(2013)含氟化合物及应用
氟元素的化合物
氟元素的化合物氟元素是化学元素周期表中的第九个元素，其化学符号为F。
氟元素在自然界中以氟化物的形式存在，常见的氟化物包括氟化钙、氟化钠、氟化铝等。
此外，由于其高反应性和强烈的电负性，氟元素可以与许多其他元素形成各种各样的化合物。
一、氟化物1. 氢氟酸（HF）：是一种无色透明液体，具有刺激性和腐蚀性。
HF 是一种非常强酸，能够溶解许多金属和玻璃。
2. 氯氟烃（CFCs）：是指一类含有氯、氟和碳三种元素的有机物。
CFCs被广泛用作制冷剂、喷雾剂等工业用途中。
3. 氯气（Cl2F2）：是一种黄绿色有毒的气体。
它可用于消毒和漂白。
4. 氧二氟（OF2）：是一种无色刺激性的有毒气体。
它可用于制造某些药品和杀虫剂。
5. 六氟硼酸（HBF6）：是一种无色透明的液体，具有强烈的腐蚀性。
它可用于制造某些有机化合物。
6. 氟化氢铵（NH4F）：是一种白色晶体，可用于制造玻璃和陶瓷。
二、氟碳化合物1. 氟利昂（CFC-11）：是一种含氯氟碳的有机物，曾被广泛用作制冷剂和喷雾剂。
由于其对臭氧层的破坏作用，目前已经被禁止使用。
2. 氟醋酸（CF3COOH）：是一种含有氟、碳和氧三种元素的有机酸。
它可用于制造某些药品和杀虫剂。
3. 氟苯（C6H5F）：是一种含有氟、碳和氢三种元素的有机物。
它可用于制造某些聚合物和涂料。
4. 氟丙烯（C3H3F）：是一种含有氟、碳和氢三种元素的单体。
它可用于制造某些聚合物和涂料。
5. 六氟异丙基苯（C12H5F6）：是一种含有氟、碳和氢三种元素的有机物。
它可用于制造某些聚合物和涂料。
三、氟化金属1. 氟化铝（AlF3）：是一种白色粉末，具有极强的腐蚀性。
它可用于制造铝金属和其他金属的合金。
2. 氟化钠（NaF）：是一种白色晶体，具有强烈的腐蚀性。
它可用于制造陶瓷和玻璃。
3. 氟化铁（FeF3）：是一种红棕色粉末，可用于制造电池和其他电子设备。
4. 氟化镁（MgF2）：是一种无色透明的晶体，具有良好的光学性能。
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。
含氟中间体主要是含氟芳香族化合物
氟化学品自二十世纪三十年代实现产业化以来，经八十年发展，全球氟化工行业正处于发展成熟后期。
在近十年中，国际上从事氟化工行业的跨国公司通过多年来的垄断经营和收购重组形成了以杜邦公司为首的八大氟化工跨国公司集团。
主要集中在美、日和两欧。
它们是：Du Pont 美国杜邦、Solvay苏威苏来克斯公司（含原奥斯蒙特业务）、Daikin日本大金公司、美国3M公司、Asahi Glass日本旭硝子公司、Arkema阿科玛公司（原Atofina阿托菲纳公司氟化工业务部分）、Ineos Fluor易诺斯公司和Honeywell霍尼韦尔公司。
杜邦公司在氟化学品和氟聚合物专利、技术和市场占有率方面均领先于其主要对手；苏威公司收购奥斯蒙特后成立的苏威苏来克斯公司已经成为氟化工销售额相当大金的国际氟化工巨头；3M公司在氟橡胶和精细化工产品市场拥有无可替代的优势；旭销子公司的ETFE 新型树脂产量和阿科玛公司的PVDF、HCFC替代品产量分别为全球第一；易诺斯公司HFC－134a产量全球第一，是制冷剂替代品的主要生产商；霍尼韦尔公司氟化工的主要业务是氟化氢、氟制冷剂及其替代品的生产和销售。
上述八家氟化工企业占有世界氟材料产量的80%，气体氟化学品的70%。
