ฟลูออรีนและเคมีฟลูออรีน

ฟลูออรีนเป็นก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและทําปฏิกิริยา ในรูปธาตุฟลูออรีนเป็นพิษสูงและต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง ฟลูออรีนเป็นส่วนประกอบที่จําเป็นของยา เคมีภัณฑ์ชั้นดี และโพลีเมอร์หลายชนิด ปฏิกิริยา ฟลูออรีนได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มฟลูออรีนลงในโมเลกุลของสารตั้งต้น มีรีเอเจนต์จํานวนหนึ่งที่สามารถใช้ได้เพื่อเติมฟลูออไรไนซ์ รีเอเจนต์ฟลูออรีนทั่วไปคือกรดไฮโดรฟลูออริก แต่ก็มีฤทธิ์กัดกร่อน ทําปฏิกิริยา และต้องใช้ด้วยความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง ปัญหาอื่น ๆ เกี่ยวกับการเติมฟลูออรีนด้วยฟลูออรีนธาตุหรือ HF คือความจําเพาะ พวกมันมักจะมีประสิทธิภาพมากในการทําปฏิกิริยากับสารอินทรีย์จนยากที่จะควบคุมตําแหน่งที่อะตอมของฟลูออรีนแทรกเข้าไปในโมเลกุลของสารตั้งต้น มีการพัฒนารีเอเจนต์จํานวนหนึ่งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการให้ฟลูออไรไนต์ที่ควบคุมได้ ตัวอย่างเช่น DAST (diethylaminosulfur trifluoride) มักใช้ในการแปลงคาร์บอนิลและแอลกอฮอล์เป็นอนุพันธ์ของฟลูออโรที่คล้ายคลึงกัน รีเอเจนต์ที่อ่อนโยนยิ่งกว่าคือ SelectFluor [(1-chloromethyl-4-fluoro-1,4-diazoniabicyclo[2.2.2] octane bis(tetrafluoroborate)] ซึ่งเป็นรีเอเจนต์ฟลูออรีนอิเล็กโทรฟิลิกที่ใช้งานง่ายกว่า เนื่องจากไม่ระเหยและอากาศ/ความชื้นมีความเสถียร

ฟลูออรีนใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ขอบเขตของผลิตภัณฑ์และสารประกอบที่มีฟลูออรีนนั้นน่าทึ่ง อะตอมของฟลูออรีนพบได้ใน:

• สินค้าอุปโภคบริโภค เช่น ยาสีฟันและน้ําดื่ม
• ยา ยาปฏิชีวนะ และยาชา
• สารทําความเย็นเครื่องปรับอากาศ
• การใช้งานเซมิคอนดักเตอร์สําหรับการแกะสลักพลาสม่า
• พลาสติกและโพลีเมอร์วิศวกรรมประสิทธิภาพสูง

ในเภสัชภัณฑ์การเพิ่มอะตอมของฟลูออรีนลงในโมเลกุลของสารตั้งต้นสามารถเพิ่มศักยภาพในกิจกรรมการรักษาได้ มีส่วนผสมทางเภสัชกรรมที่ใช้งานอยู่ (API) มากกว่า 150 ชนิดที่มีอะตอมของฟลูออรีน การเพิ่ม ฟลูออรีนลงในเอนทิตีการรักษาสามารถเพิ่มเสถียรภาพของการ  เผาผลาญ

ใน ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันทางอุตสาหกรรมการเพิ่มฟลูออรีนลงในกระดูกสันหลังของคาร์บอนคาร์บอนจะสร้างโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติเช่นความแข็งแรงความทนทานความเฉื่อยต่อสารเคมีและคุณสมบัติพื้นผิวที่ดีขึ้นในระดับ โมเลกุลความแข็งแรงของพันธะ CF เป็นกุญแจสําคัญของข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพเหล่านี้และส่งผลให้มีการใช้ฟลูออโรโพลิเมอร์อย่างแพร่หลายที่ใช้ในการผลิตปะเก็นที่ทนต่อสารเคมี เช่น โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) และฟลูออโรอีลาสโตเมอร์ ใน ตัวอย่างของพอลิเมอไรเซชันฟลูออรีเนชันที่สําคัญ คลอโรฟอร์มจะทําปฏิกิริยากับ HF เพื่อสร้างคลอโรไดฟลูออโรมีเทน ซึ่งจะถูกให้ความร้อนเพื่อสร้างเตตระฟลูออโรเอทิลีนและพอลิเมอไรซ์ภายใต้แรงดันสูงโดยใช้ตัวเริ่มต้นเปอร์ออกไซด์เพื่อให้ได้ PTFE 

ปฏิกิริยาฟลูออรีนจะดําเนินการด้วยรีเอเจนต์นิวคลีโอฟิลิกหรืออิเล็กโทรฟิลิก ก๊าซฟลูออรีนธาตุเป็นแหล่งทั่วไปสําหรับฟลูออรีนอิเล็กโทรฟิลิก แต่มีปฏิกิริยาสูง กัดกร่อน และเป็นพิษ ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและความระมัดระวังในการใช้งาน นอกจากนี้ยังก้าวร้าวมากจนยากต่อการควบคุมความจําเพาะของปฏิกิริยา ด้วยเหตุนี้จึงมีการสังเคราะห์สารประกอบจํานวนหนึ่งที่ให้ฟลูออไรด์ที่ชอบไฟฟ้าอย่างปลอดภัยและให้ความจําเพาะของปฏิกิริยาที่ดีขึ้น SelectFluor  [1-Chloromethyl-4-fluoro-1,4-diazoniabicyclo[2.2.2]ออกเทนบิส (เตตระฟลูออโรบอเรต)] และ NFSI [N –Fluorobenzenesulfonimide] ให้ฟลูออรีนที่ชอบไฟฟ้าและทั้งคู่เป็นของแข็งที่เสถียรซึ่งช่วยให้ฟลูออรีนของนิวคลีโอฟิล อะริลเป็นต้น

