中科院上海有机所研究生课程：氟化学含氟精细化工产品

• 吡氟禾草灵fluazifop（稳的杀）
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• 杀虫剂pesticide • 除虫脲diflubenzuron.
• 除虫菊酯
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• 氟虫脲
• 3）含氟兽药
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氟虫清
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• 托三嗪（百球清）
• 蒽氟沙星
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6, 含氟液晶
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7, 含氟表面活性剂
• 表面活性剂
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•离子型 •非离子型两大类，
•离子型表面活性剂又可以分为:
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3M公司
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•三氟醋酸 CF3CO2H 溶剂，化工原料
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• 二氟乙酸 CHF2CO2H
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• RFCO2H RFSO3H • 含氟表面活性剂的原料 • C7F17CO2H 制备PTFE的表面活性剂
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调聚物(DuPont)
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•RfCH2CH2OH， 表面活性剂，
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•中国专利，申请号: 01105626.6
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•HFC-32
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HFC-227
•固定装置的灭火器，代替Halon-1301
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•第三代： HFE， ODP=0； GWP 极低 • CF3OCHF2； HFE-245； HFE-7100 C4F9OCH3 等 •
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• 2 KF氟化 fluorinated by KF
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溶剂： 一般用非质子极性溶剂
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• 吸入式麻醉剂 Inhalation Anaesthetics
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麻醉剂：
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C．H类： 可燃性，手术室爆炸，着火。
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F醚类： 不可燃
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体内代谢少，副作用少，
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生效快，苏醒快。
• 异氟醚 (Isofluorane)；代氟醚 (desfluorane)：
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• •
七氟醚 (Sevofluorane)：
•SCH 48416 •SCH 58235
•疗效提高50倍
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埃博霉素（Epothilone）
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生物等位体模拟
•抗HIV药物 •抑制反转录酶的功能
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基于机理的“自杀性”抑制
• 依氟鸟氨酸 Eflornithine
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•氟代亚甲基多巴胺衍生物 •胺氧化酶抑制剂
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• 2) 含氟医药 • 抗菌素bacteriophage 和 抗生素antibiotics • 诺氟沙星Norfloxacin（氟哌酸）
•阴离子型 •阳离子型 •两性离子型
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•羧酸型阴离子氟碳表面活性剂： • RfCOO- M+
•磺酸型阴离子氟碳表面活性剂： • RfSO3- M+
•硫酸型阴离子氟碳表面活性剂： • RfOSO3- M+
•磷酸型阴离子氟碳表面活性剂： • RfOP（O）（O- M+）2
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• RfCONH(CH2)5COO- M+ • RfSO2NH(CH2)3N(CH2COO- M+)2 • RfCH2CH(OH)CH2N(CH3)CH2COO- M+ • CF3[OCF2CF(CF3)]nCF2COO- M+ • RfCONR(CH2)3SO3- M+ • RfC2H4OOCCH(SO3-Na+)CH2COOC2H4Rf • H(CF2)nCH2(OCH2CH2)m OSO3- NH4+ • F(CF2)nCH2(OCH2CH2)m OSO3- NH4+ • (CF3)2CFO(CH2)6 OSO3- Na+ • (CF3)2CF(CF2)6CH2CH2OP(O)(OH) 2 • [(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2O]2P(O)OH • F(CF2)nCH(OH)CH2O P(O)(OH) 2 • F(CF2)8SO2N(C2H5)CH2CH2O P(O)(OH) 2
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•存在问题：
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工艺落后
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生产规模小
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产品结构单一
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受国际市场影响大
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低水平上恶性竞争
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污染严重
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4， 有机氟化工特点：
• 1）氟源单一 CaF2 • 2）附加值高：
• • 3）对设备有特殊要求
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F-
• 4）朝阳产业
• 化工产业 万岁产业
• 氟化工是化工产业的一个新的利润增长点
• A 新开发的含氟药物（医药，农药）不断出现。
• 含氟吸入式麻醉剂 Inhalation Anaesthetics • 异氟醚 Isoflurane CF3CHClOCHF2 • 地氟醚 Desflurane CF3CHFOCHF2 • 七氟醚 Sevoflurane （CF3）2CHOCH2F
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2)含氟农药
• 除草剂 herbicide
• 氟氯灵
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• 含氟消炎镇痛药
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氟苯水杨酸 Diflunifal
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• 质子泵抑制剂 • 兰索拉唑Lansoprazole （第二代）
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• 泮托拉唑 pantoprazole（第三代）
• 含氟心血管系统药物 • 氟伐他汀 fluvastatin.