多年来世界氟化工的市场和技术主要由发达国家把握和垄断，在西方国家市场已经处于饱和基本停滞不前的状态，尽管不断有新型氟化工产品问世开拓出新的市场，但高度成熟的市场销售量进展缓慢。
目前全球氟化工行业的发展由于亚洲（特别是中国）市场的飞速发展为世界氟化工行业注入了新的动力，亚洲氟化工产品的需求正在成为新的氟化工发展的引擎。
全球氟化物销售额已近200亿美元，近五年平均增长率3.5%。
有机氟化学品主要包括基本氟碳化合物、氟聚合物和有机氟精细化学品，以及重要生产原料氢氟酸。
1、基本氟碳化合物基本氟碳化合物包括氯氟烃(CFCs)、含氢氯氟烃(HCFCs)和氢氟烃(HFCs)等含氟烷烃，主要用作冰箱和空调的致冷剂、塑料发泡剂、电子清洗剂、气雾剂以及哈隆(Halon)灭火剂等。
含氟(一氟二氟三氟)化合物合成总结和应用
含氟（一氟二氟三氟）化合物合成总结和应用含氟化合物是一类重要的有机化合物，由氟原子与其它原子或官能团形成化学键而组成。
含氟化合物具有一系列独特的物理性质和化学性质，因此在药物、农药、高分子材料、有机合成等领域都有广泛的应用。
本文将重点介绍一氟、二氟和三氟化合物的合成方法和主要应用。
一氟化合物是最简单也是最常见的含氟化合物，其最常见的形式为氟代烷烃。
一氟化合物的合成可以通过以下几种方法：1.合成氟代烷烃：可以通过碳氢化合物与氢氟化物反应得到。
2.氟化反应：如氯氟交换反应、氟化钠和氟化金属等。
3.氟化试剂的邻位氟化：通过邻位氟化试剂对化合物进行氟化反应得到一氟化合物。
一氟化合物具有一系列的应用，如：1.农药：一氟化合物可以作为农药的活性成分，具有高效杀虫、杀菌的作用。
2.药物：一氟化合物可以用于制备具有特殊药效的药物，如抗肿瘤药物、抗菌药物等。
3.高分子材料：一氟化合物可以用于制备高分子聚合物，提高材料的耐热性、抗溶剂性等性能。
二氟化合物是含氟化合物中比较常见的一类，其合成和应用如下：1.烷基化反应：通过亲电试剂与底物反应得到烷基二氟化合物。
2.邻位氟化反应：通过邻位氟化试剂对化合物进行氟化反应得到二氟化合物。
3.消旋化合物的拆旋：通过对消旋化合物进行拆旋反应得到二氟化合物。
二氟化合物具有一系列的应用，如：1.农药：具有较好的杀菌、杀虫作用。
2.药物：用作药物的中间体，制备具有特殊药效的化合物。
3.天然有机物的修饰：用二氟化合物对天然有机物进行修饰，改变其性质和活性。
三氟化合物是含氟化合物中最常见的一类，其合成和应用如下：1.碳氟键导入：通过氟化试剂将碳氢化合物中的氢原子替换为氟原子，得到三氟化合物。
2.消旋化合物的拆旋：通过对消旋化合物进行拆旋反应得到三氟化合物。
三氟化合物具有一系列的应用，如：1.药物：用作药物的活性成分或中间体。
2.高分子材料：用作高分子材料的单体或添加剂，提高材料的性能。
3.有机合成：用作有机合成的试剂，促进反应的进行或改变反应的特性。
含氟化合物在农药应用方面的研究进展
含氟化合物在农药应用方面的研究进展黄海金;周裔程【摘要】随着近年来国内外农药品种和结构变化的加快,含氟与杂环的新型农药成为国内外农药界发展的热点.本文综述了近些年来含氟化合物农药的研究进展状况.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】6页(P44-49)【关键词】含氟化合物;农药;生物活性;合成【作者】黄海金;周裔程【作者单位】上饶师范学院,江西上饶334001;上饶师范学院,江西上饶334001【正文语种】中文由于氟原子具有电子效应、模拟效应、阻碍效应和渗透效应4种效应，因此把它引入化合物的分子中有可能使化合物的生物活性倍增。
尽管含氟化合物的制备工艺要求比较高、价格也昂贵，但能从其较好的生物活性中得到弥补，加上含氟化合物对环境影响小，故不论在农药或医药创制中人们对含氟化合物的研发都十分活跃，新品种不断出现[1]。
本文介绍了近些年来含氟化合物在农药方面的研究进展。
1.1 含氟酯类化合物丁氟螨酯是由日本大塚化学公司开发的苯酰乙腈类新型杀螨剂，商品名为Danisraba，主要用于防治果树、蔬菜、茶、观赏植物的害虫，与现有杀虫剂无交互抗性，对棉红蜘蛛和瘤皮红蜘蛛有效[2]。
此杀虫剂于2000年8月申请专利，2007年上市。
它的合成路线为：氰氟草酯为美国陶氏化学研发的苯氧羧酸类除草剂，主要用于稻田芽后除草，属于低毒除草剂，无致癌、致畸、致突变作用，对人体皮肤也无刺激作用。
它具有很高的生物活性和选择性，是一种高效的除草剂。
此杀虫剂于1987年开发上市。
其合成路线为[3]：(1)中间体：4-氧-(2-氟-4-氰基苯氧基)苯二酚合成：(2)由(S)-乳酸丁酯和过量的4-甲基苯磺酰氯反应后，构型反转，生成中间体(R)-2氧-(4-甲基苯磺酰基)-丙酸丁酯：(3)4-氧-(2-氟-4-氰基苯氧基)苯二酚和(R)-2-氧-(4-甲基苯磺酰基)-丙酸丁酯反应，构型不发生反转产物即为氰氟草酯：氟氯吡啶酯(halauxifen-methyl)是美国陶氏益农公司开发的合成生长素类除草剂，其结构如图5。
含氟（一氟,二氟,三氟）化合物合成总结和应用
含氟（一氟,二氟,三氟）化合物合成总结和应用自从1956年第一次出现含三氟甲基的精神类用药氟非那嗪(Fluphenazine)和1957年首次引入第一个含氟抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil)以来[1], 半个多世纪过去了. 近十年来, 隨着氟化学研究的进展和对氟原子及含氟取代基的深入了解, 药物科学家正在进一步开掘含氟药物这座新药研发中的金山银矿(Scheme 1)[2]. 最新统计表明, 目前全球含氟药物年销售额在400亿美元左右, 全球销售前200名的药物中, 含氟药物就占了29个, 销售额总计320亿美元. 由此看来含氟药物的应用及研发前景相当可观, 约有25%～30%的新药研发是建立在氟化学原料产品基础之上的. 依文献报道, 约15%～20%的新药都含有氟原子或三氟甲基等基团(图1)[3]. 据我们统计, 截止2013年底, 一共有163个含氟药物接受被美国食品和药物管理局(FDA)的批准上市[4], 这充分说明氟原子是除氯原子之外, 第二个最令药物化学工作者喜欢的卤素原子. 在药物研究中, 充分利用构效关系(SAR)的方法学探索和越来越多含氟中间体的可得性, 都为含氟药物的研究提供了巨大的推动. 毋容置疑, 最近几年的有机氟化学的研究热潮必将为新一波的新药探寻提供更多的方法和手段, 而在氟化学领域有世界一流的中国研究团队的参与[5], 也必将会浓墨重彩地书写药物研发的崭新一页. 本文将近年来这一领域的研究做一简述概括, 希望能为现代药物的合成研发提供帮助[6].不同于其它的卤素, 氟原子由于其独特的电子结构, 它具有最强的电负性和与氢原子一般大小的原子半径, 因而也能更加方便合理地取代氢原子而进行药物分子结构的微调和修饰, 阻断易代谢位点从而改变药物代谢的途径及代谢速度; 并通过分子间氢键的作用, 延长药物在体内的作用时间, 提高药物的生物利用度和选择性. 最值得一提的是, 三氟甲基由于具有很强的吸电子性、亲脂性和稳定性等特点, 具有很强的疏水性而表现出理想的脂溶性, 具有更好的生物通透性和靶向选择性, 因此在许多上巿药物和临床药物常常含有三氟甲基的芳环或杂环分子[7].2011年美国FDA共批准了35个小分子化学药物, 其中有7个是含氟新分子实体(Scheme 2); 2012年共批准了33个小分子化学药物, 其中有6个为含氟有机分子(Scheme 3); 2013 年一共有8个含氟药物获批(Scheme 4). 据不完全统计, 总共有数十个含氟药物进入了临床研究, 其中一些代表性含氟药物见Scheme 5, 如Merck临床三期的胆固醇转运蛋白(CEPT)抑制剂Anacetrapib和Lilly的Evacetrapib, 这两个临床药物都含有三氟甲基和氟的芳香烃结构单元, 预期是药物中的重磅炸弹(Blockbuster drugs). 另外Daiichi研发的高效鲨烯合成酶抑制剂DF-461据称效果比上市的HMG- CoA还原酶抑制剂Atorvastatin(Lipitor)还要好. 可见含氟药物的研究正处于一个相当令人鼓舞的发展局面[8], 而有机氟化学的突破为这一药物研发的加速提供了很好的帮助.从近三年获批的含氟药物结构来看, 一共有17 个是氟代芳香烃, 有6个是含有三氟甲基的芳香环. 其中有2个药物既有三氟甲基又有氟原子. 显然, 有机芳香烃的氟化反应对新药研发是极其重要的, 为此, 本文就近几年来芳(杂)环氟化及N (n＝1, 2, 3)氟甲基化的研究进展和亮点并结合实例进行分析总结.芳烃和杂芳烃的氟化反应可分为亲电取代(正离子F＋试剂)和亲核取代(负离子F－试剂)两类型. 氟化反应少不了使用氟化试剂, 而且一般都使用过量的. 许多氟化试剂, 包括能提供氟正离子和氟负离子的氟化物见Scheme 6,除了常用的KF, 一般氟化试剂都不便宜, 尤其是一些制备困难的有机氟试剂, 价格尤为昂贵.1.1 利用含氮(胺基、酰胺等)芳(杂)环为原料使用含氮杂环的联苯衍生物, Sanford小组[9]在2006年首先发展了有效的氟化反应(Eq. 1), 在10 mol% Pd(OAc)2 存在的条件下, 选择性地引入了氟原子. 这也是在钯(II)催化下, 温和氧化条件下利用亲电的氟化试剂(F＋, 不同于使用亲核氟试剂F－)成功进行的经由直接C—H活化、氧化氟化(Oxidative fluorination)的创新反应.2009年, Scripps的Yu等[10]利用钯盐催化的、邻位导向基诱导的C—H活化策略, 用F＋试剂在NMP为促进剂的情况下有效地制备了邻位含氟的芳香化合物(Eq. 2).不难看出, 上述几个反应都是在邻位导向基(direc- ting groups)存在下钯(II)催化的亲电氟化反应, 反应经历了环钯化(Cyclopalladation)和亲电氟化两过程. 巧妙的是, 分子内氮原子从不同的形式(如吡啶中的N; 取代的胺和酰胺)作为供电子体, 参与了分子内环钯化过程, 其特点是形成有利的五元钯(II)络合物中间态(Scheme 8).在没有导向基存在的条件下, 钯催化的亲电氟化反应的机理如图所示(Scheme 9). 首先是通过转移金属化而形成的碳钯键, 由于不涉及到环钯化(cyclopallada- tion), 也不需要导向基, 因此反应底物的多样性就更加广泛, 缺点是底物要进行预官能团化, 必须引入适当的基团进行转移金属化(transmetalation). 随后通过亲电氟化试剂氧化将Pd(II)络合物转化为Pd(IV)的络合物, 进而通过还原消除生成C—F键.1.2 利用芳基锡烷/有机硼化物为原料利用铜盐催化, Sanford小组[13]发展了温和条件下的芳基锡烷和三氟硼酸钾的氟化反应(Scheme 11).最近, Hartwig 小组报道[14]了铜盐催化下, 利用F＋试剂对有机硼酸酯的氟化反应(Scheme 12). 反应条件相对温和, 虽然铜试剂和银试剂的用量较大. 与此同时, 通过对19F NMR的考查, 确证了Cu(III)氟络合物的存在. 鉴于有机硼酸酯易得, 这一新方法为制备氟代芳烃又提供了一个新手段.1.3 利用芳基锡烷为原料使用不同的银盐(AgOTf, Ag2O)催化剂, Ritter 等[19,20]在2009年和2010年先后首先发展了温和条件下的芳香锡烷的氟化反应(Scheme 14), 并取得了良好的实验结果.1.4 利用芳香碘化物为原料和卤素交换反应(Halex processes)Hartwig小组[21]发现在铜盐和AgF的作用下, 取代碘苯能够有效地进行卤素交换而制备相应的氟苯(Scheme 15). 据机理研究表明, 该反应有Cu(0)和CuF2的形成. 反应没有完成催化循环.1.5 利用取代的苯酚和苯酚衍生物为原料从取代的苯酚和含羟基的取代的杂芳烃为起始原料, Ritter 小组[25]利用新颖的脱氧氟化试剂, 成功进行了操作简易可行的酚类化合物的氟化(Eq. 5). 该转化具有反应的产率高、基团兼容性好等优点.2009年Buchwald教授[27]首先报道了以三氟甲磺酸酯为原料的钯催化的亲核氟化反应, 成功的关键是釆用了空间位阻大的特殊膦配体, 并通过形成刚性T形的的单核三配位的钯(II)络合物而完成反应. 有趣的是, 在一些反应中发现有区域异构体产生, 产物以间位产物为主(Scheme 19). 虽然目前对形成区域异构体的机理并不十分清楚, 但通过氟负离子进攻在原位的(in situ)产生的苯炔活泼中间体的解释基本排除在外.1.6 利用芳香胺和酰替苯胺为原料芳香胺重氮盐的HF/吡啶(Sandmeyer reaction)处理和氟硼酸处理(Balz-Schiemann reaction)是制备氟代芳烃的老方法. 使用有机高价碘, Li 和Meng等[30]成功进行了免除金属的直接区域选择性氟化酰替苯胺衍生物, 将氟原子引至酰替苯胺基的对位(Scheme 21). 该方法具有操作安全、试剂易得、条件温和、产率较高等特点.1.7 利用芳基碘鎓盐和季铵盐为原料最近, Sanford 小组[31]也成功研究出相转移条件下, 铜盐催化的不对称二芳基碘鎓盐的亲核氟化反应(Eq. 8). 该反应具有条件温和、反应快速、产率高、选择性好、显示很好的基团兼容性以及没有位置异构体等优点.1.8 后氟化(Late-stage fluorination)反应制备药物和天然产物的氟代衍生物Ritter小组[19,20]利用他们率先发现的银盐催化的后氟化(Late-stage fluorination)反应策略, 成功制备了数十个重要的上市药物和天然产物的氟代衍生物, 其中包括氟代Taxol、氟代DOPA、氟代Rifamycin S和氟代Camptothecin等(Scheme 22).虽然迄今为止, 仍然没有上巿的药物中含有二氟甲基(CHF2)芳杂环亚结构单元的APl, 但是二氟甲基独特的结构特点仍然吸引了许多药物化学家的注意. 在等排物为基础的药物设计中, CHF2不失为优秀的亲脂性的氢键供应者, 为传统的氢键供应源提供了新的选择, 并且同时能有效地改善药物的膜渗透性, 促进药物的吸收. 例如在抗丙肝病毒(HCV NS3)蛋白酶抑制剂的研发过程中[34], 成功地利用二氟甲基取代并模仿母体化合物中硫醇的功能. 在COX-2和5-LOX双重抑制剂的研发过程中[35], 二氟甲基可做为异羟肟酸中羟基的等排物.传统的二氟甲基(CF2H)的引入一般都是由芳香醛和DAST试剂的反应而完成的. 考虑到有机磺酸盐中C—S键(272 kJ/mol)比有机硼酸C—B (377 kJ/mol)键和有机分子中的C—C 348 kJ/mol)要弱许多, Scripps 的Baran小组[36]成功制备了含二氟甲基结构的亚磺酸锌盐(DFMS), 利用过氧化叔丁醇为引发剂, 有效地均裂C—S键, 成功地制备了CF2H游离基, 并成功开发了相关反应(Scheme 23).值得注意的是, Baran 小组对一些天然产物和上市的重磅炸弹药物, 如辉瑞制药的Chantix进行了后三氟甲基化(Late-stage trifluoromethylation)和后二氟甲基化(Late-stage difluoromethylation)过程, 在不同的反应条件下, 经过不同的反应机理, 在母体化合物上有效地引进了CF3和CF2H官能团(Scheme 24), 这不失为药物创新改造和开拓构效关系(SAR)研究的新方法和快速通道. 从某种意义来说, 后N (n＝2, 3)氟甲基化也是将芳(杂)环电子云密度大或着是电子云密度小的C—H键(即反应的活性位点)通过亲电取代和亲核取代这两种截然不同的反应被C—CF3(或C—CHF2)健取代, 应该是阻止药物氧化代谢的极好手段, 也是提高药物生物利用度的方便策略.将著名的Ruppert-Prakash试剂(TMSCF3)经过硼氢化钠还原, Hartwig 小组[40]以70%的收率制备了新的二氟甲基化试剂TMSCF2H, 并成功应用于铜盐催化的二氟甲基化碘苯(Eq. 12), 反应的收率高, 操作简单易行, 对各种官能团具有良好的兼容性.类似于三氟甲基(CF3)、单氟甲基(CH2F)可以被认为是甲基的有用的生物电子等排体. 其原因是氟的强吸电子效应使得氟原子能避免甲基的代谢性氧化. 而且单氟甲基也被认为是羟甲基(CH2OH)和甲氧基甲基(CH2OCH3)的生物电子等排体. 据调查, 真正意义上的单氟甲基化方法几乎不存在, 尤其是通过产生单氟甲基游离基. 应该承认单氟甲基化是难度很大、富有挑战的研究热点, 但这方面的工作最近取得了很大的进展, 其中包括Scripps的Baran教授的新试(CH2FSO2)2Zn及方法[37](Scheme 26).使用活性的芳香酮如9-芴酮作为可见光下苄基氢的捕食物, Chen 小组[38]首次报告了选择性产生苄基游离基并通过加成氟游离基而完成苄基氟化的催化循环(Eq. 14). 值得一提的是通过巧用、活用不同的芳香酮作为光催化剂, 有效方便地制备了多达数十个结构各异、官能团兼容的带有氟甲基支键的芳香烃. 应该指出的是这也是迄今为止苄基氟化反应的最新进展.传承优秀的中国氟化学研究团队数十年来科研成果突出, 硕果累累, 亮点不断, 一直深受国际学术界的赞叹, 最近中国科学院上海有机化学所的卿凤翎教授[5]已经将近年来(2009～2011年)三氟甲基化的研究进展做了较为深入的总结和归纳. 北京大学王剑波教授[42]最近也对经由三氟甲基自由基进行的三氟甲基化的一些基本理论问题做了很好的探讨, 而西班牙的氟化学专家Grushin也对金属参与的芳烃三氟甲基化在Chem. Rev上发表了系统全面的综述[43]. 考虑到对三氟甲基化反应研究方兴未艾[44], 这方面的高水平研究论文层出不穷, 我们仅将近年以来三氟甲基化研究的亮点从简易方便即实用性, 高效催化即绿色性和安全放大即工艺合理性等角度做一点评, 挂一漏万有偏颇之处, 在所难免.近年来, 不少新型的三氟甲基化试剂, 如正离子型的、负离子型(Scheme 27)的和游离基型的CF3来源, 它们为进行亲电、亲核和游离基三氟甲基化提供了选择的可能, 并成为反应条件优化必须考虑的主要因素.过渡金属催化的三氟甲基化反应在有机氟化学家和金属有机化学家的联手努力下, 已经取得了突破性的进展(Eq. 15). 但不可否认, 和成熟的钯催化的交叉偶联反应(Suzuki, Heck, Negishi)相比较, 改善的空间仍然是巨大的, 其主要缺陷是一般情况下钯催化剂的用量较高(10%), 三氟甲基化试剂一般较为昂贵, 而且有些试剂为气体或低沸点小分子, 物理化学性质不理想也是大气臭氧层的破坏者, 再者, 过渡金属的含量在药物分子API中的控制也是必须考虑的因素之一. 从这个方面来讲, Scripps 的Baran小组[45]在Langlosi小组[46]前期工作基础上将便宜易得的三氟亚磺酸钠作为三氟甲基源, 过氧叔丁醇作为氧化剂而进行的杂环的直接三氟甲基化. 由于反应不需要金属催化剂, 能在室温下进行, 反应条件温和, 溶剂为水/乙腈(也不需额外处理), 对各种取代基及官能团不需保护和耐受性好, 是一种实用价值很强且易放大和工业化的好方法, 堪称一大突破. 当然对自由基参与的化学反应, 反应热的控制和安全性评价是必不可少的.有趣的是, 该三氟甲基化反应是通过自由基中间体完成的, 因此反应的区域选择性并不是高度专一的, 从某种程度来说, 它对现存药物的三氟甲基化而带来的新的药物分子的多样性确是一件好事, 因为芳烃或杂环分子有多于一个的活性反应点, 而便利地引入三氟甲基改造现有药物分子不失为一种旧药改造的捷径. Scheme 28 列出了一系列经过后三氟甲基化(Late-stage trifluoromethylation)的天然产物和重磅炸弹, 我们相信许多药物研发的科学家也会逐渐学习接纳这一新手段.Gooβen 研究小组[50]随后报道了铜盐催化下, 使用Ruppert试剂(TMSCF3)以芳香胺为原料的桑徳迈尔反应制备三氟甲基化芳烃(Scheme 31). 有所不同的是, 他们使用的催化剂是一价铜盐, 其中以硫氰化铜(CuSCN)催化活性最高. 反应温度为室温, 有很好的官能团兼容性, 产率在40%～98%之间.王剑波等[51]首先报道了通过三氟甲基银(AgCF3)和芳香胺参与的桑德迈尔反应来完成胺基至三氟甲基的官能团转化(Scheme 32). 值得一提的是, 反应需要在－78 ℃下完成, 否则收率较低. 三氟甲基银是通过AgF和TMSCF3来制备的, 有趣的是: 使用CuCF3 为试剂, 在相似条件下, 产物的收率不佳(37%). 避免使用超低温反应条件(－78 ℃)也许是将来反应优化、走向适用性的发展方向之一.Baran研究小组[45]在利用便宜易得的三氟亚磺酸钠进行芳烃三氟甲基化工作的基础上, 最近又成功地从三氟亚磺酰氯和锌粉在水为溶剂中制备了物化性能更加优越的新试剂三氟亚磺酸锌, 并成功应用于芳香烃的三氟甲基化反应(Scheme 34). 利用该试剂, Baran研究小组对一些天然产物, 药物中间体也进行了后三氟甲基化(Late stage trifluoromethylation), 并取得了理想的实验结果.肖吉昌小组[55]也首次报道了铜促的采用三氟甲基锍盐的三氟甲基化碘代芳杂(稠)环的新方法(Eq. 22). 该反应具有官能团兼容性好、反应条件温和、产率高等优点, 对不同杂环系统的三氟甲基化均取得了很好的结果. 据称反应机理涉及到铜还原锍盐产生活泼中间体CuCF3的单电子转移过程.值得一提的是, 2010 年Yu等[59]利用一系列杂环如吡啶、嘧啶、咪唑和噻唑为邻位导向基, 在Pd(OAc)2的催化和TFA为促进剂的联合作用下, 成功地利用C—H活化方法进行了芳环的三氟甲基化, 取得了良好的实验结果(Eq. 26).20世纪80年代至90年代初, 陈庆云院士领导的研究团队[60]先后发现了数个三氟甲基化的试剂[5], 其中1991年报道的1,1-二氟-1-氯代乙酸甲酯(MCDFA)在KF和CuI存在下在DMF溶剂中能有效地进行相应酯的热分解(100～120 ℃), 通过消除CO2和CH3X, 完成相应的三氟甲基化反应, 反应具有条件相对温和、产率高、试剂便宜易得等优点, 该方法被称为陈试剂(陈方法, Eq. 27), 并广泛被国内外学术界和药业应用于含三氟甲基的化合物的合成.2013年Senanayake等[61]使用陈试剂, 在研发抗感染药物中, 通过条件优化并使用控制滴加的方法、溶剂筛选, 确定了最佳反应条件,有效控制了放大反应中泡沫CO2以及三个副产物的形成, 成功制备了关键中间体(Eq. 28). 值得一提的是, 鉴于1,1-二氟-1-氯代乙酸甲酯(MCDFA)在工业生产中大规模生产, 其成本要比使用Ruppert试剂降低85%.在工艺研发GSK3β 抑制剂AZD8027的过程中, AstraZenca的Witt等[64]面临着同样如何有效和方便地引入氟原子和三氟甲基的问题. 很显然, 通过用Selectfluor引入氟原子后缩合形成氟代嘧啶杂环是极不可取的(Scheme 38). 一是氟化试剂昂贵, 二是氟化产率低(50%～55%), 而且有中间体不稳定等缺点.改进的合成方法首先合成了含氟嘧啶和含三氟甲基的咪唑片断, 然后通过杂环的Ziegler偶联关键反应等有效制备了AZD8926, 改进过的合成方法更趋合理(Scheme 39), 产率更高. 同时把钯催化的胺化反应提前, 避免了消除痕量钯金属所带来的困扰和API的损失.经过这些年的不懈努力, 有机氟化学在诸多方面得到了迅猛的发展, 世界一流的研究小组你追我赶, 创新立异, 成果频出. 应该承认, 有机金属化学的进展、催化反应的应用是今天氟化学进展的主推动力. 最近在有机化学的期刊上很难看到不含有氟化学的论文. 许多有关氟化学的专著也陆续出版[65], 综述文章和研究论文也不断更新[66].在这里, 我们将近年来芳香烃氟化反应和芳香烃杂环化合物N (n ