《有机氟化学》PPT课件 (2)
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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.
中科院上海有机所研究生课程：氟化学-含氟精细化工产品_图文
本方法主要用于含氟芳香族化合物的制备中，如： Be Used in the Preparation of F-aromatics
7．
2）
杂环上氟化
3 电解氟化（Electrochemical Fluorination） 3M公司
三氟醋酸 CF3CO2H 溶剂，化工原料
二氟乙酸 CHF2CO2H
• 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
代谢稳定性和反应中心的调整
阻止胆固醇吸收药物 ：
SCH 48416 SCH 58235
疗效提高50倍
埃博霉素（Epothilone）
生物等位体模拟
抗HIV药物 抑制反转录酶的功能
中国专利，CN Pat.: ZL98110687.9
调聚醇： H(CF2CF2)nCH2OH n=1，四氟丙醇，CD-ROM 清洗剂
齐聚法(ICI)
4 氟气氟化法 Fluorinated by Fluorine Gas 全氟奈烷，Perfluorodecalin 氟化石墨, Graphite Fluoride
5 利用含氟中间体进行化学转化 Prep. by fluorinated synthon
三氟乙酰乙酸乙酯 （ETFAA） Rohm-Haas
吸入式麻醉剂 Inhalation Anaesthetics 麻醉剂： C．H类： 可燃性，手术室爆炸，着火。 F醚类： 不可燃 体内代谢少，副作用少， 生效快，苏醒快。
含氟精细化工产品
脂肪族 (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。
7．
2）
杂环上氟化
3 电解氟化（Electrochemical Fluorination） 3M公司
三氟醋酸 CF3CO2H 溶剂，化工原料
二氟乙酸 CHF2CO2H
• 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
代谢稳定性和反应中心的调整
阻止胆固醇吸收药物 ：
SCH 48416 SCH 58235
疗效提高50倍
埃博霉素（Epothilone）
生物等位体模拟
抗HIV药物 抑制反转录酶的功能
中国专利，CN Pat.: ZL98110687.9
调聚醇： H(CF2CF2)nCH2OH n=1，四氟丙醇，CD-ROM 清洗剂
齐聚法(ICI)
4 氟气氟化法 Fluorinated by Fluorine Gas 全氟奈烷，Perfluorodecalin 氟化石墨, Graphite Fluoride
5 利用含氟中间体进行化学转化 Prep. by fluorinated synthon
三氟乙酰乙酸乙酯 （ETFAA） Rohm-Haas
吸入式麻醉剂 Inhalation Anaesthetics 麻醉剂： C．H类： 可燃性，手术室爆炸，着火。 F醚类： 不可燃 体内代谢少，副作用少， 生效快，苏醒快。
含氟精细化工产品
脂肪族 (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。
氟化学-发展历史与氟谱解析-DICP
物理性质
状态：黄绿色气体 熔 点(℃): -219.52 沸 点(℃): -188.05 密度(g/L, 273K, 1atm): 1.696 比热/J/gK : 0.82 蒸发热/KJ/mol : 3.2698 熔化热/KJ/mol: 0.2552 导热系数／W/cmK: 0.000279
地质数据 生物数据
揭开了研究有机氟化学的序幕，标志着有机氟化学的开端！
8
氟化学发展中的里程碑
破坏臭氧的机理主要是氟利昂进入平流层后，在紫外照射 下分解出Cl自由基，再与O3发生链反应。反应机理： 臭氧在紫外线作用下
氯氟烃分解（以CF2Cl2为例）
自由基链反应
总反应：
一个氟利昂分子就能破坏多达10万个臭氧分子，增加温室 效应的效果相当于1万个二氧化碳分子。
0.83 3.69×10-4 6.63×10-2
a 在原子核数量相同的条件下； b 相对灵敏度和天然丰度的产物； c 25 oC
T = 7.0464 对应的MHz
参比化合物
300.000 46.051 319.990 75.432 21.671 30.398 40.670 282.231 59.595 121.442
有机含氟物质的重要性
15
有机氟化学
将有机化合物中的氢原子部分或全部被氟原子所取代， 变成少氟， 多氟和全氟有机化合物 (poly-and perfluoro-compounds)，研究 少氟，多氟和全氟有机化合物的生成，称为有机氟化学。
有机氟化学是有机化学的一个分支，自然界除极少数外，没有天 然有机氟化物存在，所以有机氟化物完全是合成的。
F2O2 865
NOF CF3OF CFCl3
476
140
有机氟化合物的合成
ArN2BF4不太稳定，容易分解，其制备和分离比较困难，反应的重复性较差。
反应示例
N H 2 N a N O 2
B r H P F 6
N 2 P F 6 B r
F B r
