フッ化ナトリウム(NaF)は、化学式 NaF で表される無機化合物です。無色または白色の固体で、水に溶けやすい性質があります。虫歯予防のために飲料水のフッ素添加に微量に使用され、同じ目的で歯磨き粉や外用薬にも使用されています。2023年には、米国で264番目に多く処方された医薬品であり、100万件以上の処方箋がありました。[ 7 ] [ 8 ]また、冶金や医療画像診断にも使用されています。

フッ化物塩は、歯の健康維持を目的として、水道水(および一部の国では特定の食品)によく添加されます。フッ化物は、歯のエナメル質の天然成分であるフルオロアパタイトの形成により、歯の強度を高めます。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]フッ化ナトリウムは水道水のフッ素化に使用され、他の水道フッ素化化合物を評価する基準となっていますが、米国ではヘキサフルオロケイ酸(H2SiF6)とその塩であるヘキサフルオロケイ酸ナトリウム(Na2SiF6)の方が一般的に使用されている添加物です。[ 12 ]
閉経後骨粗鬆症の治療におけるフッ化物補給については、これまで多くの研究が行われてきました。しかし、この補給は効果的ではないようです。フッ化ナトリウムは骨密度を増加させますが、骨折のリスクを低下させることはありません。[ 13 ] [ 14 ]
医用画像診断において、フッ素18標識フッ化ナトリウム(USP、フッ化ナトリウムNa 18 F)は、1960年代から使用されている陽電子放出断層撮影(PET)で使用される最も古いトレーサーの1つです。 [ 15 ]ガンマカメラやSPECTシステムで行われる従来の骨シンチグラフィーと比較して、PETはより高い感度と空間分解能を提供します。フッ素18の半減期は110分であるため、製造後すぐに使用する必要があります。この物流上の制約により、より便利なテクネチウム99m標識放射性医薬品の普及が妨げられました。しかし、フッ素18は一般的に骨格イメージングに優れた放射性医薬品と考えられています。特に、骨への取り込みが高く、かつ迅速であり、血液からのクリアランスも非常に速いため、短時間で高い骨対バックグラウンド比が得られます。[ 16 ]さらに、 18 Fの崩壊によって生成される消滅光子は、99m Tcの 140 keV の光子と比較して、511 keV という高いエネルギーを持っています。[ 17 ]
フッ化ナトリウムは、合成および抽出冶金においてさまざまな特殊化学用途があります。アシルクロリド、硫黄クロリド、リンクロリドなどの求電子性塩化物と反応します。[ 18 ]他のフッ化物と同様に、フッ化ナトリウムは有機合成における脱シリル化に使用されます。フッ化ナトリウムは、フィンケルシュタイン反応を介してフルオロカーボンを生成するために使用できます。このプロセスは小規模で簡単に実行できるという利点がありますが、より効果的な技術(例:電気フッ素化、ファウラー法)が存在するため、工業規模で使用されることはほとんどありません。
タンパク質溶解バッファーには、内因性ホスファターゼを阻害し、リン酸化タンパク質部位を保護するために、フッ化ナトリウムが比較的高い濃度(約20 mM)で添加されることがある。 [ 19 ]ピロリン酸ナトリウムとオルトバナジン酸ナトリウムもこの目的で使用される。[ 20 ]
フッ化ケイ酸塩やフッ化ナトリウムなどの無機フッ化物は、マグネシウムイオンと錯体を形成し、フッ化リン酸マグネシウムとなる。これらは、補欠分子族としてMg2 +を必要とする酵素を阻害する。フッ化物中毒の場合、酸化代謝におけるリン酸転移が阻害される。[ 21 ] 1896年に殺虫剤として特許を取得したフッ化ナトリウムは、1970年代までアリやその他の家庭害虫[ 22 ]、および植物食性昆虫の胃毒として一般的に使用されていた。[ 23 ]
