stringtranslate.com

Фторид натрия

Фторид натрия ( NaF ) — неорганическое соединение формулы NaF . Это бесцветное или белое твердое вещество, легко растворимое в воде. Он используется в следовых количествах при фторировании питьевой воды для предотвращения кариеса , а также в зубных пастах и ​​фармацевтических препаратах для местного применения с той же целью. В 2021 году это было 291-е место среди наиболее часто назначаемых лекарств в США: на него было выписано более 600 000 рецептов. [7] [8] Он также используется в металлургии и в медицинской визуализации .

Использование

Фторид натрия продается в таблетках для профилактики кариеса.

Кариес

Соли фтора часто добавляют в городскую питьевую воду (а также в некоторые пищевые продукты в некоторых странах) с целью поддержания здоровья зубов. Фторид повышает прочность зубов за счет образования фторапатита , естественного компонента зубной эмали . [9] [10] [11] Хотя фторид натрия используется для фторирования воды и является стандартом, по которому оцениваются другие соединения фторирования воды, гексафторокремниевая кислота (H 2 SiF 6 ) и ее соль гексафторосиликат натрия (Na 2 SiF 6 ) являются наиболее часто используемыми добавками в Соединенных Штатах. [12]

Остеопороз

Добавки фтора широко изучались для лечения постменопаузального остеопороза . Эта добавка не кажется эффективной; хотя фторид натрия увеличивает плотность костей, он не снижает риск переломов. [13] [14]

Медицинская визуализация

В медицинской визуализации фторид натрия, меченный фтором-18 ( USP , фторид натрия Na 18 F), является одним из старейших индикаторов, используемых в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который используется с 1960-х годов. [15] По сравнению с традиционной сцинтиграфией костей , выполняемой с помощью гамма-камер или систем ОФЭКТ , ПЭТ обеспечивает большую чувствительность и пространственное разрешение. Период полураспада фтора-18 составляет 110 минут, что требует его немедленного использования после производства; это логистическое ограничение препятствовало его внедрению перед лицом более удобных радиофармпрепаратов , меченных технецием-99m . Однако фтор-18 обычно считается лучшим радиофармацевтическим препаратом для визуализации скелета. В частности, он имеет высокое и быстрое поглощение костной тканью, сопровождающееся очень быстрым выведением из крови, что приводит к высокому соотношению костной массы к фону за короткое время. [16] Кроме того, аннигиляционные фотоны, образующиеся при распаде 18 F, имеют высокую энергию 511 кэВ по сравнению с фотонами 140 кэВ 99m Tc. [17]

Химия

Фторид натрия имеет множество специальных химических применений в синтезе и добывающей металлургии . Он реагирует с электрофильными хлоридами, включая ацилхлориды , хлориды серы и хлорид фосфора. [18] Как и другие фториды, фторид натрия находит применение в десилилировании в органическом синтезе . Фторид натрия можно использовать для производства фторуглеродов посредством реакции Финкельштейна ; Преимущество этого процесса заключается в том, что его легко выполнить в небольших масштабах, но он редко используется в промышленных масштабах из-за существования более эффективных методов (например, электрофторирование , процесс Фаулера ).

Биология

Фторид натрия иногда добавляют в относительно высоких концентрациях (~ 20 мМ) к буферам для лизиса белков, чтобы ингибировать эндогенные фосфатазы и тем самым защитить фосфорилированные участки белка. [19] Для этой цели также используются пирофосфат натрия и ортованадат натрия . [20]

Другое использование

Фторид натрия используется в качестве чистящего средства (например, в качестве « кислоты для стирки »). [21]

Фторид натрия можно использовать в ядерном реакторе на расплавах солей .

Более века назад [ когда? ] Фторид натрия использовался в качестве желудочного яда для насекомых, питающихся растениями. [22] Неорганические фториды, такие как фторсиликаты , и комплексы фторида натрия, ионы магния, такие как фторфосфат магния . Они ингибируют ферменты, такие как енолаза , которым требуется Mg 2+ в качестве простетической группы. Таким образом, отравление фтором предотвращает перенос фосфатов при окислительном метаболизме . [23]

Безопасность

Смертельная доза для человека массой 70 кг (154 фунта) оценивается в 5–10 г. [21]

Фториды, особенно водные растворы фторида натрия, быстро и достаточно интенсивно всасываются в организме человека. [24]

Фториды мешают транспорту электронов и метаболизму кальция . Кальций необходим для поддержания мембранного потенциала сердца и регуляции свертывания крови . Прием большого количества солей фтора или плавиковой кислоты может привести к фатальным аритмиям из-за глубокой гипокальциемии . Хроническая чрезмерная абсорбция может вызвать затвердевание костей, кальцификацию связок и отложения на зубах. Фторид может вызвать раздражение или коррозию глаз, кожи и носовых оболочек. [25]

