FLUOROWANIE Freony Freony - ogólnie przyjęta nazwa fluorochloropochodnych i fluoropochodnych metanu i etanu. Nazwa ta została wprowadzona przez firmę Du Pont. Związki te podzielić można na trzy szeregi - zależnie od wyjściowego surowca chloroorganicznego: " chloroformu, " tetrachlorometanu " lub heksachloroetanu. Nomenklatura jest oparta na zasadzie, że numer freonu to trzycyfrowa liczba XYZ: Z - oznacza liczbę atomów fluoru w cząsteczce Y - oznacza liczbę atomów wodoru zwiększą o jeden, X - oznacza liczbę atomów węgla zmniejszoną o jeden, pozostałe atomy w cząsteczce są atomami chloru, występującymi w liczbie niezbędnej, aby zachowana była czterowartościowość węgla. R 21 CHCl2F, R 11 CCl3F R 12 CCl2F2 R 22 CHClF2 i inne R 113 Cl2FC-ClF2 OTRZYMYWANIE FREONÓW W przemyśle do fluorowania związków organicznych nie stosuje się wolnego fluoru, wykazuje on duże powinowactwo do związków organicznych. Reaguje z tymi związkami gwałtownie, najczęściej wybuchowo, przy czym wydziela się bardzo duża ilość ciepła, np.: C7H16 + 16 F2 C7F16 + 16HF "H= - 6948 kJ/mol Metody otrzymywania difluorodichlorometanu, SbCl5 CCl4 + 2HF CF2Cl2 + 2HCl produkty uboczne: CCl4 + HF CFCl3 + HCl CCl4 + 3HF CF3Cl + 3HCl Proces może przebiegać w fazie ciekłej, pod zwiększonym ciśnieniem, w temperaturze ok. 100oC, w obecności fluorków antymonu - lub w fazie gazowej, w temp. ok. 150oC, w obecności fluorku glinu lub chromu. Inne freony: CHCl3 + HgO + 2 HF CHClF2 + HgCl2 + H2O SbCl5 3CCl4 + 2SbF3 3CCl2F2 + 2SbCl3 Wyższe alkany fluoruje się fluorkami metali o zmiennej wartościowości. Fluorki te przed reakcją występują na wyższym stopniu utlenienia, a po zajściu reakcji na niższym oddając atomy fluoru związkowi organicznemu, np. przed reakcją CoF3, po reakcji CoF2. Inne fluorki stosowane w omawianym procesie to: AgF2, HgF2, MnF4, PbF4, BiF5. Zastosowanie freonów: " Ze względu na korzystną temperaturę i ciągnienie krytyczne, jak też cenne właściwości szczególnie przydatne są jako chłodziwa w urządzeniach chłodniczych i klimatyzacyjnych. " Freony wykorzystuje się jako propelenty, tj. środki wytwarzające ciśnienie w pojemnikach aerozoli. " W postaci aerozoli przyrządza się m.in. środki przeciwogniowe, środki ochrony roślin, środki lecznicze, odświeżacze powietrza, liczne środki kosme- tyczne (dezodoranty, lakiery do włosów, kremy do opalania i do golenia), farby i lakiery. " Pozostaje zastosowania freonów to: środki pianotwórcze przy produkcji tworzyw piankowych oraz środki myjące w elektronice i monomery w produkcji specjalnych tworzyw sztucznych. Dziura ozonowa: X + O3 XO + O2 X + 2 O2 XO + O3 gdzie: X= N2, NO, NO2, OH., Br., Cl. " hipoteza Molina-Rowlanda R-12 . CF2Cl2 CF2Cl + Cl. ClO. + O2 + Cl. O3 + ClO. + O3 Cl. 2 O2 W roku 2009, przy bardzo optymistycznych prognozach produkcja freonów może osiągnąć 50% produkcji z 1986 r. (ok. 1,2 mln t), ale dopiero po 100 latach od całkowitego zaniechania ich produkcji stężenie freonów w powietrzu może obniżyć się do połowy swojej wartości maksymalnej. ZWIZKI BROMU W PRZEMYŚLE: 1,2-dibromoetan dodatek do benzyny etylizowanej, aby zapobiec zanieczyszczaniu silnika związkami ołowiu podczas spalania benzyny CH2 CH2 CH2 CH2 + Br2 Br Br 1,1,2,2-tetrabromoetan (gęstość 3 g/cm3) należącą do grupy tzw. cieczy ciężkich, wykorzystuje się do wzbogacania rud i rozdziału minerałów. chlorobromometan i inne halogenopochodne metanu zawierające w cząsteczce atomy różnych halogenów (w tym atomy bromu) wykorzystuje się jako substancje gaszące. 6 CH2BrCl + 2 AlCl3 6 CH2Cl2 + 3 Br2 + 2 Al CF3Br (Halon 1301) i CF2Br-CF2Br (Halon 2402) jako środki gaśnicze np. w samolotach Halogenopochodne metanu zawierające brom jako inhibitory utlenienia. Liczne bromopochodne wykorzystuje się w lecznictwie jako środki uspakajające i nasenne, półprodukty oraz substancje pomocnicze. Półproduktami stosowanymi w syntezie leków są m.in. kwas bromooctowy: CH2BrCOOH + HBr CH3COOH + Br2 Kwas ą-bromoizowalerianowy CH(CH3)2CHBrCOOOH w reakcji z mocznikiem daje bromural środek nasenny i uspokajający. Wielohalogenopochodna etanu, halotan, 1,1,1-trifluoro-2-chloro-2-bromoetan jako środek do znieczulania wziewnego, stosowany w anestezjologii. Br2 HF CF3CH2Cl CF2=CHCl CF3CHBrCl - HBr bromopochodne należą do grupy lakrymatorów, tj. bojowych środków drażniących spojówki. Są to m.in. bromocyjanek benzylu C6H5CH(CN)Br, bromek benzylu C6H5CH2Br bromek ksylilu o-CH3-C6H4CH2Br (kamit) stężenie 0,0003 mg/l powoduje silne podrażnienie spojówek oczu i obfite łzawienie. Dłuższe przebywanie w atmosferze skażonej może spowodować ślepotę. ZASTOSOWANIE ZWIZKÓW JODU: Środki kontrastujące (nośniki efektu cieniowego), przy sporządzaniu zdjęć rentgenowskich jodowany olej sezamowy, jodowany olej makowy, sól sodowa kwasu dijodometanosulfonowego I2CHSO3Na Jodofory kompleksy jodu pierwiastkowego z rozpuszczalnymi polimerami (np. poliwinylopirolidonem, poli(alkoholem winylowym) lub niejonowymi związkami powierzchniowo-czynnymi, np. polioksyetylenowany nonylofenol wykazują dobrą aktywność antybakteryjną, antypleśniową, antydrożdżową i czasami antywirusową. Trijodometan CHI3 środek bakteriostatyczny, przy zetknięciu z tkanką wydziela jod działający antyseptycznei i bakteriobójczo stosowany w weterynarii. 3 NaOI NaOH CI3COCH3 CH3COCH3 CHI3 Inne środki dezynfekujące: OH CH3 CH3 I CH3 aristo l H3C I CH3 CH3 OH CI CI IC CI jodol N H Kwas jodoocowy silny inhibitor enzymów (w biochemii), Barwniki np, róż bengalski stanowi barwnik dla wełny, a erytrozynę, sól sodową 2,4,5,7-tetrajodofluoresceiny, stosowano do niedawna do barwienia artykułów spożywczych na kolor czerwony I I NaO O O I I eretrozyna COONa