlovodíky, od kterých jsou odvozeny, ovšem mají odlišnou reaktivitu; například jak [[uracil]], tak i [[fluorouracil]] jsou
=== Fluorokarbeny ===
Řádek 60:
=== Elektrofilní fluorace ===
{{Podrobně|Elektrofilní fluorace}}
Při [[elektrofilní substituce|elektrofilních]] fluoracích se používají zdroje fluoridových iontů (F<sup>+</sup>). Tyto zdroje, jako například [[selektfluor|F-TEDA-BF<sub>4</sub>]] často obsahují vazby N-F. [[Asymetrická syntéza|Asymetrické]] fluorace, kdy vzniká pouze jeden ze dvou možných [[enantiomer]]ů, vyžadují [[
Jako příklad lze uvést přípravu prekurzorů [[antiflogistikum|protizánětlivých léčiv]]:<ref>{{Citace periodika | autor1 = Stéphane Caron | autor2 = Robert W. Dugger | autor3 = Sally Gut Ruggeri | autor4 = John A. Ragan | autor5 = David H. Brown Ripin | titul = Large-Scale Oxidations in the Pharmaceutical Industry | periodikum = Chemical Reviews | rok vydání = 2006 | strany = 2943–2989 | doi = 10.1021/cr040679f | pmid = 16836305}}</ref>
Řádek 70:
=== Nukleofilní fluorace ===
Fluoraci lze provést nejen elektrofilně, ale také [[nukleofilní substituce|nukleofilně]] , s využitím zdrojů fluoridových (F<sup>−</sup>) iontů, které zpravidla nahrazují ionty chloridové nebo bromidové. Nejjednodušší jsou [[podvojná záměna|podvojné záměny]] s použitím fluoridů [[alkalické kovy|alkalických kovů]].<ref>{{OrgSynth | author = Vogel, A. I.; Leicester, J.; Macey, W. A. T. | title = n-Hexyl Fluoride | collvol = 4 | collvolpages = 525 | prep = cv4p0525}}</ref> U alifatických
:R<sub>3</sub>CCl + MF → R<sub>3</sub>CF + MCl (M = Na, K, Cs)
Řádek 91:
:RCO<sub>2</sub>H + SF<sub>4</sub> → RCF<sub>3</sub> + [[oxid siřičitý|SO<sub>2</sub>]] + HF
Místo SF<sub>4</sub> se může použít DAST, NEt<sub>2</sub>SF<sub>3</sub> nebo bis(2-methoxyethyl)
:[[Soubor:Deoxo-Fluor application.png|400px|center|Reakce bis(2-methoxyethyl)aminofluoridu síry]]
=== Z fluorovaných sloučenin===
Řada organofluorových sloučenin se vyrábí z reaktantů obsahujících perfluoralkylové a perfluorarylové skupiny; například jako zdroj [[trifluormethyl]]ových skupin může sloužit (trifluormethyl)trimethylsilan, CF<sub>3</sub>Si(CH<sub>3</sub>)<sub>3</sub>.<ref>{{OrgSynth | title = 1-trifluoromethyl)-1-cyclohexanol| author = Pichika Ramaiah, Ramesh Krishnamurti, and G. K. Surya Prakash | collvolume = 9 | pages = 232 | year = 1998 | prep = cv9P0711}}</ref> K&
Dalším významným využitím fluorovaných reaktantů je průmyslová výroba [[tetrafluoroethylen]]u (přes difluorkarbenový meziprodukt). Tento proces začíná tepelnou (při 600-800 °C) dehydrochlorací [[chlordifluormethan]]u:<ref name=Ullmann/>
Řádek 106:
=== Způsoby navazvání <sup>18</sup>F ===
[[Radiofarmaka]] obsahující fluor mají využití v <sup>18</sup>F-[[pozitronová emisní tomografie|pozitronové emisní tomografii]] a jejich potřeba podnítila vývoj nových způsobu tvorby vazeb C–F. Vzhledem ke krátkému [[poločas přeměny|poločasu přeměny]] <sup>18</sup>F
Jako příklad lze
:[[Soubor:FDGprep.png|400px]]
Řádek 119:
Uměle vytvořené vazby C-F jsou časté v léčivech a [[agrochemikálie|agrochemikáliích]], protože zde stabilizují uhlíkaté řetězce; malý [[kovalentní poloměr]] atomu fluoru navíc umožňuje jeho funkci jako [[bioisoster]]u vodíku. Zavádění vazeb uhlík-fluor do molekul léčiv je jedním z hlavních úkolů [[farmaceutická chemie|farmaceutické chemie]], protože jejich přítomnost zvyšuje pravděpodobnost nalezení účinného léčiva přibližně desetkrát.<ref name=Thayer>{{Citace periodika | autor = Ann M. Thayer | titul = Fabulous Fluorine | periodikum = Chemical & Engineering News | datum vydání = 2006-06-05 | strany = 15-24 | url = http://pubs.acs.org/cen/coverstory/84/8423cover1.html | datum přístupu = 2009-01-17 | doi = 10.1021/cen-v084n023.p015}}</ref>
Kolem 20 % léčiv a 30 až 40 %
== Použití ==
Řádek 125:
=== Léčiva a agrochemikálie ===
Vazby uhlík-fluor