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• 含氟甾体类药物 • 氟氢可的松Flumethasone
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齐聚法(ICI)
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•4 氟气氟化法
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Fluorinated by Fluorine Gas
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全氟奈烷，Perfluorodecalin
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氟化石墨, Graphite Fluoride
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• 5 利用含氟中间体进行化学转化 • Prep. by fluorinated synthon
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• 三氟乙酰乙酸乙酯 （ETFAA） Rohm-Haas
一，氟化工产品介绍 Introduction to Fluorochemicals
1，氟的特性： Characteristics of Fluorine
1) 模拟效应 2) 脂溶性和渗透性 3) 电子效应 4) 阻塞效应
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2， 氟化工产品的分类
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Classification of fluorochemicals
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氟里昂及其代用品
• CFC‘S： ODP； GWP 很高
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• 代用品：
• 第一代， HCFC： ODP 较低，GWP 较低
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过渡性
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HCFC-141b CH3CClF 清洗剂，发泡剂
•另外还有：HCFC-142b，134，123 等
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•第二代： HFC ODP=0；GWP 较低 low • HFC-134a CF3CFH2
•
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含氟精细化工产品
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• 脂肪族Fra Baidu bibliotek(Aliphatics )：
• 芳香族 (Aromatics)： •氟（甲）苯类；三氟甲苯类；卤代氟苯类；硝基氟笨 类；氟苯胺类；氟苯酚类；氟苯甲醛类；氟苯甲酮类； 氟苯甲酸类；氟苯甲酰氯类；氟苯甲氰类；氟苯甲醚类 ；氟苯甲酰胺类；双三氟甲基苯类；三氟甲基苯基醚类 ；二氟甲基苯基醚类；三氟甲基苯基硫醚类及含氟杂环 类如：三氟甲基吡啶及其衍生物类；含氟吡啶及其衍生 物类等十几个大类，上千个品种。欧，美，日等大部分 已产业化。
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•中国专利， ZL91107466.5
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含氟醇 Fluorinated Alcohol 三氟乙醇 (Trifluoroethanol)： CF3CH2OH
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中国专利，CN Pat.: ZL98110687.9
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• 调聚醇： H(CF2CF2)nCH2OH
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n=1，四氟丙醇，CD-ROM 清洗剂
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Solvent: Aprotic Polar Solvent
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如：DMSO，DMF，PhCN，MeCN 等
• 本方法主要用于含氟芳香族化合物的制备中，如：
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Be Used in the Preparation of F-aromatics
•
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• 7．
• 2）
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杂环上氟化
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•3 电解氟化（Electrochemical Fluorination）
•
两性离子型
• RfCH2CH(OOCCH3)CH2N+(CH3)2CH2COO• C9F19CONH(CH2)3O(CH2)2N+(CH3)2CH2COO• RfCH2CH2SCH2CH2N+(CH3)2CH2COO• CF3(CF2)nCH2CH2SO2NHCH2CH2N+(CH3)2CH2CH2COO• n = 5, 7, 9
•
一些低毒低用量低残留的品种。
•
5, 含氟药物介绍
1) 含氟药物的作用特点 2) a, 亲脂性和取代基效应 • b，氢键和电子作用 • c，立体电子效应和构象 • d，代谢稳定性和反应中心的调整 • e，生物等位体模拟 • f，基于机理的“自杀性”抑制
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代谢稳定性和反应中心的调整
•阻止胆固醇吸收药物 ：
• p-C8F17C6H4NH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-
• C8F17CH2CH2CONH(CH2)3N+(CH3)2(CH2)3SO3• RfCH2CH2SCH2CH(OSO3-)CHN+(CH3)3
•
非离子型氟碳表面活性剂
• CF3(CF2)nCH2(CH2CH2O)mH • CF3(CF2)nCH2CH2O(CH2CH2O)mH • HCF2(CF2)nCH2O(CH2CH2O)mH • (CF3)2CFO(CH2)6O(CH2CH2O)mH • CF3CFHCF2CH2O[CH(CH3)CH2O]mH • C9F19CH2CH(OH)CH2OC2H5 • C8F17C2H4O[CH2CH(CH2OH)O]nH (n 平均为1.7) • C6F13(OCH2CH2)10OH
•
国际上，现在所使用的医药和农药中分别有20%和
•
30-40%是含氟的，新开发的药物中该比例还要高
。
• B 加入WTO后，国外生产含氟中间体的产商出于生
•
产成本和环保的考虑，其生产技术向中国转移.
