«Фторирование фтором и высшими фторидами металлов»

1. Парафины (от метана СН4 до углеводородов С15 – С40);

2. Олефины (С2Н4, С3Н6, С4Н8, С5Н10);

3. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин);

4. Ацетилен;

5. Оксид углерода и синтез-газ (смесь СО и Н2).

В своем развитии промышленность органического синтеза разделилась на ряд отраслей (технология красителей, лекарственных веществ, пласти-ческих масс, химических волокон и др.), среди которых важное место зани-мает промышленность основного органического и нефтехимического синте-за. Термин «основной» (или «тяжелый») органический синтез охватывает производство многотонажных продуктов, служащих основой для всей ос-тальной органической технологии. В свою очередь, термин «нефтехимиче-ский» синтез появился в связи с преобразованием технологии органических веществ на нефтяное сырье и в обычном смысле слова (исключая получе-ние неорганических веществ и полимеров) охватывает первичную химиче-скую переработку углеводородов нефтяного происхождения. В этом плане он является частью основного органического синтеза, чем и обусловлено их объединенное начало.

Прямое действие фтора на органические вещества приводит к бурной реакции, сопровождающейся вспышками и взрывами. В результате полу-чаются фторид водорода и продукты разложения органических молекул (углерод, тетрафторметан). Такое направление реакции обусловлено ее высокой экзотермичностью, превосходящей энергии разрыва углерод-углеродных связей.

Более спокойно реакция протекает при разбавлении фтора (и паров ор-ганического вещества) инертным в данных условиях газом, воспринимаю-щим часть выделяющегося тепла и выводящим систему из весьма широких пределов взрываемости. Таким газом-разбавителем на практике обычно служит азот. При фторировании в жидкой фазе можно применять устойчи-вые к действию фтора растворители (фторуглероды, при низкой темпера-туре – тетрахлорметан). При наиболее распространенной газофазной реак-ции кроме разбавления азотом положительное влияние оказывает тепло-проводящая насадка (например, из медной проволоки).

Механизм реакций фторирования сильно отличается от хлорирования. Причина этого состоит в очень слабой электрофильности молекулы фтора, вследствие чего происходят только радикально-цепные реакции. Для них не требуется посторонних инициаторов, а цепь зарождается самопроизвольно за счет взаимодействия фтора с углеводородом; дальнейшее развитие це-пи протекает обычным образом:

. . . .

RH + F2 → R + HF2 → R + HF + F

. .

RH + F → R + HF

. .

R + F2 → RF + F

Другая особенность состоит в высокой активности и связанной с этим малой избирательности фтора при его атаке органической молекулы. Так, при фторировании идут одновременно реакции замещения и присоедине-ния, причем замещаются почти с равной вероятностью разные атомы водо-рода, в том числе в уже образовавшихся фторпроизводных. Кроме того, существенное развитие получает расщепление по C-C-связям; эти превра-щения можно ограничить, смягчая условия реакции.

Фторирование ведут в промышленности главным образом для получе-ния перфторпроизводных углеводородов (перфторуглероды), отличающих-ся очень высокой термической и химической стабильностью. Из них продук-ты фторирования средних фракций нефти применяют как термостойкие смазочные масла и гидравлические жидкости, а производные фракции C7-C10 – в качестве растворителей.