41. Биологическое действие галогенпроизводных, их применение в народном хозяйстве. Хлороформ, иодоформ, перфторуглеводороды, перфторполиэтилен (тефлон). Инсектициды.

Ответ. Галогенпроизводные алифатического ряда обладают высокой токсичностью для насекомых, микроорганизмов, растений и животных. С увеличением молекулярной массы галогеналканов токсичность их повышается, за исключением производных метана, которые по токсичности превосходят все другие соединения этого класса. Установлено, что галогеналканы разветвлённого строения менее токсичны, чем галогеналканы той же молекулярной массы с нормальным строением углеродной цепи. С увеличением числа атомов галогена в метилгалогенидах токсичность этих соединений для насекомых понижается, тогда как для производных гомологов метана инсектицидность несколько возрастает. Биологическая активность галогеналканов и галогеналкенов и их токсичность для различных видов живых организмов зависит от строения и реакционной способности соединений. Это свидетельствует о том, что производные алифатических углеводородов взаимодействуют с жизненно важными системами этих организмов. При этом инсектицидная активность галогенпроизводных алкенов значительно выше, чем галогеналканов. Хлороформ СНCl3. Для его получения берут этиловый спирт СН3—СН2—ОН или ацетон СН3—СО—СН3 и белильную известь. В первом случае, кроме хлороформа, получается муравьинокислый натрий Н—COONa, во втором — уксуснокислый натрий СНз—COONa. Хлороформ получают также непосредственным хлорированием метана в соответствующих условиях. Хлороформ представляет собой нерастворимую в воде жидкость относительной плотности 1,488 (при 20°С) с сильным сладковатым запахом, кипящую при 61,2° С. При вдыхании хлороформ вызывает наркоз, а при более длительном действии — и смерть. Благодаря наркотическому действию он долгое время находил широкое применение при хирургических операциях. Хлороформ хорошо растворяет жиры и другие органические вещества, а потому может применяться как растворитель. В современной промышленности синтетических материалов хлороформ приобрел важное значение как исходный продукт в синтезе ненасыщенных фторуглеродов, полимеризацией которых получают фторкаучуки и фторопласты — материалы, сочетающие высокую термостойкость с очень высокой химической стойкостью. Хлороформ довольно нестоек. При действии света он окисляется воздухом, образуя угольный ангидрид, соляную кислоту, хлор и фосген СОCl2. Последний весьма ядовит. Атомы галоида в хлороформе легко могут замещаться на другие атомы или группы. При действии разбавленной водной щелочи получаются соли муравьиной кислоты. При действии концентрированной щелочи образуется окись углерода. При действии на хлороформ аммиака и едкого кали образуется цианистый калий. Йодоформ CHJ3 получается из спирта или ацетона при действии иода и едких щелочей или карбонатов щелочных металлов. Более совершенным методом является электролиз йодистого калия или натрия в спиртовом растворе. При электролизе образуются иод и щелочь, необходимые для процесса. Образующийся при реакции йодистый калий (натрий) снова подвергается электролизу, и, таким образом, весь иод йодистой соли идет на образование йодоформа. Йодоформ образует желтые кристаллы с т, пл. 119° С. Это — прекрасный антисептик, применявшийся в хирургии при перевязке ран и пр. Широкому применению йодоформа для этой цели препятствует неприятный навязчивый запах. Перфторуглеводороды — углеводороды, в которых все атомы водорода замещены на атомы фтора. Фторуглероды отличаются от соответствующих углеводородов большей плотностью и, как правило, более низкими значениями температуры кипения. Высшие и особенно полициклические фторуглероды обладают аномально высокой способностью растворять газы, например, кислород, углекислый газ. Устойчивы к действию кислот, щелочей и окислителей; при нагревании выше 600—800 °C или в условиях радиолиза разлагаются с образованием смеси низших и высших фторуглеродов. По величине температуры кипения для данной молекулярной массы насыщенные фторуглероды близки к благородным газам. В природе фторуглероды не найдены и могут быть получены лишь в результате химического синтеза. Высокая растворимость газов в жидких перфторуглеродах обусловлена наличием в таких жидкостях многочисленных крупноразмерных (в молекулярном масштабе) пустот, в которые способны внедряться молекулы газов. Химически весьма инертны. Не реагируют с кислотами и щелочами даже при нагревании. При нагревании реагируют с щелочными металлами (может быть взрыв). Способны подвергаться пиролизу и фотолизу. Фторуглероды — диэлектрики, теплоносители, гидравлические жидкости, смазочные масла, низкотемпературные хладагенты, мономеры в производстве фторполимеров, эффективные газопереносящие среды, что позволяет использовать их для жидкостного дыхания или в качестве искусственной крови. Конденсация перфторуглеводородов используется для пайки печатных плат. Многие фторуглероды трудногорючи, невзрывоопасны, малотоксичны. Перфторуглеводороды способны создавать сильный парниковый эффект в тысячи раз сильнее, чем CO2, что потенциально может быть использовано для терраформирования. Тефлон — белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду напоминающее парафин или полиэтилен. Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остаётся гибким и эластичным при температурах от −70 до +270 °C, прекрасный изоляционный материал. Тефлон обладает очень низкими поверхностным натяжением и адгезией и не смачивается ни водой, ни жирами, ни большинством органических растворителей. По своей химической стойкости превосходит все известные синтетические материалы и благородные металлы. Не разрушается под влиянием щелочей, кислот и даже смеси азотной и соляной кислот. Разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидом хлора. В различных отраслях промышленности волокна, полученные из политетрафторэтилена (тефлон, полифен), нашли широкое применение в качестве высокотемпературных мешочных фильтров, разных типов теплостойких прокладок, нитей для текстильных тканей, а также в автомобильном оснащении, промышленных фильтрах общего назначения, элементах запорных и регулирующих клапанов, мешалок и насосов, оборудования для фильтрации и разделения. Благодаря биологической совместимости с организмом человека политетрафторэтилен с успехом применяется для изготовления имплантатов для сердечно-сосудистой и общей хирургии, стоматологии, офтальмологии. Тефлон считается наиболее пригодным материалом для производства искусственных кровеносных сосудов и сердечных стимуляторов. В стоматологии нерезорбируемые мембраны из ПТФЭ с усилением титановым каркасом или без последнего, используются при методиках направленной костной регенерации (НКР). Также существует шовный материал из ПТФЭ. Из-за низкого трения и несмачиваемости насекомые не способны ползти по тефлоновой стене. В частности, тефлоновая защита применяется при содержании нелетающих насекомых, чтобы они не смогли вылезти наружу. Из-за низкой адгезии и хорошей термостойкости тефлон используется в качестве антипригарного покрытия для сковородок и другой посуды. Изделия, в производстве которых используется тефлон: конфорки плит; скалки (с противоналипающим покрытием); кипятильники; воки; бритвенные лезвия. При попадании в организм политетрафторэтилен безвреден. В группе синтетических контактных инсектицидов по значимости и широте применения до 70-х годов XX столетия выделялись полигалогснопро- изводные, из которых 4,4-дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и гексахлорциклогексан (ГХЦГ, гексахлоран) были наиболее широко применяемыми препаратами. За открытие действия ДДТ на насекомых П. Мюллер в 1948 г. получил Нобелевскую премию. Оба препарата были доступны и дешевы. ДДТ получали конденсацией хлорбензола с хлоралем под действием концентрированной серной кислоты, а гексахлоран — при фотохимическом хлорировании бензола. Однако большинство полихлоропроизводных — очень устойчивые соединения, крайне медленно разлагающиеся в природных условиях и накапливающиеся в живых организмах. В связи с этим применение ДДТ запрещено. По-видимому, и другие еще используемые пол и галогенопроизводные также будут запрещены к применению в ближайшие годы. Серьезной проблемой при применении инсектицидов стало резистентность насекомых к действию препарата.