• C 加入WTO后，我国农副产品及肉类的出口量会大
•
大增加，但对其农药或药物的残留要求很高，一
•
些高毒，高残留的药物将被禁用，取而代之的是
•
•氟苯衍生物 • Balz-Schiemann 反应
•
•环丙沙星ciprofloxacin；洛美沙星 Lomefloxacin； •左氧沙星Levofloxacin； 依诺沙星Enoxacin •普鲁丽沙星；巴咯沙星等
•
• 氟莫头饱
• 含氟中枢神经药
• 氟西汀
•
fluoxetine
•
•
• 含氟抗肿瘤药物
•
5-氟尿嘧啶
•
5-FU
•
呋喃尿嘧啶 tegadifurum
中科院上海有机所研究生课 程：氟化学含氟精细化工产
品
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一， 氟化工产品介绍
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Introduction
t
Fluorochemicals
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• 二， 含氟精细化工产品的合成和应用
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Prep. and Application of Fine
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Fluorochemicals
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• 1．
• •3 •4
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• 我国： • 氟苯类；三氟甲苯类；氟氯苯胺，氟苯甲醛类； • 硝基氟苯类；氟苯甲酸类；氟苯甲氰类；
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• 3, 我国精细氟化工产品工业的发展
•六十年代： 中科院上海有机所等
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含氟材料的仿制TFE；PTFE等
•七十年代： CFC
•八十年代： 氟化盐，含氟精细化工
•
含氟芳香族化合物的生产
•九十年代： 大发展
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• 二， 含氟精细化工产品的制备和应用
• Prep. and Application Fine Fluorochemicals
•
1 通过HF氟化 （气相法，液相法）
•
Fluorinated by HF
•
用于CFC及其代用品的生产
•
Be Used in Prep. of Freon and its Substitutes
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阳离子型
RfCH2CH2N+(CH3)2C2H5 I-
• C7F15CONH(CH2)3N+CH3 I• RfO(C3F6O)CF(CF3)CONH(CH2)3N+(CH3)3 Cl• Rf(CH2)n(CH2)mN+(CH3)2CH2CO2HCl• C6F13SO2O(CH2)3N+(CH3)3I• CF3(CH2)nN+(CH3)3Br-
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含氟聚合物
•
Fluoropolymer
• •氟化工产品 • •
CFC及其代用品 CFC and Substitutes
氟无机盐 Fluoride Salts
•
精细氟化工产品
•
Fine Fluorochemicals
•
•
精细氟化工产品
•
Fine Fluorochemicals
含氟液晶材料 F-Liquid Crystals 含氟染料 F-Dyes 含氟表面活性剂 F-Surfactants 含氟医药及中间体 F-Intermediates for Medicine 含氟农药及中间体 F-Intermediates for Pesticide 含氟电子产品 F-Electronic Products