นิวคลีโอฟิลิกฟลูออไรไนต์สามารถทําได้ด้วยสารประกอบเช่น DAST [ไดเอทิลอะมิโนซัลเฟอร์ไตรฟลูออไรด์] หรือ XtalFluors DAST ถูกนํามาใช้เพื่อฟลูออรีนแอลกอฮอล์คีโตนและกรดคาร์บอกซิลิกมานานแล้วและส่วนใหญ่ได้แทนที่ก๊าซกํามะถันเตตระฟลูออไรด์ที่เป็นสารตั้งต้นที่มีปัญหามากขึ้น สาร ฟลูออรีไนซ์นิวคลีโอฟิลิกรุ่นใหม่เช่น XtalFluor-E และ XtalFluor-M มีประสิทธิภาพในการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลและคาร์บอนิลด้วยฟลูออรีน และขจัดปัญหาบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ DAST (เช่น การปลดปล่อย HF)  

ปฏิกิริยาฟลูออรีนและฟลูออรีนปฏิวัติอุตสาหกรรมโพลีเมอร์ด้วยการสร้างตระกูลผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะการทํางานที่ยอดเยี่ยม ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของฟลูออโรโพลิเมอร์รวมถึงความต้านทานต่อการโจมตีทางเคมีของกรดและเบสเกิดจากความแข็งแรงของพันธะ CC และความแข็งแรงที่มากขึ้นของพันธะ CF ตัวอย่างเช่น ใน PTFE ตําแหน่งของอะตอมของฟลูออรีนจะก่อตัวเป็นปลอกรอบกระดูกสันหลังของคาร์บอน เพื่อปกป้องพันธะ CC จากการโจมตี โดยทั่วไปแล้วฟลูออโรโพลิเมอร์จะใช้ในการใช้งานทางเคมีที่รุนแรงและอุณหภูมิสูง ฟลูออโรอีลาสโตเมอร์เป็นวัสดุที่ต้องการสําหรับปะเก็นที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและการบินและอวกาศ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ําของฟลูออโรโพลิเมอร์ทําให้มีค่าในฐานะน้ํามันหล่อลื่นชนิดพิเศษและในการเคลือบ  

ฟลูออโรโพลิเมอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ :

• PTFE (Polytetrafluoroethylene) เป็นฉนวนลวด
• PFA (เปอร์ฟลูออโรอัลค็อกซีแอลเคน) ในท่อและข้อต่อฟิตติ้งในอุตสาหกรรมเคมี
• FEP (ฟลูออรีนเอทิลีนโพรพิลีน) เป็นพลาสติก Labwear และฟิล์มปล่อยในการผลิตคอมโพสิต
• ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) สําหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงในการบินและอวกาศและการบิน
• PVDF (โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์) เป็นวัสดุท่อในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรม
• ECTFE (เอทิลีนคลอโรไตรฟลูออโรเอทิลีน) สําหรับการเคลือบผงไฟฟ้าสถิตของโลหะ

การทําความเข้าใจจลนศาสตร์และอุณหพลศาสตร์ของฟลูออไรไนต์เป็นสิ่งสําคัญเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของปฏิกิริยาและเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของกระบวนการปฏิกิริยา/เคมี สารฟลูออรีนและสภาวะปฏิกิริยาฟลูออไรไนต์สามารถมีพลังงานได้ค่อนข้างและต้องมีการตรวจสอบและควบคุมอย่างระมัดระวัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเพิ่มขนาดปฏิกิริยา เครื่อง ปฏิกรณ์สังเคราะห์ทางเคมี และ เครื่องวัดปริมาณ ความร้อนของปฏิกิริยาให้การควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ที่แม่นยําวัดพลังงานของปฏิกิริยาและสร้างแบบจําลองผลกระทบของตัวแปรต่อประสิทธิภาพปฏิกิริยา FTIR และ Raman Spectroscopy ติดตามและตรวจสอบสายพันธุ์ปฏิกิริยาที่สําคัญเพื่อให้ข้อมูลจลนศาสตร์ การสนับสนุนกลไกที่เสนอ และความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าตัวแปรส่งผลต่อความคืบหน้าและประสิทธิภาพของปฏิกิริยาโดยรวมอย่างไร เมื่อ จําเป็นต้องได้รับตัวอย่างปฏิกิริยาสําหรับการวิเคราะห์แบบออฟไลน์ EasySampler จะทําการสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติ ปลอดภัย และไม่ต้องใส่ข้อมูล นัก วิจัยมักใช้เครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์ทางเคมีร่วมกับสเปกโทรสโกปีและ/หรือ EasySampler ในแหล่งกําเนิด การสุ่มตัวอย่างเพื่อรับข้อมูลที่จําเป็นสําหรับความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับปฏิกิริยาและกระบวนการฟลูออรีน

ดู Live eDemo จากที่ทํางานหรือโฮมออฟฟิศตามกําหนดเวลาของคุณ