フッ化ナトリウムと同様に、フッ化ナトリウムの使用は、意図的または偶発的な中毒の可能性から製品が禁止または制限されたため、20 世紀を通じて減少しました。[ 22 ]例えば、1942 年にオレゴン州立病院の 47 人の入院患者が、誤ってフッ化ナトリウムで調理されたスクランブルエッグを食べて死亡しました。調理を手伝っていた別の入院患者が、病院でゴキブリ駆除に使用されていた殺虫剤の容器を、近くに保管されていた粉ミルクと間違えたためです。[ 24 ]
フッ化ナトリウムは洗浄剤(例えば「洗濯用洗剤」)として使用されます。[ 25 ]
フッ化ナトリウムは溶融塩炉で使用でき、原子炉の冷却材として使用される。[ 26 ]
体重70kg (154 ポンド)の人間に対する致死量は5~10gと推定されている 。[ 25 ]
フッ化物、特にフッ化ナトリウム水溶液は、人体に急速に吸収されます。[ 27 ]フッ化物は、人体が心筋膜電位を維持し、凝固を調節するために必要な電子伝達とカルシウム代謝を阻害します。フッ化物は目、皮膚、鼻粘膜を刺激し、慢性的に過剰に吸収されると、歯に沈着物ができたり、靭帯が石灰化したり、骨が硬化したりすることがあります。フッ化物塩やフッ化水素酸を大量に摂取すると、低カルシウム血症による致命的な不整脈を引き起こす可能性があります。[ 28 ]
フッ化ナトリウムは、吸入(粉塵またはエアロゾル)と摂取の両方で毒性があると分類されています。[ 29 ] 十分な量では、心臓と循環器系に影響を与えることが示されています。職業曝露については、労働安全衛生局と国立労働安全衛生研究所は、8時間時間加重平均で2.5 mg/m 3の職業曝露限界を設定しています。[ 30 ]
骨粗鬆症の治療に使用される高用量では、通常のフッ化ナトリウムは、用量が高すぎると脚の痛みや不完全な疲労骨折を引き起こす可能性があります。また、胃を刺激し、時には重度に消化性潰瘍を引き起こすこともあります。徐放性および腸溶性コーティングされたフッ化ナトリウムは、重大な胃の副作用がなく、骨の合併症もより軽度で頻度が低くなっています。[ 31 ]水道水のフッ素添加に使用される低用量では、唯一明確な有害作用は歯のフッ素症であり、歯の発育中に子供の歯の外観が変化する可能性があります。飲料水中の1 ppmのフッ化物を慢性的に摂取すると、歯の斑点(フッ素症)を引き起こす可能性があり、1.7 ppmの曝露では患者の30%~50%に斑点が生じます。[ 27 ]研究によると、歯のフッ素症は思春期の若者の自尊心と自己イメージに悪影響を及ぼします。[ 32 ] [ 33 ]
フッ化ナトリウムは無機イオン化合物であり、水に溶解すると分離したNa +イオンとF−イオンを生じる。塩化ナトリウムと同様に、立方体構造で結晶化し、Na +とF−の両方が八面体配位サイトを占める。[ 34 ] [ 35 ]その格子間隔は約462 pmで、塩化ナトリウム(564 pm)よりも小さい。
NaFの鉱物形態であるビリアウマイトは、比較的まれである。深成ネフェリン閃長岩から知られている。[ 36 ]
NaFは、過リン酸肥料の製造中にリン鉱石からフルオロアパタイト(Ca 5 (PO 4 ) 3 F)を反応させた際に生じる副産物であるフッ化水素酸またはヘキサフルオロケイ酸(H 2 SiF 6 )を中和することによって製造されます。中和剤としては、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムなどがあります。アルコールはNaFを沈殿させるために使用されることもあります。[ 25 ]
HFを含む溶液からは、フッ化ナトリウムが二フッ化ナトリウム(NaHF₂ )として沈殿する。これを加熱するとHFが放出され、NaFが得られる。
1986年の報告書では、NaFの年間世界消費量は数百万トンと推定されている。[ 25 ]