=== Hnací plyny v inhalátorech ===
Řádek 141:
=== Organofluorové reaktanty ===
Rozvoj organofluorové chemie přinesl řadu
=== Fluorové fáze ===
Vysoce fluorované substituenty, jako je perfluorhexyl (C<sub>6</sub>F<sub>13</sub>), pozměňují vlastnosti molekul jako rozpouštědel, což usnadňuje přečišťování produktů v organické syntéze.<ref>E. G. Hopea, A. P. Abbotta, D. L. Daviesa, G. A. Solana and A. M. Stuarta "Green Organometallic Chemistry" in Comprehensive Organometallic Chemistry III, 2007, Volume 12, Pages 837-864. {{doi|10.1016/B0-08-045047-4/00182-5}}</ref><ref>J. A. Gladysz, [[Dennis Patrick Curran|D. P. Curran]], I. T. Horváth (Eds.) "Handbook of Fluorous Chemistry", Wiley–VCH, Weinheim, 2004. {{ISBN|978-3-527-30617-6}}.</ref> Sloučeniny bohaté na fluor se přednostně rozpouštějí v rozpouštědlech, které také obsahují více fluorových atomů. Vzhledem k nízké reaktivitě vazeb C-F lze tyto fluorová rozpouštědla použít i u jinak obtížně rozpustitelných látek. Příkladem může být použití fluoroalkylovaných hydridů cínů při redukcích, kde se produkty snadno oddělují od zbytků reaktantů extrakcí
Hydrofobní fluorované [[iontová kapalina|iontové kapaliny]], jako například organické soli [[bistriflimidy|bistriflimidového]] a [[hexafluorfosforečnany|hexafluorfosforečnanového]] aniontu, mohou tvořit fáze, které nejsou rozpustné ani ve vodě, ani v organických rozpouštědlech, za vzniku vícefázových kapalin.
Řádek 153:
[[Soubor:Cp*Ti(FPh)+.png|thumb|200px|left|Struktura [(C<sub>5</sub>Me<sub>5</sub>)<sub>2</sub>Ti(FC<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)]<sup>+</sup>, komplexu organofluorového ligandu]]
V&
[[Trifenylfosfin]] lze upravit navázáním perfluoralkylových substituentů, které mu dodávají rozpustnost v [[perfluorhexan]]u a [[superkritický oxid uhličitý|superkritickém oxidu uhličitém]]. Příkladem takového komplexu může být [(C<sub>8</sub>F<sub>17</sub>C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>-4-C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>)<sub>3</sub>P.<ref>J.C. Peters, J.C. Thomas "Ligands, Reagents, and Methods in Organometallic Synthesis" in Comprehensive Organometallic Chemistry III, 2007, Volume 1, Pages 59-92. {{doi|10.1016/B0-08-045047-4/00002-9}}</ref>
Řádek 166:
=== Materiálové vědy ===
Organofluoridy mají
== Biosyntéza organofluoridů ==
Řádek 179:
Další rozvoj vycházel z poznatků získaných při výrobě [[fluorid uranový|fluoridu uranového]].<ref name=Ullmann/>
Od konce 40. let 20. století bylo vyvinuto několik postupů přípravy organofluoridů založených na elektrofilních fluoracích, u prvních se používal [[fluorid kobaltitý]] (CoF<sub>3</sub>). [[Joseph H. Simons]] objevil [[elektrofluorace|elektrofluoraci]], kterou se daly získat velmi
V roce 1957 byly popsány protinádorové účinky 5-fluoruracilu. Tento objev ukázal na jedno z prvních využití racionálního upravování léčiv.<ref>{{Citace periodika | autor1 = C. Heidelberger | spoluautoři = N. K. Chaudhuri, P. Danneberg, D. Mooren, L. Griesbach, R. Duschinsky, R. J. Schnitzer, E. Pleven, J. Schreiner | titul = Fluorinated Pyrimidines, A New Class of Tumour-Inhibitory Compounds | periodikum = [[Nature]] | rok vydání = 1957 | strany = 663-666 | doi = 10.1038/179663a0 | pmid = 13418758 | bibcode = 1957Natur.179..663H}}</ref>
Tento objev vedl k růstu zájmu o fluorovaná léčiva a agrochemikálie. Příprava prvních [[sloučeniny vzácných plynů|sloučenin vzácných plynů]], například [[fluorid xenoničitý|fluoridu xenoničitého (XeF<sub>4</sub>)]] poskytlo v 60. letech další skupinu použitelných reaktantů. V 70. letech 20. století bylo do [[pozitronová emisní tomografie|pozitronové emisní tomografie]] zavedeno používání [[(18F)-fludeoxyglukóza|fluorodeoxyglukózy]]. Za objev škodlivého vlivu chlorfluorovaných uhlovodíků na ozonovou vrstvu byla udělena
== Bezúečnost ==
|