有机氟化学
氟化反应的机理及其在有机合成中的应用
氟化反应的机理及其在有机合成中的应用一、氟化反应与氟原子的电性氟原子的电性极强,正因其直接的泡利排斥(Pauli repulsion)表现出极高的亲核性,给化学反应带来了独特的特点。
1. 物种的亲核性有机化学合成中氟化反应沿袭了传统的核磁作用,与分子的亲核性质相关。
若电子云密度高,空间较宽松,较容易受到亲核反应的影响。
2. 电子亲合性和反应物的电名称由于氟原子具有极高的电子亲合性,电子爱在亲电子反应中流失快速。
而反应物种的电名称则对反应态的不同产物类型产生直接影响。
二、有机化合物中氟化反应的分类根据反应特点和产品类型,氟化反应可分为许多种类。
1. 消除反应消除反应是最古老和普遍应用的氟化合成反应之一,通过与邻位的氢离子热力竞争,削弱了醇或醚,醛或酮等种类中已有的氢键作用,将 FL 引入产物中。
示例:2. 亲电性氟化反应亲电性氟化反应是负电性物种介导下的氟化合成的一种类型。
在这类反应中,FL 对 C=C 或 C=O 化奇的亲末基团反应,其产物通常是α-氟化物。
示例:3. 难度较大氟化反应虽然在现有的加氟剂条件下,氟化反应已经能够做到目标产品较为具体化,但仍存在许多反应难点,如硬度问题、瓶颈阻力以及选择性等。
这种类型的氟化反应通常被称为“特殊氟化反应”。
示例:三、氟化反应在有机合成中的应用氟是最具腕力的元素之一,其在许多有机合成实践中有着广泛的应用前景。
虽然这种元素的高度反应性需要更高难度的化学技术,但目前已有越来越多的化学公司致力于研究氟化反应技术,包括在有机合成和药物研究中的应用。
在核药物、药物抗癌疗法、草药提取、农药和化妆品工业中的应用更是越来越多。
在药学研究中,氟原子已成为属于的典型基团,并被广泛应用于化学类似物的设计和制造中。
此外,氟原子还能提高化合物的溶解度和生物利用率,并减少毒性,因此对于从头合成(de novo synthesis)衍生药物方案是至关重要的。
在化学工业与农业中,有机氟化合物的化学性更为强劲,其可有效地对硬化电阻、催化剂、晶格表面和很多其他需要通过强大检测技术和特殊氟碳化合物进行替代的难性材料进行研究。
有机氟化学1-PPT文档资料
1908年 L. E. Rutherford for his investigations into the disintegration of the elements, and the
chemistry of radioactive substances. 1909年 W. Ostwald in recognition of his work on catalysis and for his investigations into the fundamental principles governing chemical equilibria and rates of reaction.
1886年分离出
F2
Henri Moissan (1852-1907) 1906 年度诺贝尔化学奖得主
从100多年的诺贝尔化学奖看化学发展趋势
1901年 J. H. Van’t Hoff
in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the laws of chemical dynamics and osmotic pressure in solutions. 1902年 H. E. Fischer in recognition of the extraordinary services he has rendered by his work on sugar and purine syntheses. 1903年 S. A. Arrhenius in recognition of the extraordinary services he has rendered to the advancement of chemistry by his electrolytic theory of dissociation. 1904年 W. Ramsay in recognition of his services in the discovery of the inert gaseous elements in air, and his determination of their place in the periodic system. 1905年 J. F. W. A. V. Baeyer in recognition of his services in the advancement of organic chemistry and the chemical industry, through his work on organic dyes and hydroaromatic compounds. 1906年 H. Moissan in recognition of the great services rendered by him in his investigation and isolation of the element fluorine, and for the adoption in the service of science of the electric furnace called after him. 1907年 E. Buchner for his biochemical researches and his discovery of cellfree fermentation.
有机氟
有机氟性质有机氟化合物特别是全氟化合物具有一些不一般甚至是非常特殊的物理化学性质,它们被用于从药物化学到材料科学等多个科学领域中。
物理性质方面,有机氟化物的性质主要是由两个因素所控制的:一是氟的高电负性和较小的原子半径,氟原子的2s和2p轨道与碳的相应轨道尤其匹配;二是由此产生的氟原子的特别低的可极化性。
碳-氟键是有机化学中已知的最强的化学键,它不仅较短,而且是高度极化的,其偶极矩在1.4D左右。
不过全氟碳烷分子中由于所有局部偶极矩相互抵消,却是属于十分非极性的溶剂,很多情况下比相应的碳烷的介电常数还低;对比之下,部分氟化的碳烷分子的偶极矩则较高。
氟原子仅比氢原子稍大(范德华半径比氢原子大23%),而且具有很低的可极化性,因此全氟碳烷的分子结构和分子动力学也受到影响。
直链碳烷是线性锯齿形构型,全氟碳烷则为了避免1-和3-位上氟原子间的电子和立体排斥,而采取螺旋形结构。
全氟烷烃的沸点要比相同分子量的烷烃低很多,而且由于全氟烷烃的低可极化性,造成它与其他烃类溶剂的混溶性很差,从而产生所谓液相的第三相,即相对于水相和有机相的氟相。
应用有机氟化物在医药工业中有非常重要的应用。
目前上市的新药中,每年大约有15-20%都是有机氟化合物。
在含氟的药物分子中,通常氟的含量都比较低,每个引入的氟原子或含氟基团都有其特定的目的。
总体上看,氟原子对药物分子的影响主要有:1.氟的引入不使分子发生明显的立体构型变化,但使分子的电子性质产生很大的改变。
这是由于氟原子虽然与氢原子大小相似,但却具有很大的电负性。
2.在芳环氟代、π体系的邻位氟代和全氟烷基链等情况下,氟的引入对于分子的亲脂性是有利的。
3.高电负性的氟原子可作为氢键受体或氢键供体的活化者,或者借由立体电子效应,稳定分子的一些构象。
芳环上的氟代增强了芳环其他氢原子的酸性,使其更容易成为氢桥的供体;同时,富电子的芳环π体系也可以作为氢桥的受体。
4.通过向底物引入氟原子,可以选择性地阻断一些不希望发生的代谢途径,让药物前体只转化为希望的生物活性物质,增加药物的生物利用度,稳定代谢和调整反应中心。
三氟乙酸合成、应用
三氟乙酸:合成方法、性质与应用摘要:三氟乙酸是一种重要的有机氟化合物,由于其独特的化学和物理性质,在许多领域都有广泛的应用。
本文综述了三氟乙酸的合成方法、性质以及应用,并对其未来的发展前景进行了展望。
一、引言三氟乙酸,也被称为三氟醋酸,是一种强酸,其在化学和工业领域有广泛的应用。
由于其独特的物理和化学性质,如高反应性、低挥发性、良好的热稳定性和化学稳定性,三氟乙酸在制药、农药、染料、香料、树脂以及锂电池等行业中有广泛的应用。
二、三氟乙酸的合成方法1.三氟乙酸酐的水解三氟乙酸酐是一种重要的中间体,可以通过三氟乙酰基的酸性水解得到三氟乙酸。
反应过程中,三氟乙酰基在酸性条件下发生水解反应,生成三氟乙酸和二氧化氮。
2.三氟甲基酮的氧化另一种合成三氟乙酸的方法是通过氧化三氟甲基酮。
在酸性条件下,三氟甲基酮可以被氧化剂氧化,生成三氟乙酸和二氧化碳。
3.三氟三氯乙烷氧化再水解三氟三氯乙烷第一步与三氧化硫在催化剂存在下进行氧化反应,反应产物进入水解塔与水发生分解反应,生成三氟乙酸和氯化氢气体。
这是目前的主流工艺。
此外,还有其他合成方法,如通过三氟溴乙烷的水解、三氟甲基磺酸酯的水解等。
这些方法需要特定的反应条件和催化剂,且反应过程较为复杂。
三、三氟乙酸的性质三氟乙酸是一种强酸,具有强烈的腐蚀性,需要在特殊的设备和安全措施下进行生产和使用。
它具有较低的蒸汽压和良好的热稳定性,使其在高温和真空条件下仍能保持较高的活性和选择性。
此外,由于其含有的氟元素,三氟乙酸具有较低的介电常数和较高的电负性,使其在有机合成中具有良好的反应活性和选择性。
四、三氟乙酸的应用制药行业:三氟乙酸在制药行业中主要用于合成一些抗生素、抗肿瘤药物、抗病毒药物等,同时也用于制备一些特定的药物中间体。
由于其较强的酸性,能够活化羧基,方便酯化、酰胺化等重要有机合成反应的进行。
同时,由于其具有强腐蚀性,可以用作催化剂或者促进剂。
锂电池行业:在锂电池行业中,三氟乙酸主要用作正极材料的表面处理和电解液的添加剂等。
有机氟化物
4: 脂肪族化合物亲核氟化 -X ,-OH 的氟取代
RX + F-
RF + X-
5: 芳香族化合物的亲核氟化
席曼反应
C-H + X2 C-X + HX + H
X F Cl Br I H -105 -25 -9 +6 kcal/ mol
F2 太剧烈,以 N2稀释 , F2 : N2 =5 : 95
②
C=C 的亲电加成
C=C + X2
C-C + H
XX
X F Cl Br I
H -111 -36 -23 -16 kcal/mol
Cl + O2
一个 Cl 与105个 O3 链反应.
1958年 : J Farman (英) 提出南极臭氧空洞 1987年 :<关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书> (43国) 1996年 :西方停止生产 Freon ,发展中国家分阶段停用.
中国 : 9万吨 5万吨
三: 分子内氟效应,化学性质
δδ
O
HN
HO
O O
N
Me 爱滋病药, 以 F 代替叠氮 N3, 生理活性大大提高.
药
受容体
药与
匹配
N3
②诱导率低 : 表现出很多物理性质, 粘着力大----. C-F 键能大 :稳定,不易取代,氧化.
电负性大 : 形成 OF2, 与惰性气体形 成 XeFn (n:2,4,6)
3 : 氟化学史
1768年 : 马格拉夫 : H2SO4 + CaF2
------------------------------------------
-CH2OCH3 除虫菊酯 (效果不佳)
有机氟化学1
有机氟化学1氟元素: “化学元素中举足轻重的小个子”尖端材料:在军用尖端材料中,含氟材料占近一半(由于其独特优异的稳定性和其它物理特性); 医药农药:最近报道,全球新注册的医药中10%含有氟元素;新注册的农药中,40%含有氟元素。
原子电负性Pauling 原子半径 (Å) Bondi 原子半径 键能 (CH 3-X) 键长CH 3-X H 2.1 1.20 1.20 99 1.09 F 4.0 1.35 1.47 116 1.39 Cl 3.0 1.80 1.75 81 1.77 Br2.8 1.95 1.85 68 1.93 O (OH)3.5 1.40 1.52 86 1.43 S (SH)2.51.851.80651.82有机含氟材料(包括有机含氟化合物、调聚物、聚合物)的起源可以上溯到19世纪后期。
1886年法国化学家Moissan首次分离出了单质氟,随后经过了19世纪30年代的氟利昂的发现,40年代曼哈顿计划氟材料的大量使用,才在50年代以后逐渐发展成为既有浓厚学术性又有极强应用性的一门学科。
经过了100多年的曲折发展道路,有机氟材料领域不断得到提高,深刻影响了全球经济发展和社会进步。
氟化学发展中的里程碑1886年Moissan分离得到单质氟;1892年Swarts发现了三氟化锑作用下的氯/氟卤素交换反应;1928年Midgley发明了“氟利昂”;1938年Plunkett发现了聚四氟乙烯,标志着含氟聚合物的诞生;1947年Fowler发现了三氟化钴作用下的全氟化方法;1949年Simons发现了电化学氟化方法;1954年Fried对有机含氟物质在医学上的应用的研究;1962年George Olah利用含氟物质首次发现稳定的碳正离子存在;1962年Bartlett发现了惰性气体的氟化(XePtF6);1974年Molina和Rowland对某些氟利昂破坏臭氧层的研究;1979年Margraves发现了直接氟化;2003年O’Hagan分离出了第一个氟化酶。
(整理)当代有机氟化学
当代有机氟化学以下内容:来自于‹当代有机氟化学-合成反应应用实验›,自101页开始。
全氟烷基阴离子基本上可用于通常生成烷基或芳基阴离子一样的方法所产生,通过适当的C-H酸前体,用强碱脱质子或用还原性卤素(通常是溴、碘)金属交换,另外一种也是全氟世界所独有的方法即负离子或其他阴离子加成到全氟烯烃。
所有的全氟烷基阴离子由于受到氟取代的吸电子诱导效应(-I)而稳定,同时又受到氟原子的孤电子对对碳负离子中心的p-π电子排斥而去稳定。
对于β-氟碳负离子,负的超共轭效应可起到稳定化作用。
如果碳负离子并非处于自由的状态而是和金属(一个硬的路易斯酸),由于巨大的晶格能的释放趋向将强烈促使全氟烷基金属化物发生碎片化。
若存在β-氟原子,则将发生β-氟消除而产生末端全氟烯烃;若仅有α-氟原子,则发生α-氟消除而生成二氟卡宾,全氟芳基锂即使在低温条件下(一般-20*-40℃)也能发生消除,产生相应的芳基炔和氟化锂并伴随大量放热。
氟离子是很容易加成到全氟烯烃的,由于它将赴原子取代的SP3碳转化成SP2碳,而解除了p-π排斥引起的张力。
全氟丙烯或全氟烯烃的加成反应机理高度区域选择性的,他总是生成一个与带负电荷碳连有着最多碳原子数的阴离子。
氟离子很容易加成至全氟烯烃并生成一个碳负离子,用催化量的CsF处理全氟烯烃有时可以生成许多齐聚体的混合物。
五-三氟甲基环戊二烯阴离子生成的例子深刻反映了这种类型的反应。
它可以被应用于高度选择性的合成,例如五-三氟甲基环戊二烯基铯。
F 2C CHCF 3CF 3F 3C3CCF 33通过氟离子对全氟烯烃的加成产生全氟烷基阴离子的方法可以用于制备目的。
应用适当底物的脂肪族或芳环的亲核取代反应可选择性的引入全氟烷基。
对于芳香底物而言,离核的离去基团通常是氟离子,因此此类反应可改用催化量的氟离子。
催化剂或者是一个无机氟化物(CsF )或在一个电化学反应过程中由全氟烯烃的还原-脱氟产生。
长链全氟烷基锂化合物的生成通常是在更低的温度(<-78℃),他们通常是现场生成并立即和相应的底物(通常为羰基化合物如醛、酮或酯)直接进行反应。
有机氟化学及其应用
有机氟化学及其应用1什么是有机氟化学?有机氟化学是指研究含有氟原子的有机化合物的合成、结构、性质及其化学反应的学科。
氟原子具有独特的电子极性,高电负性和小原子半径等特点,使得含有氟的有机化合物在化学性质、生物活性等方面具有很多独特的优点,被广泛应用于医药、电子、材料等领域。
2有机氟化合物的合成方法(1)氟代烷基化反应氟代烷基化反应是通过在碱性条件下与卤代烷基发生核烷基替换反应,得到含有氟代烷基的有机化合物。
这种方法常用于制备含有氟代烷基的药物和材料。
(2)芳香核烷基化反应氟苯和溴甲烷在氢氧化钠存在下反应,得到含有氟代的甲苯。
(3)格氏试剂法格氏试剂法利用三氟甲基氢氟酸酯作为有机氟试剂,通过与内酰胺、酰胺、醇、吡啶等化合物反应,合成含有氟的有机化合物。
3有机氟化合物的应用(1)药物含有氟的有机化合物在药物研究领域有着重要应用。
例如氟苯丙胺是治疗ADHD的常用药物;多种含氟异噁唑类化合物是常用的抗菌药物;氟哌酸是治疗炎症的常用药物等。
(2)化工氟聚合物的性质独特,可以用于制备耐腐蚀材料、高温材料、电介质材料等。
氟类表面活性剂可以用于制备防水防油的清洗剂,氟类树脂可以用于涂料、粘合剂等领域。
4有机氟化合物的未来随着新材料、新技术的不断涌现,含有氟的有机化合物越来越受到人们的重视。
未来,有机氟化学应用领域将更加广阔,如氟离子电池、氟碳材料、氟化钠能源等等,也将会带来更多突破性的科研成果。
5结语有机氟化学是一门广泛应用于医药、电子、材料等领域的研究领域。
未来,将继续有更多新的技术和应用领域涌现,相信有机氟化学的贡献也会越来越大。
氟化学
Reactivity of Perfluoraromatic & Perfluoroolefinic Systems.
3
简 史
1886年 Moissan 分离出F2 1986年法国庆祝一百周年 设立Moissan奖章 1890年 F.Swarts 1930年 T. Midgly & A.L. Henne
o
H2
UF4
F2 250 C
o
UF6
gaseous diffusion
235 UF 6
(0.6%)
238 UF 6
(99.4%) lubricants
1966年 Artifical blood Clark L.C. 1974年 S. Rowland & M. Molina CFC破坏臭氧层
5
1987年 Montreal Protocol 1990-1992年 revised 2002年 Fluorinase enzgme (in the bacterium Streptomyces cattleya)
-Id
δ+ C
Fδ
9
Comparative Physical Properties of n-Hexane
Propertya
b.p.(℃ ) △ Hv(Kcal mol-1) Tc(℃) d25(gcm3) η25(CP) γ25 (dyncm-1) β(10-6atm-1) n25D ε
C6F14
CCl4 + HF + SbCl5
Freon 12
CF2Cl2
1934年 Schloffer & Scherev
CHF2Cl
Freon 22
有机氟化学
氟化学及其应用
祝 诗 发
2009-12-08
本讲内容
• • • • • • • • • • • 背景介绍 含氟生理活性分子 氟利昂 高级灭火剂 抗粘材料/氟碳涂料 人造血液 氟碳相 氟在有机化学中的应用 超酸(新加) 氟化学反应的基本原理和反应规律 参考文献
背景介绍
Fluorine
Fluorine was first identified by Karl W. Scheele in 1771 and first isolated in 1886 by the French chemist Henri Moissan.
Disadvantages Highly Corrosive, skin contact can be fatal Reacts with glass Gas (B.P. 20 oC) at room temperature
Element Fluorine (F2) Advantages Relatively cheap and commercially available Can be used for deep or selective fluorination Can react via radical or electrophilictype mechanisms
特殊性能
• (1)优良的防腐蚀性能—得益于极好的化学惰性、漆膜耐酸、 碱、盐等化学物质和多种化学溶剂,为基材提供保护屏障;该漆 膜坚韧—表面硬度高、耐冲击、抗屈曲、耐磨性好。显示出极佳 的物理机械性能。(神州飞船外层涂料、其它航天器外层涂料、 特殊环境下工作的仪器及部件:如磁搅拌子等) • (2)免维护、自清洁—氟碳涂层有极低的表面能、表面灰尘可 通过雨水自洁,极好的疏水性(最大吸水率小于5% )且斥油、 极小的摩擦系数(0.15 — 0.17 ),不会粘尘结垢,防污性好。 (汽车反光镜、挡风玻璃、战机驾驶舱玻璃、特殊光学器件表面) • (3)强附着性—在铜、不锈钢等金属、聚脂、聚氨脂、氯乙烯 等塑料、水泥、复合材料等表面都具有其优良的附着力,基本显 示出宜附于任何材料的特性。高装饰性——在60 度光泽计中, 能达到80% 以上的高光泽。(墙面漆、道路、桥梁、隧道等;中 国西部酸雨条件下的隧道维护、标志性建筑的外表等) • (4)超长耐候性—涂层中含有大量的F--C键,决定了其超强的 稳定性,不粉化、不褪色,使用寿命长达20年,具有比任何其他 类涂料更为优异的使用性能。优异的施工性—双组分包装、贮存 期长、施工方便。(建筑施工)
有机氟化合物
5) Fluorine has been identified as improving the lipophilicity of a molecule and hence its distribution within an organism.
O O N F O O F N
Nபைடு நூலகம்
The Csp3-F bond of 1.40A°is slightly shorter than the Csp3-OH bond
HO H N N H O N H O N F H N O O N
brevianamide E
fluorobrevianamide E
Competitive inhibitor of acylCoA:cholesterol acyltransferase Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 4461
H N O
O N H
F
F H N O
O N H 0.06
O
4) Fluorine has been employed as a replacement for both hydroxyl and hydrogen
Difluoromethylene units have been employed as isosteric replacements for oxygen In fact, no other functional group that can replace oxygen matches so well the steric and electronic demand of oxygen.
2) Fluorine bonded directly to a carbanionic center: destabilizing by I replusive interaction But, CF3 stabilizing
有机氟的结构及应用
在此期间,几次历史性的突破极大地促进了有机氟化学 的发展,如本世纪三十年代氟利昂应用于制冷工业,二 战期间曼哈顿工程的实施,五十年代高生理活性氟脲嘧 啶的合成等等.氟元素具有高负电性,它形成的有机氟聚 合物具有卓越的耐化学性、热稳定性,优良的介电、耐 热、耐药品、不燃、不粘及摩擦系数小等性能,是综合 性能极佳的合成材料
1.1.2国外氟化学及工业发展趋势
国外有机氟材料正处于稳定树脂和氟橡胶的比例 不断上升,聚四氟乙烯比例下降。全球含氟聚合物生 产能力合计为18.34万吨,装置开工率约70%,聚四 氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡胶等四种 主要产品占聚合物总量的85%。其中杜邦、 SolvaySolexis、大金、AGC、阿托菲纳等公司在技术、 品种和产能方面均处于领先地位,产能占全球总产能 的89%。近几年国外产能进一步扩大,新技术、新产 品不断应用。杜邦公司采用超临界聚合工艺开发了6 种高性能可熔性氟树脂,采用“APA工艺"生产改善脱 模性能的氟橡胶;
国外公司还开发了适用于高温的氟橡胶制造新工艺;霍 尼韦尔公司开发出新一代发泡剂HFC.245Fa以替代 HCFC.141b,月产能达2万吨;大金和AGC公司也开发 了HCFC.22的替代品HFC.125 并已建立了工业装置【2】 。
1.1.3 我国氟化学及工业发展趋势
在我国,氟化学研究是从1958年开始的,随着国民经济和科学技术的发展,尤其 是尖端科学技术的需要,40多年来从无到有建立了一大批以氟化学为对象的专业 研究部门,有了自己的氟材料工业,同时培养了许多专业人才。我国已在不同程 度上掌握了氟塑料、含氟弹性体、含氟离子交换摸、含氟润滑油脂、表面活性剂、 药物、灭火剂、绝缘与传热介质等各类含氟高分子和小分子有机氟化物的合成, 多数已经投产,其中不少科研项目和产品已接近和达到世界先进水平。另外,只 要看一看我国原子能和导弹火箭技术的水平就足以判断我国氟化学的水平了。经 过“十五”期间的发展,目前己进入黄金时期。特别是化工、制药、汽车、电子、 交通等行业的发展,对高性能氟产品的品种、数量的需求越来越大,极大地促进 了中国有机氟产业的发展。
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对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指,决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资,配料而置试且时卷可,调保需控障要试各在验类最;管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下,安与要全过加,度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高;试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中,核资或对料者定试对值卷某,弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试,.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置,弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误,试高要方中求案资技,料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高,术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术,管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高,案中为;资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资,管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装,工置合作调理并试利且技用进术管行,线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确:指灵在导活分。。线对对盒于于处调差,试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷,术调应问试采题技用,术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔,变开需压处要器理在组;事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故,资障强料时电、,回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资,料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而,与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检,卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
0710773-有机氟化物的性质及其应用-陆佳伟
有机氟化物独特性质及其应用近年来有机氟化学研究领域的发展非常迅猛,而含氟化合物几乎深入到我们日常生活的各个方面。
有机物中的氟元素神奇地赋予了该物质独特的性质,从而一些有机物有了氟元素的帮助下展现出了独特的化学魅力。
日常生活中有许多东西都离不开有机氟化物,以前的冰箱、灭火剂常用的氯氟烷到现在的润滑剂、液晶显示器、医用药物、农用化学药品等。
有了氟元素的帮忙,有机物的用途范围也变得更加广泛。
氟是一个特殊的元素,对于自然界生物圈而言,有机氟化物几乎完全是外来的。
各种生物过程完全不依赖于氟元素的代谢,但从另一个方面而言,现在许多的药物或农用化学品又至少含有一个氟原子,它们因此而有着特别的功能。
尽管氟是所有元素中最活泼的,但有些有机氟化物就如同惰性气体那样稳定的。
有机氟化物的独特性质:要介绍有机氟化物的性质,首先介绍最简单的有机氟化物——全氟碳烷,它是一种非极性溶剂。
一般情况下,直链烷烃是线性锯齿形构型。
相反全氟碳烷具有螺旋形构型,由于连接于碳链1,3-位的氟原子之间的电子及立体排斥,直链烷烃的碳链具有一定柔性而全氟碳烷的碳链是刚性的棒状分子结构,这一性质是由于1,3-位上两个CF2基团的排斥张力导致的。
由于全氟烷烃低的可极化性造成与其它碳氢溶剂的混合性很差,因此就产生了第三相,即相对于有机相和水相的氟相。
固体全氟碳烷的表面具有最低的表面能,聚四氟乙烯的表面能为18.5达因/厘米,这种材料的低摩擦和不粘性能被用于特夫隆不粘锅等其他一些用具。
这一性质与含氟量直接相关。
【1】低表面能的形成可以确定是由于氟原子紧密覆盖的表面所致,因此所有材料中观察到的具有最低表面能的是氟化石墨(C2F)n和(CF)n,它的表面能仅6达因/厘米【2】。
当一个全氟碳链上联结一个亲水基团时就得到一个含氟表面活性剂,它可以将水的表面张力从72达因/厘米降低到15~20达因/厘米。
而类似的碳表面活性剂仅能降低到25~35达因/厘米。
有机氟化物对环境的影响是由于全氟烷烃和氯氟烷烃特别的化学稳定性导致的,迄今为止CFC已经被逐步停止使用,它们的替代物也在被开发,目前包括如下几种:氢氟碳烷HFC,氢氯氟碳烷烃和部分氟化的醚等。
氟化反应 书籍
氟化反应书籍
关于氟化反应的书籍,以下是一些可供参考的书籍:
《当代有机氟化学:合成反应应用实验》,作者是德国的基尔希(Kirsch,P.)。
这本书是一本介绍有机氟化学的最新专著,详细介绍了在有机化合物中引入氟原子的最新方法,包括直接氟化法、全氟烷基化反应及含氟合成子法等。
此外,书中还涉及了与绿色化学有关的氟两相化学,并对有机氟化合物的应用和作用机制进行了深入讨论。
《有机氟化学进展》,作者是杨玉琼。
这本书系统介绍了有机氟化学的最新研究进展,包括氟化反应、含氟功能材料、含氟药物等方面的内容。
《有机氟化学》,作者是杨玉琼、赵雨。
这本书详细介绍了有机氟化学的基本原理、反应机理和合成方法,包括氟化反应、含氟功能材料、含氟药物等方面的内容。
这些书籍都有较为详细的介绍和大量的参考文献,可以帮助您深入了解有机氟化学的相关知识。
如需更多信息,可以到图书馆查阅或咨询相关领域的专家。
氟化物和氟离子
氟化物和氟离子
氟化物和氟离子
氟化物是指任何含氟的化合物,包括无机氟化物和有机氟化物。
其中,无机氟化物如氟化钠、氟化钙等在化学工业和生活中有广泛应用。
有机氟化物如氟化烷、氟酮等则常用于医药、化工等领域。
氟离子是指一个带电的氟原子,它是由氟分子失去一个电子而得到的。
氟离子是化学元素中具有极性最强的负离子之一,它广泛存在
于自然界中的地球化学体系中,如水、空气、土壤等。
在生命体系中,氟离子还常常作为活性离子参与生化反应,如组成人体骨骼的氟化物。
48%二甲氯双氟标准
48%二甲氯双氟标准48%二甲氯双氟标准主要是指二甲氯双氟(化学式为C2Cl4F2)的浓度达到48%时的化学物质标准。
二甲氯双氟是一种有机氟化合物,常用于制冷剂、发泡剂、溶剂等。
在此,我们将从以下几个方面对48%二甲氯双氟标准进行详细解析。
一、物理性质48%二甲氯双氟标准物质为无色透明液体,有刺激性气味。
其熔点为-57.2℃,沸点为80.1℃,密度为1.27g/cm³(20℃)。
二甲氯双氟在常温下稳定,不易燃,但与火焰接触时可燃烧。
二、化学性质二甲氯双氟是一种有机氟化合物,化学式为C2Cl4F2。
它是一种极性分子,具有较好的溶解性,可溶解许多有机和无机物质。
二甲氯双氟与水反应生成氢氟酸和二氯甲烷,与碱金属反应生成相应的氟化物和氯化物。
三、毒性及环境影响二甲氯双氟在一定浓度下对人和环境具有毒性。
吸入、摄入或皮肤接触可引起中毒。
二甲氯双氟对水生生物和陆生生物有害,对大气层有一定的破坏作用。
因此,在生产和应用过程中,要严格遵守相关安全规定,防止二甲氯双氟对人和环境的危害。
四、应用领域48%二甲氯双氟广泛应用于制冷剂、发泡剂、溶剂等领域。
作为制冷剂,二甲氯双氟具有良好的制冷性能,且对大气层破坏较小;作为发泡剂,二甲氯双氟可提高泡沫材料的隔热性能和力学性能;作为溶剂,二甲氯双氟可用于清洗、去污、脱水等。
五、储存和运输在储存和运输48%二甲氯双氟时,应注意以下几点:1. 储存场所应通风良好,远离火源、高温,避免阳光直射。
2. 二甲氯双氟应密封储存,避免与水、碱金属等接触。
3. 运输过程中,应严格遵守危险品运输规定,防止泄漏、碰撞等事故。
六、法律法规在我国,二甲氯双氟的生产、销售、使用等环节受到严格的法律法规监管。
相关企业和个人要遵守《中华人民共和国安全生产法》、《化学品安全管理条例》等法律法规,确保二甲氯双氟的安全使用。
总之,48%二甲氯双氟标准涉及到二甲氯双氟的物理性质、化学性质、毒性、应用领域、储存和运输等方面。
tf2o化学式
tf2o化学式
TF2O是一种常用的有机化合物,其化学式为C2F4O2。
它是一种有机氟化合物,由两个氟原子和一个氧原子连接在一个碳原子上。
TF2O可用作有机合成中的重要试剂,具有多种应用。
TF2O的存在可以追溯到氟代酸酐的化学家Hartwig首次发现。
它在有机合成中被广泛应用,其中最常见的用途是作为氟代化合物的氟化试剂。
TF2O可以与醇、胺等化合物反应,从而生成氟代化合物。
这种反应通常在惰性溶剂中进行,如二氯甲烷或四氢呋喃。
通过控制反应条件和底物的选择,可以合成出各种不同的氟代化合物,这些化合物在药物合成、材料科学等领域具有重要的应用价值。
除了氟化反应,TF2O还可以用于酸酐化反应。
酸酐是一类重要的有机化合物,常用于酯化、酰化等反应中。
TF2O可以将醇或酸与酸酐化合成酯或酰化物,反应条件一般较温和,反应效率较高。
TF2O还可用于其他许多有机合成反应中,如酰胺化、脱保护基等。
TF2O作为一种强烷基化试剂,可以与各种亲电试剂反应,从而实现碳-碳键的构建。
TF2O作为一种常用的有机化合物,在有机合成中具有广泛的应用。
它可以用作氟化试剂、酸酐化试剂以及其他多种有机合成反应中的试剂。
通过合理选择反应条件和底物,可以实现各种有机化合物的合成,从而为药物合成、材料科学等领域的研究提供有力的支持。
氟甲烷偶极矩
氟甲烷偶极矩
氟甲烷是一种无色、无味、无毒的气体,化学式为CH3F。
它是一种重要的有机氟化合物,具有很高的化学稳定性和热稳定性。
氟甲烷的偶
极矩是其分子极性的度量,它是指分子中正负电荷分布不均所产生的
电偶极矩。
氟甲烷的偶极矩为1.85D,比甲烷的偶极矩大了近10倍。
氟甲烷的偶极矩大小与其分子结构有关。
氟甲烷分子中的氟原子比碳
原子电负性更强,因此氟原子带有部分负电荷,而碳原子带有部分正
电荷。
这种电荷分布不均导致氟甲烷分子具有一定的电偶极矩。
此外,氟甲烷的分子形状也对其偶极矩产生影响。
氟甲烷分子呈现出类似于
四面体的结构,这种结构使得氟甲烷分子的偶极矩更加明显。
氟甲烷的偶极矩对其物理和化学性质具有重要影响。
由于氟甲烷分子
具有一定的极性,它可以与其他极性分子发生相互作用,如氢键作用、范德华力等。
这些相互作用对氟甲烷的物理和化学性质产生了重要影响。
例如,氟甲烷的沸点比甲烷高,这是由于氟甲烷分子之间的相互
作用力更强。
此外,氟甲烷的溶解度也比甲烷高,这是由于氟甲烷分
子与水分子之间的相互作用力更强。
总之,氟甲烷的偶极矩是其分子极性的度量,它是由分子中正负电荷
分布不均所产生的电偶极矩。
氟甲烷的偶极矩大小与其分子结构有关,它对氟甲烷的物理和化学性质具有重要影响。
氟元素的化合物
氟元素的化合物概述氟元素是元素周期表第9位的元素,原子序数为9,符号为F。
氟元素在自然界中一般以氟化物的形态存在。
在化学中,氟元素可以与各种其他元素形成各种化合物。
本文将详细探讨氟元素的化合物。
氟元素与金属的化合物氟化钠(NaF)•化学式:NaF•特性:无色结晶固体,易溶于水,具有较高的熔点和沸点•应用:用于制备氟化铝、氟化镁等化合物;用于制取氟气;用作防蛀剂、杀菌剂•制备方法:可通过氟化氢与氢氧化钠反应制备氟化铝(AlF3)•化学式:AlF3•特性:白色结晶固体,无臭,难溶于水•应用:用作铝电解制取的助熔剂;用于陶瓷、玻璃工业;用作催化剂等•制备方法:可通过氢氟酸与氢氧化铝反应制备氟化镁(MgF2)•化学式:MgF2•特性:白色结晶固体,无味,几乎不溶于水•应用:用作光学材料、电介质材料;用于制备氟化铯、氟化镉等化合物•制备方法:可通过氢氟酸与氢氧化镁反应制备氟元素与非金属的化合物氟化氢(HF)•化学式:HF•特性:无色气体,有刺激气味,易溶于水•应用:用作制取氟化物;用于皮革和纺织品的酸性洗涤剂;用作硅酸盐玻璃的蚀刻剂•制备方法:可通过氢气和氟气在适当条件下直接反应制备三氟化砷(AsF3)•化学式:AsF3•特性:无色液体,有刺激性气味,能迅速水解•应用:用作电池的有机电解质;用于有机合成反应的催化剂;用于制备其他氟化物•制备方法:可通过氟气与三氯化砷反应制备六氟化硫(SF6)•化学式:SF6•特性:无色气体,无臭,不易燃烧,在大气中具有良好的稳定性•应用:用作高压电器的绝缘介质;用于电容器、线缆等电力设备•制备方法:可通过硫与氟气在高温下反应制备四氟化碳(CF4)•化学式:CF4•特性:无色气体,无臭,稳定性较好,不易燃烧•应用:用作等离子体刻蚀(干法蚀刻)的电子工艺气体;用作电容器、绝缘材料的填充气体•制备方法:可通过四氯化碳与氢氟酸反应制备氟元素与有机物的化合物氟氯烃(Freon)•化学式:CClF3、CCl2F2等•特性:氟氯烃是一类含氟有机化合物,有多种不同结构的氟氯烃。
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• C-F bond-forming reductive elimination from PdIV serves as a key step. • F+ reagent : (1) oxidize (2) fluorine source
more expensive large waste modest tolerance PET: electrophilic fluorinating reagents
(2)、A pure sample of p-MeC6H4IF2 (the use of 2 equiv of p-MeC6H4IF2 in place of pMeC6H4I(OPiv)2/AgF)was used, the reaction afford only a 7% yield of 1a along with 42% recovered starting material.
fluorine atom
organofluorine compounds
Freon(CF2Cl2)
Teflon
Artificial blood
Rocket Propellant
Palladium-Catalyzed Fluorination of Carbon-Hydrogen Bonds
Kami L. Hull, Waseem Q. Anani, and Melanie S. Sanford*
2、Complex (2) served as a highly effective F+ source fluorination(incomplete conversion、two minor side products)
3、N-fluoropyridinium tetrafluoroborate (3) was the optimal F+ source for this reaction
Utility:
• Preparation of diverse fluorinated well-tolerated products • Synthetically useful • Mechanistically interesting five-membered (versus six-membered) palladacyclic intermediates
Conclusion
1、First describe the Pd-catalyzed method for the formation of aromatic and benzylic C-F bonds. 2、Using electrophilic fluorinating reagents(constrast to previous unsuccessful efforts). 3、The success of these C-H activation/oxidative fluorination reactions suggests a potentially general strategy for the fluorination of organometallic Pd intermediates.
Previous efforts
Ⅰ Develop palladium-based catalysts
Ⅱ Focused on potential Pd0/Ⅱ catalytic
cycles
Ⅲ Metathesis X- with F-
Ⅳ Reductive elimination to release the
Prestirring the PhI(OPiv)2 and AgF in CH2Cl2 for 1 h at 60 ℃ Require 24 h
Increased the temperature to 80 ℃, a 40%yield of product 1a could be obtained after just 15 min under the PhI(OPiv)2/AgF conditions
Pd-Catalyzed C-H Fluorination with Nucleophilic Fluoride
Kate B. McMurtrey, Joy M. Racowski, and Melanie S. Sanford*
Pd-Catalyzed C-H Fluorination with F+ Reagents
Presence of Ag(I) is important
Expand the substrates
X and Y were electron-withdrawing groups
Two Possible Routes to B from A, AgF, and ArI(OPiv)2
key intermediates
These results suggest
ArIF2 is not the primary active fluorinating reagent in this transformation.
More detailed investigations will be required to establish a comprehensive mechanistic understanding of this transformation.
Conclusion
The first example of palladiumcatalyzed C-H fluorination using nucleophilic fluoride. The fluoride source can be either AgF or CsF (the latter in combinationwithAgOTf). The reactions typically proceed in modest to good yield over 24 h, and the use of a higher reaction temperature leads to the formation of significant quantities of fluorinated product in just 15 min.
Ongoing efforts
• Expand the scope and to probe the mechanism of the current transformation. • Exploit the approach for the development of new metal-catalyzed C-F coupling reactions.
Expand the scope of the substrates!
Neither arylated side products analogous to 1b nor acetoxylated side products analogous to 1c were observed!
Conditions!
fluorinated product
Fluorine source electronphilic attack Form C-F bond
Optimize the conditions!
From the Table:
1、Microwave heating greatly accelearated the Pd-catalyzed
Preliminary insights into the mechanism
(1)、19F NMR spectroscopy: using [pMeC6H4I(OPiv)2] as the oxidant, AgF as fluorine source, obtained for p-MeC6H4IF2.
Challenges
Few synthetic approaches for the
formation of C-F bonds are currently
available
Transition metal catalyzed methods for CF bonds construction are particularly rare
What we have learned?
• 1、What is C-H fluorination?Why we should do it? • 2、How to conduct an experiment?
• 3、How should we compose an article? • 4、What should we do in this area?
Introduction
Profound Effect : Biological activity, metabolism, solubility, hydrophobicity, and bulk properties of organic substances Applications: Pharmaceuticals, imaging agents, fine chemicals, anபைடு நூலகம் materials
Proposed Sequence
In this paper, AgF as the fluoride source. a hypervalent iodine as oxidant.
The use of stratagy
Commercially available reagents.
Optimization
Pd-Catalyzed C-H Fluorination
Reporter: Cheng Xiuzhi Student ID number: 113103000258 Chao Group Meeting Time: Mar. 7, 2014