这个反应的另一个改进方法就是直接用HF/NaNO2进行重氮化，或在一些碱如吡 啶，2－羟基吡啶，哌啶等存在下重氮化，然后热解生成相应的氟化合物14，苯
13
第13页，共53页。
R1
R 3Y 70% H F/P y, C H 2 C l2
R2 O
25oC, 1-4h
R1 OH R2 F R3Y
R1 Ph Ph Ph -(C H 2)5Ph Ph Ph Ph -(C H 2)4-
R2
R3
Y
H
H
COOEt
H
CH3 COOMe
H
H
COOMe
H
H
COOEt
H
H
CONH2
H
H
CN
CH3 H
CN
H
CH3
CN
H
CN
cis/trans % 22/78 41/59 0/100
0/100 59/41 56/44 49/51
Y ield % 95 95 95 90 94 91 96 90 88
threo/erythro % 20/80 46/54 5/95
8/92 57/43 55/45 50/50
盐，便得到氟化物11。
NH2 NHAc
HBF4 NaNO 2
N2BF4
Cu
NHAc
F NHAc
9
第9页，共53页。
对一些热稳定性差的化合物，也可以通过光解或超声波12分解得到相应的氟物。 用六氟磷酸代替氟硼酸，得到的重氮盐ArN2PF6溶解性更小，因此提高了反应产。
反应示例
N H 2 N a N O 2
B r H P F 6
N 2 P F 6 B r
F B r
这个反应的另一个改进方法就是直接用HF/NaNO2进行重氮化，或在一些碱如吡 啶，2－羟基吡啶，哌啶等存在下重氮化，然后热解生成相应的氟化合物14，苯
13
第13页，共53页。
R1
R 3Y 70% H F/P y, C H 2 C l2
R2 O
25oC, 1-4h
R1 OH R2 F R3Y
R1 Ph Ph Ph -(C H 2)5Ph Ph Ph Ph -(C H 2)4-
R2
R3
Y
H
H
COOEt
H
CH3 COOMe
H
H
COOMe
H
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COOEt
H
H
CONH2
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CN
CH3 H
CN
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CH3
CN
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cis/trans % 22/78 41/59 0/100
0/100 59/41 56/44 49/51
Y ield % 95 95 95 90 94 91 96 90 88
threo/erythro % 20/80 46/54 5/95
8/92 57/43 55/45 50/50
盐，便得到氟化物11。
NH2 NHAc
HBF4 NaNO 2
N2BF4
Cu
NHAc
F NHAc
9
第9页，共53页。
对一些热稳定性差的化合物，也可以通过光解或超声波12分解得到相应的氟物。 用六氟磷酸代替氟硼酸，得到的重氮盐ArN2PF6溶解性更小，因此提高了反应产。
氟化学
有机氟材料的结构与性能及其在涂料中的应用随着科学及人类生活的进步和改善,涂料越来越多的被应用于高温、腐蚀性强、污染度高等劣环境中,因而人们对涂料性能的要求也越来越高。
氟系涂覆材料由于其优异的耐侯性、耐腐蚀性、耐热性、耐化学品性、防污性、斥水斥油性及低摩擦性等优良特性,而成为化工设各、海上平台、大型船舶防护等极端恶劣环境中使用的最高技术涂料。
特别是近年未,出现了可保持光泽10 年以上的交联型氟树脂涂料,使氟涂料正在建筑、重防腐、汽车涂装等领域取得惊人的发展,并由此引发了涂料市场的巨大变革,开始实现超长耐候性(可达30 年) 及大型被涂物的免维修等目标。
1 氟材料的结构特点氟涂料的优异性能,从分子结构而言,一般聚烯烃分子的碳链呈锯齿形,如将氢原子换成氟原子,由于氟原子电负性大,原子半径小,C —F 键短,键能高达500KJ / mol ,而且由于相邻氟原子的相互排斥,使氟原子不在同一平面内,主链中 C —C —C 键角由112°变为107°,沿碳链作螺旋分布,故碳链四周被一系列性质稳定的氟原子所包围。
由于是对称分布,整个分子呈非极性;又因氟原子极化率低,碳氟化合物的介电常数和损耗因子均很小,所以其聚合物是高度绝缘的,在化学上突出的表现是高热稳定性和化学惰性。
另外,通常太阳能中对有机物起破坏作用的是可见光2紫外光部分,即波长为700～200nm 之间的光子,而全氟有机化合物的共价键能达544KJ / mol ,接近220nm 光子所具有的能量。
由于太阳光中能量大于220nm 的光子所占比重极微,所以氟系涂料耐候性极好。
全氟碳链中,两个氟原子的范德华半径之和为0. 27nm ,基本上将C —C —C 键包围填充。
这种几乎无空隙的空间屏障使任何原子或基团都不能进入而破坏C —C 键。
因此,其耐化学性极好。
2 含氟树脂涂料的发展过程及主要品种氟树脂的历史始于1938 年,美国的Plunket 博士发现四氟乙烯室温下聚合生成白色粉末。
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如频哪醇重排、贝克曼重排等， 涉及碳正离子或碳负离子的重排
过程。
05
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构表示方法
构造式
用元素符号和短线表示化合物分子中原子的排列和结合方式的式 子。包括分子式、结构式和结构简式。
空间构型
用模型或图形表示有机分子中原子或原子团的相对空间位置。包 括球棍模型、比例模型和空间填充模型。
有机化学与医药科学
01
02
药物合成
有机化学是药物合成的基 础，通过有机合成可以制 备出具有特定药理活性的 药物分子。
药物分析
有机化学方法可用于药物 的质量控制和分析，确保 药物的纯度和有效性。
药物设计与优化
基于有机化学原理，可以 设计和优化药物分子的结 构，提高药物的疗效和降 低副作用。
有机化学与材料科学
反应等。
醇、酚、醚
醇
醇是脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同，醇可分为伯 醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性，能与水形成氢键，因此易溶于水。此外，醇还能发生氧化、 酯化、脱水等反应。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代的有机化合物。酚具有特殊的芳香气味，微溶于水，易 溶于有机溶剂。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。此外，酚还能发生氧化、取代等反 应。
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• 绪论 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化合物的结构与性质 • 有机化学在日常生活中的应用
01
绪论
有机化学的研究对象
碳氢化合物
有机功能材料
研究碳氢化合物及其衍生物的结构、 性质、合成和反应机理。
研究具有光、电、磁等特殊功能的有 机材料的设计、合成与应用。
过程。
05
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构表示方法
构造式
用元素符号和短线表示化合物分子中原子的排列和结合方式的式 子。包括分子式、结构式和结构简式。
空间构型
用模型或图形表示有机分子中原子或原子团的相对空间位置。包 括球棍模型、比例模型和空间填充模型。
有机化学与医药科学
01
02
药物合成
有机化学是药物合成的基 础，通过有机合成可以制 备出具有特定药理活性的 药物分子。
药物分析
有机化学方法可用于药物 的质量控制和分析，确保 药物的纯度和有效性。
药物设计与优化
基于有机化学原理，可以 设计和优化药物分子的结 构，提高药物的疗效和降 低副作用。
有机化学与材料科学
反应等。
醇、酚、醚
醇
醇是脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同，醇可分为伯 醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性，能与水形成氢键，因此易溶于水。此外，醇还能发生氧化、 酯化、脱水等反应。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代的有机化合物。酚具有特殊的芳香气味，微溶于水，易 溶于有机溶剂。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。此外，酚还能发生氧化、取代等反 应。
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• 绪论 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化合物的结构与性质 • 有机化学在日常生活中的应用
01
绪论
有机化学的研究对象
碳氢化合物
有机功能材料
研究碳氢化合物及其衍生物的结构、 性质、合成和反应机理。
研究具有光、电、磁等特殊功能的有 机材料的设计、合成与应用。
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。
中科院上海有机化学研究所-氟化学研究生课程课件
OH
HO HO OH
F
HO
OH
Thrombin inhibitor( stroke)
Ki (nM)
N
N
O N O 0.27 N H N NH2
H
N H H
oxidation
N
N
O N O N H N NH2
F
F
N H
0.042
J. Med. Chem., 2003, 46, 461-473
2) Fluorine may also be employed as a leaving group in addition-elimination processes
含氟生物活性物质
卿凤翎
自然界：
• 有机氟化合物几乎不存在： 12
• 无机氟化合物
氟化钙（萤石）：CaF2
我国是世界上萤石储量大国，探明储量占世界总 储量的三分之一 。
Cover Story Fabulous Fluorine
Chemical & Engineering News
Volume 84, Number 23: June 5, 2006
5) 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.
HO HO OH
F
HO
OH
Thrombin inhibitor( stroke)
Ki (nM)
N
N
O N O 0.27 N H N NH2
H
N H H
oxidation
N
N
O N O N H N NH2
F
F
N H
0.042
J. Med. Chem., 2003, 46, 461-473
2) Fluorine may also be employed as a leaving group in addition-elimination processes
含氟生物活性物质
卿凤翎
自然界：
• 有机氟化合物几乎不存在： 12
• 无机氟化合物
氟化钙（萤石）：CaF2
我国是世界上萤石储量大国，探明储量占世界总 储量的三分之一 。
Cover Story Fabulous Fluorine
Chemical & Engineering News
Volume 84, Number 23: June 5, 2006
5) 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.
有机化学PPT完整全套教学课件
特点
有机化合物种类繁多，结构复杂 ，具有独特的物理和化学性质。
有机化学的历史与发展
01
02
03
早期历史
有机化学的起源可以追溯 到古代，但真正的发展始 于18世纪。
近代发展
19世纪以后，随着化学理 论的不断完善和实验技术 的进步，有机化学得到了 迅速发展。
现代有机化学
20世纪以来，有机化学在 理论、实验方法和应用领 域等方面都取得了巨大进 展。
通过有机合成制备具有特定功能的材料， 如光电材料、催化剂等。
合成具有生物活性的化合物，如酶抑制剂、 受体配体等，并进行生物活性评价。
05
有机化合物的鉴定与分析
Chapter
有机化合物的分离与纯化技术
蒸馏法
利用物质沸点的差异进行分离， 包括简单蒸馏、分馏、减压蒸馏
等。
萃取法
利用物质在两种不互溶溶剂中的 溶解度差异进行分离，包括液-
有机化合物的化学性质
• 取代反应：有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应，如卤代烃的水解反应、 酯的水解反应等。
• 加成反应：有机化合物分子中不饱和键（双键或三键）两端的原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合 物的反应，如烯烃与氢气的加成反应、炔烃与卤素的加成反应等。
对已知化合物进行结构修饰和改造， 优化其性能，满足特定需求。
有机合成的基本策略与方法
逆合成分析
从目标分子出发，逆向分析其结 构，设计合理的合成路线。
保护与去保护策略
在合成过程中，对某些官能团进 行保护，以避免不必要的副反应 ，合成完成后再进行去保护。
01 02 03 04
合成子的选择与连接
选择合适的合成子，通过化学键 的连接形成目标分子。
有机化合物种类繁多，结构复杂 ，具有独特的物理和化学性质。
有机化学的历史与发展
01
02
03
早期历史
有机化学的起源可以追溯 到古代，但真正的发展始 于18世纪。
近代发展
19世纪以后，随着化学理 论的不断完善和实验技术 的进步，有机化学得到了 迅速发展。
现代有机化学
20世纪以来，有机化学在 理论、实验方法和应用领 域等方面都取得了巨大进 展。
通过有机合成制备具有特定功能的材料， 如光电材料、催化剂等。
合成具有生物活性的化合物，如酶抑制剂、 受体配体等，并进行生物活性评价。
05
有机化合物的鉴定与分析
Chapter
有机化合物的分离与纯化技术
蒸馏法
利用物质沸点的差异进行分离， 包括简单蒸馏、分馏、减压蒸馏
等。
萃取法
利用物质在两种不互溶溶剂中的 溶解度差异进行分离，包括液-
有机化合物的化学性质
• 取代反应：有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应，如卤代烃的水解反应、 酯的水解反应等。
• 加成反应：有机化合物分子中不饱和键（双键或三键）两端的原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合 物的反应，如烯烃与氢气的加成反应、炔烃与卤素的加成反应等。
对已知化合物进行结构修饰和改造， 优化其性能，满足特定需求。
有机合成的基本策略与方法
逆合成分析
从目标分子出发，逆向分析其结 构，设计合理的合成路线。
保护与去保护策略
在合成过程中，对某些官能团进 行保护，以避免不必要的副反应 ，合成完成后再进行去保护。
01 02 03 04
合成子的选择与连接
选择合适的合成子，通过化学键 的连接形成目标分子。
中科院上海有机所研究生课程：氟化学-含氟精细化工产品74页PPT
去甲基化
OMe
OMe
去甲基化
去甲基
OH
阻止胆固醇吸收药物：
SCH 48416 SCH 58235
疗效提高50倍
N O
F
去甲基化
埃博霉素（Epothilone）
N
S
氧化
O
O
OH
13
X
12
X = CH3 X = CF3
O OH
生物等位体模拟
Cl O
N
O
H
Efavirenz 依发韦仑
F
F O
N
O
H
抗HIV药物 抑制反转录酶的功能
OH
氟代亚甲基多巴胺衍生物 胺氧化酶抑制剂
2) 含氟医药
抗菌素bacteriophage 和 抗生素antibiotics
诺氟沙星Norfloxacin（氟哌酸）
O
F
CO2H
N
N
N
Et
环丙沙星ciprofloxacin；洛美沙星 Lomefloxacin；
左氧沙星Levofloxacin； 依诺沙星Enoxacin
H
OH
O COCH2OH
H
F O
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
1．
1) 模拟效应
2) 脂溶性和渗透性
3
3) 电子效应
4
4) 阻塞效应
2， 氟化工产品的分类 Classification of fluorochemicals
有机氟化学
第四讲
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）
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）
《氟化物的理化特性》PPT课件
crystalline dihydrate
forming a
decomposes at red heat
solidifies at about19 °C
Boiling point, °C at red heatb
decomposes
decomposes
Density, g/cm3 1.4634 (60.97% solution)
金属味道 经改进新型氟化亚锡/水合二氧化硅牙膏稳定、
抗菌、抗牙龈炎、氟化亚锡与釉质形成氟磷酸盐 与锡的共聚体起抗龋、牙本质脱敏作用。
酸性磷酸氟
别名：酸性氟磷酸钠
理化性质：白色结晶或粉末，性质稳定，可
溶于水（42g/100ml,20 ℃)
临床运用：用作保护牙齿的有疗效的牙膏的氟的来源，是牙膏磨擦剂、防龋剂和 脱敏剂
氟化物 的理化特性
氟是活性最强的卤素，多以矿物形态存 在者占地壳重的0.078％，河水含量 0.1~0.22ppm，海水达1.2~1.4ppm。人、生 物体和大气含微量氟。
食物 人体氟主要来源 饮水
大气
据调查资料显示：人从食物中平均日摄 氟0.31~0.35毫克。
• 当常年饮水氟低于0.5ppm时，儿童 龋齿率显著升高，当高于2~4ppm时， 患龋率降低却引起氟斑牙和氟骨症。 而水氟为0.5~1.0ppm时，龋病和氟 斑牙、氟骨症患率均最低，故我国 定其标准为0.5~1.0mg/L。
氟化钠的应用
全身应用：饮水氟化；氟化钠片剂，使用时将氟化钠片嚼碎或含化，每日1mg。 其次还有氟化钠牛奶的引用。
局部应用：1.氟化钠牙膏，浓度为0.24％，ph值接近中性，较稳定，不使牙 染色；2.含氟漱口液：0.2％的氟化钠漱口液每周一次，0.05％的每日一次； 3.含氟涂料；4.含氟凝胶；5.含氟泡沫
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。
当代有机氟化学共27页文档
当代有机氟化学共27页⽂档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。
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。
新形势下氟化工行业的产品发展趋势PPT课件
新形势下氟化工行业的 产品发展趋势
1
中国有机氟工业发展的四个阶段
2
第一阶段是从60年代开始到70年代末期，是自力更生建立 氟化工基础研究开发中试生产阶段；
第二阶段是80年代初期到90年代初期，是有机氟工业的产 业化开发和国外氟化工公司开始交流阶段。
第三阶段是90年代初期开始到21世纪初期，是有机氟行业 资产结构改变，国外氟化工公司进入中国和ODS淘汰机遇 的大发展时期。
造 到生产运行实行严格的保护制度； 4. 氟化工行业要尽快形成以氟化工企业为主体的科技创新
体 系，对基础氟产品和国外的差距进行系统研究，同时培养氟 产品应用研发的专业人才，尽快形成自己氟产品的高端特13色。
相应调整氟化工产业发展政策 以适应氟化工生产方式的改变
1.今年（2010年）国务院办公厅发出1号文件： 《国务院办公厅关于采取综合措施对耐火粘土萤石的 开采和生产进行控制的通知》（国办发〔2010〕1 号），要求实行开采和生产总量限制，使开采量和生 产量逐年有所减少、严格控制新增开采产能等8条要求。 3月1日执行准入标准；另外鼓励氟资源的利用和回收: 到2012年对回收磷矿中的氟生产无水氢氟酸20万吨， 节约莹石上百万吨。 2. 抑制基础氟化工装置的重复建设; 3. 开征战略资源税,以抑制氟产品低廉价格出口; 4. 保护知识产权,鼓励创新,提高氟产品的附加值.
92,000
100
494,000 104
73,800
109
390,000
86
92,000
148
27,000
108
Cl2
185,000
112
GeH4 HBr NH3
110
110
72,200
118
1
中国有机氟工业发展的四个阶段
2
第一阶段是从60年代开始到70年代末期，是自力更生建立 氟化工基础研究开发中试生产阶段；
第二阶段是80年代初期到90年代初期，是有机氟工业的产 业化开发和国外氟化工公司开始交流阶段。
第三阶段是90年代初期开始到21世纪初期，是有机氟行业 资产结构改变，国外氟化工公司进入中国和ODS淘汰机遇 的大发展时期。
造 到生产运行实行严格的保护制度； 4. 氟化工行业要尽快形成以氟化工企业为主体的科技创新
体 系，对基础氟产品和国外的差距进行系统研究，同时培养氟 产品应用研发的专业人才，尽快形成自己氟产品的高端特13色。
相应调整氟化工产业发展政策 以适应氟化工生产方式的改变
1.今年（2010年）国务院办公厅发出1号文件： 《国务院办公厅关于采取综合措施对耐火粘土萤石的 开采和生产进行控制的通知》（国办发〔2010〕1 号），要求实行开采和生产总量限制，使开采量和生 产量逐年有所减少、严格控制新增开采产能等8条要求。 3月1日执行准入标准；另外鼓励氟资源的利用和回收: 到2012年对回收磷矿中的氟生产无水氢氟酸20万吨， 节约莹石上百万吨。 2. 抑制基础氟化工装置的重复建设; 3. 开征战略资源税,以抑制氟产品低廉价格出口; 4. 保护知识产权,鼓励创新,提高氟产品的附加值.
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494,000 104
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390,000
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Cl2
185,000
112
GeH4 HBr NH3
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氟化工基础知识PPT精选文档
标准状况：通常指温度为0℃（273.15K）和压强为101.325kPa (1 标准大气压，760毫米汞柱)
5
元素氟F：贮运与安全
F2通常是现制现用，也可以用氮气稀释至10%后用钢瓶或大槽车 运输，大槽车的F2容量为250kg
美国政府工业卫生学者会议(ACGIH)规定的允许浓度为1ppm/m3 空气，而氟化氢HF为7ppm/m3空气
氟气
其他氟化盐
氟化铝、冰晶石
氟化物
产品
氟化铝和冰晶石
氟化铝AlF3和冰晶石Na3AlF6主要用于电解铝工业作为助熔剂， 每吨原铝需要消耗氟化铝和冰晶石25~斤。
2008年，国内氟化铝和冰晶石生产企业为30多家，产能约68万吨， 其中冰晶石17万吨，氟化铝51万吨。氟化铝和冰晶石产量58.3万 吨。国外氟化铝和冰晶石生产企业产能约73万吨，其中冰晶石9 万吨，氟化铝64万吨。氟化铝和冰晶石产量约60.38万吨，其中 冰晶石6.34万吨，氟化铝54.04万吨。
所增长。目前中国的氟化钾产需基本持平。
17
氟硼酸盐、氟钛酸盐、氟锆酸盐等
氟硼酸盐、氟钛酸盐、氟锆酸盐等特殊的氟化盐，由于市场需要 相对较小，一般生产企业均采用氟化工副产有水氢氟酸作为原料 进行生产，很少有企业进行氢氟酸配套生产。
这些特殊氟化盐的价格也由于原料的不同而参差不齐，例如氟硼 酸盐的价格在1万元/吨左右，氟钛酸盐价格在2万元/吨左右，而 氟锆酸盐的价格在3-4万元/吨。
21
三氟化氮
三氟化氮NF3是近年发展起来的电子用材料，可用于多晶硅、氮化 硅、硅化钨等半导体材料的蚀刻剂，在核工业中用于分离提纯铀
和钚等。
2005年全球产能达到4000吨/年，国外三氟化氮主要生产商有美国 的空气产品及化学公司、BOC Edwards公司、杜邦公司、日本中 央玻璃公司、三井化学、关东电化等，其中美国空气公司产能最 多，达到1600吨/年。2005年我国三氟化氮生产能力约为200吨/年 左右，主要生产企业有中核红华特种气体、湖北沙隆达天门农化、 中国船舶重工集团718所、黎明化工研究院。国内生产三氟化氮同 国外先进产品相比，纯度有一定差距，一些国外三氟化氮生产企 业购买我国产品进行纯化再返销到中国市场。
5
元素氟F：贮运与安全
F2通常是现制现用，也可以用氮气稀释至10%后用钢瓶或大槽车 运输，大槽车的F2容量为250kg
美国政府工业卫生学者会议(ACGIH)规定的允许浓度为1ppm/m3 空气，而氟化氢HF为7ppm/m3空气
氟气
其他氟化盐
氟化铝、冰晶石
氟化物
产品
氟化铝和冰晶石
氟化铝AlF3和冰晶石Na3AlF6主要用于电解铝工业作为助熔剂， 每吨原铝需要消耗氟化铝和冰晶石25~斤。
2008年，国内氟化铝和冰晶石生产企业为30多家，产能约68万吨， 其中冰晶石17万吨，氟化铝51万吨。氟化铝和冰晶石产量58.3万 吨。国外氟化铝和冰晶石生产企业产能约73万吨，其中冰晶石9 万吨，氟化铝64万吨。氟化铝和冰晶石产量约60.38万吨，其中 冰晶石6.34万吨，氟化铝54.04万吨。
所增长。目前中国的氟化钾产需基本持平。
17
氟硼酸盐、氟钛酸盐、氟锆酸盐等
氟硼酸盐、氟钛酸盐、氟锆酸盐等特殊的氟化盐，由于市场需要 相对较小，一般生产企业均采用氟化工副产有水氢氟酸作为原料 进行生产，很少有企业进行氢氟酸配套生产。
这些特殊氟化盐的价格也由于原料的不同而参差不齐，例如氟硼 酸盐的价格在1万元/吨左右，氟钛酸盐价格在2万元/吨左右，而 氟锆酸盐的价格在3-4万元/吨。
21
三氟化氮
三氟化氮NF3是近年发展起来的电子用材料，可用于多晶硅、氮化 硅、硅化钨等半导体材料的蚀刻剂，在核工业中用于分离提纯铀
和钚等。
2005年全球产能达到4000吨/年，国外三氟化氮主要生产商有美国 的空气产品及化学公司、BOC Edwards公司、杜邦公司、日本中 央玻璃公司、三井化学、关东电化等，其中美国空气公司产能最 多，达到1600吨/年。2005年我国三氟化氮生产能力约为200吨/年 左右，主要生产企业有中核红华特种气体、湖北沙隆达天门农化、 中国船舶重工集团718所、黎明化工研究院。国内生产三氟化氮同 国外先进产品相比，纯度有一定差距，一些国外三氟化氮生产企 业购买我国产品进行纯化再返销到中国市场。
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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.
完整版课件ppt
7
J. Fluorine Chem. 2005
1886年分离出
F2
Henri Moissan (1852-1907) 1906 年度诺贝尔化学奖得主
完整版课件ppt
8
完整版课件ppt
9
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
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.
高，深刻影响了全球经济发展和社会进步。
完整版课件ppt
6
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。
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
10％含有氟元素；新注册的农药中，40％含
有氟元素。完整版课件ppt
5
有机氟化学起源
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
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.
有机氟化学
胡金波
12/13 8:30－11:30 (第三教室)
完整版课件ppt
1
课程安排
12/13: 全球氟化学领域回顾、展望
12/20: 氟化学反应中的反应机理 （I）
12/27: 氟化学反应中的反应机理 （II）
参考书：
中国 有机 氟化学 研究
完整版课件ppt
黄维垣 主编2
完整版课件ppt
3
完整版课件ppt
4
氟元素: “化学元素中举足轻重的小个子”
原子
H F Cl Br O (OH) S (SH)
电负性
(Pauling) 2.1 4.0 3.0 2.8 3.5 2.5
Pauling原 子半径 (Å) 1.20 1.35 1.80 1.95 1.40 1.85
Bondi原 子半径 （Å) 1.20
1907年 E. Buchner for his biochemical researches and his discovery of cellfree fermentation. 1908年 L. E. Rutherford for his investigations into the disintegration of the elements, and the
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.
chemistry of radioactive substances.
1909年 W. Ostwald in recognition of his work on catalysis and for his investigations into the
1.47
1.75
1.85
1.52
1.80
键能 (CH3-X) (kcal/mol) 99
116
81
68
86
65
键长 CH3-X (Å) 1.09
1.39
1.77
3
1.43
1.82
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
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.
完整版课件ppt
7
J. Fluorine Chem. 2005
1886年分离出
F2
Henri Moissan (1852-1907) 1906 年度诺贝尔化学奖得主
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8
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9
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
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.
高，深刻影响了全球经济发展和社会进步。
完整版课件ppt
6
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。
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
10％含有氟元素；新注册的农药中，40％含
有氟元素。完整版课件ppt
5
有机氟化学起源
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
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.
有机氟化学
胡金波
12/13 8:30－11:30 (第三教室)
完整版课件ppt
1
课程安排
12/13: 全球氟化学领域回顾、展望
12/20: 氟化学反应中的反应机理 （I）
12/27: 氟化学反应中的反应机理 （II）
参考书：
中国 有机 氟化学 研究
完整版课件ppt
黄维垣 主编2
完整版课件ppt
3
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4
氟元素: “化学元素中举足轻重的小个子”
原子
H F Cl Br O (OH) S (SH)
电负性
(Pauling) 2.1 4.0 3.0 2.8 3.5 2.5
Pauling原 子半径 (Å) 1.20 1.35 1.80 1.95 1.40 1.85
Bondi原 子半径 （Å) 1.20
1907年 E. Buchner for his biochemical researches and his discovery of cellfree fermentation. 1908年 L. E. Rutherford for his investigations into the disintegration of the elements, and the
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.
chemistry of radioactive substances.
1909年 W. Ostwald in recognition of his work on catalysis and for his investigations into the
1.47
1.75
1.85
1.52
1.80
键能 (CH3-X) (kcal/mol) 99
116
81
68
86
65
键长 CH3-X (Å) 1.09
1.39
1.77
3
1.43
1.82
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