Большая Советская Энциклопедия (ФТ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ". Страница 7
(1ккал/моль = 4,19 кдж/моль )
Т. к. тепловой эффект фторирования больше, чем разрыва С—С-связей (80—85 ккал/моль ), возможна деструкция фторируемых соединений. Во избежание этого необходим эффективный отвод тепла и разбавление смеси реагирующих веществ азотом. Для отвода тепла в реакционное пространство (трубка) вводят медную сетку или медные стружки, покрытые Ag, Co, Ni или др.; на поверхности сетки (стружек) образуются высшие фториды металлов, которые и служат фторирующими агентами, роль фтора при этом сводится, по-видимому, к их регенерации.
В металлофторидном процессе пары фторируемого вещества, сильно разбавленные азотом, пропускают через трубку с CoF3 :
1 /2 (—CH2 —) + 2CoFз ® 1 /2 (—CF2 —) + HF+ 2CoF2 + 46 ккал/моль .
Образующийся CoF3 действием фтора при 250°С превращают опять в CoF3 . Выходы перфторуглеводородов 80—85%.
Важен метод электрохимического фторирования. Электролитом служит раствор фторируемого вещества в безводном фтористом водороде. В случае неэлектропроводных соединений обычно добавляют KF. Этим методом j-амины, j-окиси и др. Все рассмотренные выше процессы применяются в промышленности.
Обмен атомов хлора на фтор — важный промышленный метод введения фтора (см. Свартса реакция ); может быть произведён безводным HF или фторидами (например, NH4 F, KF, CbF3 Cl2 , AgF2 , HgF2 . Лёгкость обмена зависит от строения хлорсодержащего соединения. Так, хлорангидриды кислот часто легко превращаются во фторангидриды путём растворения их в безводном HF. Атомы Cl в этиленхлоргидрине, хлоруксусной кислоте и её производных легко обмениваются на F при реакции с KF в полярных растворителях (например, этиленгликоле); в моногалогенуглеводородах — лишь действием AgF2 или HgF2 при 150°С. Легче замещаются на фтор атомы хлора в соединениях, содержащих трихлорметильную группу. В промышленности для такого обмена применяют обычно растворы SbF3 или SbF3 Cl2 в безводном HF. Этим способом из хлороформа CHCl3 получают дифторхлорметан, используемый для производства тетрафторэтилена, из CCl4 — дифтордихлорметан (один из важнейших фреонов ), из C2 Cl6 — трифтортрихлорэтан (исходное вещество для производства трифторхлорэтилена).
Сравнительно легко на фтор обмениваются атомы хлора в гексахлорбензоле (действием KF при 450—530°С); C6 F6 и C6 F5 Cl при этом получаются с хорошими выходами. Аналогично реагируют и др. полихлорароматические и полихлоргетероциклические соединения.
Диазометод получения фторароматических соединений основан на образовании борфторида выделяют в твёрдом при нагревании:
Замена кислородсодержащих группировок в различных органических соединениях на фтор при помощи SF4 (например, в спиртах, альдегидах, кетонах, кислотах):
(R — органический остаток).
Присоединение безводного фтористого водорода к олефинам, галогенолефинам, окисям, изоцианатам, циклопарафинам и др., например:
Сопряжённое присоединение фтора и др. атомов или групп к соединениям, содержащим кратные связи, легко происходит в избытке безводного HF, например фторнитрование:
Методы получения фторолефинов. Дегалогенирование вицинальных дигалогенполифторалканов металлами (Zn, Mg и др.), например:
CF2 Cl — CF2 Cl + Zn ® CF2 = CF2 + ZnCl2 .
Пиролиз политетрафторэтилена, приводящий к образованию перфторпропилена и перфторизобутилена наряду с тетрафторэтиленом, перфторбутиленом, фторциклобутаном и др.:
[—CF2 —] n ® CF3 F = CF2 + (CF3 )2 C = CF2 + CF2 = CF2 + CF3 CF2 CF = CF2 и др.
В промышленности этим способом (а также пиролизом тетрафторэтилена) получают перфторпропилен — важный мономер для производства фторкаучуков.
Пиролиз солей j-карбоновых кислот, например:
Фторированные спирты получают обычными методами синтеза спиртов , например восстановлением эфиров j-карбоновых кислот, фторированных альдегидов и кетонов. Важный промышленный способ их получения — теломеризация тетрафторэтилена метанолом:
n CF2 = CF2 + CH3 OH ® Н [—CF2CF2—] n СН2 ОН.
Свойства. Физические свойства. Низшие фторуглероды парафинового ряда (общая формула Cn F2n +2 ) — газы, начиная с C5 — жидкости, высшие — твёрдые воскообразные соединения. Только первые четыре представителя этого ряда кипят несколько выше соответствующих углеводородных аналогов, все остальные — ниже.
При замещении одного атома водорода в молекуле углеводорода на F температура кипения повышается, но меньше, чем при замене его на хлор. При полной замене атомов водорода на фтор у любых производных углеводородов температуры кипения очень сильно понижаются (см. табл.).
Сравнение температур кипения некоторых соединений
| Формула | tкип , °С | Формула | tкип , °С |
| CH3 CN | +78 | CF3 CN | -64 |
| CH3 NO2 | +102 | CF3 NO2 | -31 |
| NC(CH2 )4 CN | +265 | NC(CF2 ) 4 CN | +63 |
| CH3 CH2NH2 | +19 | CF3 CF2 NF2 | -34.3 |
| CH3 COCH3 | +56 | CF3 COCF3 | +29 |
 | +35 |  | -28 |
Фторуглероды — хорошие диэлектрики (удельное электрическое сопротивление около 1014ом (см ; диэлектрическая проницаемость их значительно выше, чем у парафинов. Скорость распространения ультразвука во фторуглеродах необычайно низка (менее 800 м/сек ).
Химические свойства наиболее важных типов Ф. с. Фторуглероды парафинового и алициклических рядов характеризуются необычайно высокими химической инертностью и термостойкостью. Для них известно небольшое число реакций, осуществляемых лишь при высоких температурах. Так, пиролиз перфторэтана начинается около 1000°C, перфторгептана — около 800°C. Фторуглероды не реагируют в обычных условиях и при умеренном нагревании с концентрированными кислотами, сильными окислителями, металлами, щелочами и др.; реакция с металлическим натрием и перекисью натрия начинается при 400°C; Zn, Al, Fe и Sn в этих условиях реагируют очень медленно; Cu, Ag, Hg и некоторые др. в реакцию не вступают.
Перфторбензол и некоторые др. перфторароматические соединения легко взаимодействуют с нуклеофильными реагентами, например с аммиаком, аминами, алкоголятами, сульфидом натрия и др. При этом после замены одного атома фтора замещается второй, находящийся в пара- положении к первому: