أحادي فلوروفوسفات الصوديوم
أحادي فلوروفوسفات الصوديوم ، ويُختصر عادةً بـ SMFP ، هو فلوروفوسفات غير عضوي صيغته الكيميائية Na₂PO₃F . وكما هو الحال مع الأملاح ، فإن SMFP عديم الرائحة واللون وقابل للذوبان في الماء. يُستخدم هذا الملح كمكون في بعض معاجين الأسنان . [ 2 ]
الاستخدامات
يُعرف مركب SMFP بشكل أساسي كمكون في بعض معاجين الأسنان . [ 3 ] وهو يعمل كمصدر للفلورايد من خلال تفاعل التحلل المائي التالي : [ 2 ]
- PO₃F²⁻ + OH⁻ → HPO₄²⁻ + F⁻
يحمي الفلورايد مينا الأسنان من هجوم البكتيريا المسببة لتسوس الأسنان . على الرغم من أن كيميائيًا في شركة بروكتر آند غامبل هو من طوره ، إلا أن استخدامه في معجون الأسنان ( معجون كولجيت وألترا برايت ) كان مسجلاً ببراءة اختراع لشركة كولجيت-بالموليف ، نظرًا لأن بروكتر آند غامبل كانت تتولى تسويق معجون أسنان كريست (الذي يحتوي على فلوريد القصدير ، ويُسوّق تحت اسم "فلورستان"). في أوائل ثمانينيات القرن الماضي، أُعيدت صياغة تركيبة كريست لتستخدم أحادي فلوروفوسفات الصوديوم، تحت العلامة التجارية "فلوريستات"؛ واليوم، تستخدم معاجين أسنان كريست فلوريد الصوديوم أو فلوريد القصدير . بالمقارنة مع الفلورايدات النقية، فإن أحادي فلوروفوسفات الصوديوم له طعم لاذع أقل.
يُستخدم SMFP أيضًا في بعض الأدوية لعلاج هشاشة العظام . [ 2 ]
في عام 1991، وجد كالجون أن أحادي فلوروفوسفات الصوديوم يمنع ذوبان الرصاص في مياه الشرب عند استخدامه بتراكيز تتراوح بين 0.1 ملغم/لتر و 500 ملغم/لتر. [ 4 ]
تسوس الأسنان
يحدث تسوس الأسنان بسبب البكتيريا الموجودة بشكل طبيعي في الفم. تُشكّل هذه البكتيريا طبقة لزجة ناعمة عديمة اللون على الأسنان تُسمى البلاك. عند تناول الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات (النشويات والسكريات ) ، تستخدم البكتيريا المُكوّنة للبلاك السكر كمصدر للطاقة. كما تُحوّله إلى مادة لاصقة تُساعدها على الالتصاق بسطح السن. يُنتج البلاك حمضًا يُهاجم مينا الأسنان . [ 5 ]
كيمياء التحلل
يتكون مينا الأسنان في الغالب من هيدروكسي فوسفات الكالسيوم، Ca₅ ( PO₄ ) ₃OH ، المعروف أيضًا باسم معدن هيدروكسي أباتيت . الأباتيت مركب صلب غير قابل للذوبان. يهاجم الحمض (H⁺ ) ، الذي ينتج خاصة بعد تناول وجبة غنية بالسكريات، الأباتيت.
- Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s) + H + (aq) → Ca 5 (PO 4 ) 3 + (aq) + H 2 O (ℓ)
كيمياء فلورة المينا
يؤدي تحلل الأباتيت بفقدان أيونات الهيدروكسيل (OH⁻ ) إلى ذوبان المينا. هذه العملية قابلة للانعكاس، إذ يعيد اللعاب تزويد الأباتيت بأيونات الهيدروكسيل (OH⁻ ) لإعادة تكوينه. وفي حال وجود أيونات الفلورايد (F⁻) في اللعاب، يتكون أيضًا فلوراباتيت (Ca₅ ( PO₄ ) ₃F ) .
- كالسيوم 5 (أ ف ب 4 ) 3 + (أق) + ف − (أق) → كا 5 (أ ف ب 4 ) 3 ف (ث)
يقاوم فلوراباتيت هجمات الأحماض بشكل أفضل من الأباتيت نفسه، لذا فإن مينا الأسنان يقاوم التسوس بشكل أفضل من المينا التي لا تحتوي على الفلورايد. [ 6 ]
التحضير والهيكلة
يتم إنتاج أحادي فلوروفوسفات الصوديوم صناعيا عن طريق تفاعل فلوريد الصوديوم مع ميتافوسفات الصوديوم : [ 2 ]
- NaPO₃ + NaF → Na₂PO₃F
تتضمن هذه العملية كسر رابطة البيروفوسفات، على غرار التحلل المائي. ويمكن أيضاً تحضير SMFP بمعالجة بيروفوسفات رباعي الصوديوم أو فوسفات ثنائي الصوديوم بفلوريد الهيدروجين. [ 2 ]
في المختبر، يمكن تحضير SMFP عن طريق تحلل أيونات ثنائي فلوروفوسفات باستخدام هيدروكسيد الصوديوم المخفف :
- ص 2 F 2 − + 2 هيدروكسيد الصوديوم → Na 2 ص 3 F + H 2 O + F −
بناء
يتكون تركيب أنيون فلوروفوسفات من ذرة فسفور في مركز رباعي الأوجه مُحدد بثلاث ذرات أكسجين وذرة فلور واحدة . تُظهر التمثيلات الرسمية رابطة ثنائية بين ذرة أكسجين واحدة وذرة فسفور، وروابط أحادية بين ذرتي الأكسجين الأخريين وذرة الفلور. في هذا التمثيل الرسمي، تتركز الشحنة السالبة على ذرات الأكسجين في روابط PO الأحادية. يُعدّ SMFP متساوي الإلكترونات مع كبريتات الصوديوم . يتمتع الأنيون بتناظر C3v .
الاكتشاف والتطوير
وُصِفَ أحادي فلوروفوسفات الصوديوم لأول مرة عام 1929 على يد الكيميائي الألماني ويلي لانج ، الذي كان يعمل آنذاك في جامعة برلين. دفعته محاولاته غير المثمرة لتحضير حمض أحادي فلوروفوسفوريك الحر إلى دراسة إسترات الحمض . وبالتعاون مع إحدى طالباته، جيردا فون كروجر ، تمكن لانج من تخليق ثنائي إيثيل فلوروفوسفات ، الذي أثبت سميته العالية، ليصبح أول عامل أعصاب في التاريخ . في ثلاثينيات القرن العشرين، حاول غيرهارد شرادر ، الذي كان يعمل لدى شركة آي جي فاربن الألمانية ، تطوير مبيد حشري اصطناعي . ركز عمله على إسترات أحماض الفوسفوريك، وأسفر عن اكتشاف إيزوفلوروفات ، وتابون ، وسومان ، وسارين . في هذه الأثناء، هاجر لانج، المتزوج من امرأة يهودية، من ألمانيا إلى الولايات المتحدة، وبدأ العمل في شركة بروكتر آند جامبل . في عام ١٩٤٧، نشر هو ورالف ليفينغستون من شركة مونسانتو طريقة تحضير أحماض الفلوروفوسفوريك الحرة، وذكرا استخدام إيزوفلوروفات في علاج الجلوكوما والوهن العضلي الوبيل . أدت السمية المعروفة لهذه الإسترات إلى مخاوف من أن تكون الأملاح البسيطة سامة أيضًا، مما حال دون استخدامها تجاريًا على نطاق واسع. في عام ١٩٥٠، وبرعاية شركة أوزارك كيميكال ، الشركة المصنعة لهذه المركبات، درس هارولد هودج في جامعة روتشستر سمية أحادي فلوروفوسفات الصوديوم، وشمل ذلك اختبارات مضادة للتسوس. في عام ١٩٦٧، قدمت شركة كولجيت-بالموليف عدة براءات اختراع لاستخدام أحادي فلوروفوسفات الصوديوم في معجون الأسنان. [ ٤ ]
أمان
تبلغ نسبة مركب SMFP في معجون الأسنان عادةً 0.76%. يُستخدم هذا المركب بدلاً من فلوريد الصوديوم، خاصةً في معاجين أسنان الأطفال، لأنه أقل سميةً في الحالات الحادة، على الرغم من أن كليهما لهما سمية متوسطة. تبلغ الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ) في الجرذان 0.9 غ/كغ. [ 7 ]
مراجع
- ↑ "بيانات السلامة (MSDS) لفلوروفوسفات الصوديوم" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 يناير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2009 .
- 1 2 3 4 5 كلاوس شرودتر، غيرهارد بيترمان، توماس ستافيل، فريدريش وال، توماس كلاين، توماس هوفمان "حمض الفوسفوريك والفوسفات" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية 2008، وايلي-VCH، واينهايم. دوى : 10.1002/14356007.a19_465.pub3
- ↑ Wolfgang Weinert "منتجات نظافة الفم" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية 2000، Wiley-VCH، Weinheim. دوى : 10.1002/14356007.a18_209
- 1 2 تاريخ أحادي فلوروفوسفات بيتر مايرز
- ↑ "أسنان صحية - نصائح للنوم الصحي، أخبار ومراجعات للمنتجات" . موقع "أسنان صحية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2018 .
- ↑ ديفيس، ر. إي، دكتوراه، ميتكالف، هـ. س، ويليامز، ج. إي، كاستكا، ج. ف (1999). الكيمياء الحديثة . أوستن، تكساس: هاركورت بريس وشركاه.
- ↑ "بيانات السلامة (MSDS) لفلوروفوسفات الصوديوم" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 يناير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2009 .
- الفوسفات الفلورية
- مركبات الصوديوم