Фторид натрия классифицируется как токсичный при вдыхании (пыли или аэрозолях) и проглатывании . [26] Было показано, что в достаточно высоких дозах он влияет на сердце и систему кровообращения. Что касается профессионального воздействия, Управление по охране труда и Национальный институт безопасности и гигиены труда установили пределы профессионального воздействия на уровне 2,5 мг/м 3 в течение восьмичасового среднего взвешенного по времени времени. [27]

В более высоких дозах, используемых для лечения остеопороза , простой фторид натрия может вызвать боль в ногах и неполные стрессовые переломы, когда дозы слишком высоки; он также раздражает желудок, иногда настолько сильно, что вызывает язвенную болезнь . Варианты фторида натрия с медленным высвобождением и энтеросолюбильной оболочкой не имеют значительных побочных эффектов со стороны желудка и вызывают более легкие и менее частые осложнения со стороны костей. [28] При более низких дозах, используемых для фторирования воды, единственным явным побочным эффектом является флюороз зубов , который может изменить внешний вид детских зубов во время их развития ; в основном это незначительное воздействие и вряд ли окажет какое-либо реальное влияние на эстетический вид или здоровье населения. [29] Хроническое употребление фторида в концентрации 1 ppm с питьевой водой может вызвать пятнистость зубов (флюороз), а воздействие 1,7 ppm вызывает пятнистость зубов у 30–50% пациентов. [24]

Химическая структура

Фторид натрия — неорганическое ионное соединение , растворяющееся в воде с образованием отдельных ионов Na + и F− . Подобно хлориду натрия , он кристаллизуется в виде куба, где и Na + , и F- занимают октаэдрические координационные места ; [30] [31] его период решетки, примерно 462 пм , меньше, чем у хлорида натрия (564 пм).

Вхождение

Минеральная форма NaF — виллиомит — встречается умеренно редко. Известен из плутонических нефелин-сиенитовых пород. [32]

Производство

NaF получают путем нейтрализации плавиковой кислоты или гексафторкремниевой кислоты (H 2 SiF 6 ), обоих побочных продуктов реакции фторапатита (Ca 5 (PO 4 ) 3 F) из фосфоритной руды при производстве суперфосфатных удобрений. Нейтрализующие агенты включают гидроксид натрия и карбонат натрия . Для осаждения NaF иногда используются спирты: [21]

HF + NaOH → NaF + H 2 O

Из растворов, содержащих HF, фторид натрия выпадает в осадок в виде бифторидной соли бифторида натрия (NaHF 2 ). При нагревании последнего выделяется HF и образуется NaF.

HF + NaF ⇌ NaHF 2

В отчете 1986 года годовое мировое потребление NaF оценивалось в несколько миллионов тонн. [21]

Смотрите также

Викискладе есть медиафайлы по теме фторида натрия .

Рекомендации

  1. ^ Уэллс, Джон К. (2008), Словарь произношения Лонгмана (3-е изд.), Лонгман, стр. 313 и 755, ISBN 978-1-4058-8118-0. Согласно этому источнику, альтернативное произношение второго слова — / ˈ f l ɔːr aɪ d / , а в Великобритании также / ˈ f l uː ə r aɪ d / .
  2. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). ЦРК Пресс . п. 5.194. ISBN 978-1-4398-5511-9.
  3. ^ Льюис, Опасные свойства промышленных материалов Р. Дж. Сакса. 10-е изд. Тома 1–3 Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: John Wiley & Sons Inc., 1999., стр. 3248
  4. ^ ab Sigma-Aldrich Co. , фторид натрия.
  5. ^ abc Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0563». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ Мартель, Б.; Кэссиди, К. (2004), Анализ химического риска: Практическое руководство , Баттерворт-Хайнеманн, стр. 363, ISBN 978-1-903996-65-2
  7. ^ «300 лучших 2021 года». КлинКальк . Архивировано из оригинала 15 января 2024 года . Проверено 14 января 2024 г.
  8. ^ «Фторид натрия - Статистика использования лекарств» . КлинКальк . Проверено 14 января 2024 г.
  9. ^ Борн, редактор тома, Джеффри Х. (1986). Диетические исследования и рекомендации в области здоровья и болезней . Базель: Каргер. п. 153. ИСБН 978-3-8055-4341-5. {{cite book}}: |first1=имеет общее имя ( справка )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Кляйн, Корнелис (1999). Херлбат, Корнелиус С. (ред.). Руководство по минералогии (по мотивам Джеймса Д. Даны) (21-е изд., Переработанное изд.). Нью-Йорк: Дж. Уайли. ISBN 978-0-471-31266-6.
  11. ^ Зельвиц, Роберт Х; Исмаил, Среди I; Питтс, Найджел Б. (январь 2007 г.). "Кариес". Ланцет . 369 (9555): 51–59. дои : 10.1016/S0140-6736(07)60031-2. PMID  17208642. S2CID  204616785.
  12. ^ Отдел здоровья полости рта, Национальный центр профилактических услуг, CDC (1993), Перепись фторирования 1992 года (PDF) , получено 29 декабря 2008 г.{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Хагенауэр, Д; Уэлч, В.; Ши, Б; Тагвелл, П; Уэллс, Дж. (2000). «Фтор для лечения постменопаузального остеопороза». Кокрановская база данных систематических обзоров . 2010 (4): CD002825. дои : 10.1002/14651858.CD002825. ПМЦ 8453489 . ПМИД  11034769. 
  14. ^ Вестергаард, П; Йоргенсен, Северная Каролина; Шварц, П; Мосекильде, Л. (март 2008 г.). «Влияние лечения фторидом на минеральную плотность кости и риск переломов - метаанализ». Международный остеопороз . 19 (3): 257–68. дои : 10.1007/s00198-007-0437-6. PMID  17701094. S2CID  25890845.
  15. ^ Блау, Монте; Ганатра, Раманик; Бендер, Меррилл А. (январь 1972 г.). «18F-фторид для визуализации костей». Семинары по ядерной медицине . 2 (1): 31–37. дои : 10.1016/S0001-2998(72)80005-9. ПМИД  5059349.
  16. ^ Ордонес, А.А.; ДеМарко, вице-президент; Кланк, Миннесота; Поккали, С.; Джайн, СК (октябрь 2015 г.). «Визуализация хронических туберкулезных поражений с использованием позитронно-эмиссионной томографии фторида натрия у мышей». Молекулярная визуализация и биология . 17 (5): 609–614. дои : 10.1007/s11307-015-0836-6. ПМЦ 4561601 . ПМИД  25750032. 
  17. ^ Грант, Флорида; Фэйи, FH; Паккард, AB; Дэвис, RT; Алави, А.; Тревес, ST (12 декабря 2007 г.). «Скелетная ПЭТ с фторидом 18F: применение новой технологии к старому индикатору». Журнал ядерной медицины . 49 (1): 68–78. дои : 10.2967/jnumed.106.037200 . ПМИД  18077529.
  18. ^ Халперн, Д.Ф. (2001), «Фторид натрия», Энциклопедия реагентов для органического синтеза , John Wiley & Sons , doi : 10.1002/047084289X.rs071, ISBN 978-0-471-93623-7
  19. ^ Сомервилл, Лаура Л.; Ван, Куан (1988). «Саркомерный матрикс поперечно-полосатых мышц: фосфорилирование тайтина и небулина in vivo в мышцах диафрагмы мыши». Архив биохимии и биофизики . Эльзевир Б.В. 262 (1): 118–129. дои : 10.1016/0003-9861(88)90174-9. ISSN  0003-9861. ПМИД  3355162.
  20. ^ «Обзор ингибирования протеазы и фосфатазы для приготовления белка - США» . Термо Фишер Сайентифик . 10 мая 2017 г. Проверено 3 февраля 2023 г.
  21. ^ abcd Эгеперс, Жан; Моллард, Поль; Девильерс, Дидье; Чемла, Мариус; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан Пьер (2000). «Соединения фтора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_307. ISBN 978-3527306732.
  22. ^ Хаус, Джеймс Э.; Хаус, Кэтлин А. (10 сентября 2015 г.). Описательная неорганическая химия. Академическая пресса. п. 397. ИСБН 978-0-12-802979-4.
  23. ^ Меткалф, Роберт Л. (2007), «Борьба с насекомыми», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 9
  24. ^ Аб Капп, Роберт (2005), «Фтор», Энциклопедия токсикологии , том. 2 (2-е изд.), Elsevier, стр. 343–346.
  25. ^ Грин Шепард (2005), «Фтор», Энциклопедия токсикологии , том. 2 (2-е изд.), Elsevier, стр. 342–343.
  26. ^ Паспорт безопасности NaF. опасность.com
  27. ^ CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
  28. ^ Мюррей ТМ, Сте-Мари Л.Г. (1996). «Профилактика и лечение остеопороза: консенсусные заявления Научно-консультативного совета Общества остеопороза Канады. 7. Фторидная терапия остеопороза». CMAJ . 155 (7): 949–54. ПМЦ 1335460 . ПМИД  8837545. 
  29. ^ Национальный совет здравоохранения и медицинских исследований (Австралия) (2007). Систематический обзор эффективности и безопасности фторирования (PDF) . ISBN 978-1-86496-415-8.Резюме: Юнг, Калифорния (2008). «Систематический обзор эффективности и безопасности фторирования». Дент на базе Эвида . 9 (2): 39–43. дои : 10.1038/sj.ebd.6400578 . ПМИД  18584000.
  30. ^ Уэллс, AF (1984), Структурная неорганическая химия , Оксфорд: Clarendon Press , ISBN 978-0-19-855370-0
  31. ^ «Химическая и физическая информация», Токсикологический профиль фторидов, фторида водорода и фтора (PDF) , Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATDSR), сентябрь 2003 г., стр. 187 , получено 1 ноября 2008 г.
  32. ^ Справочник по минералам (PDF) , Издательство Mineral Data Publishing, 2005.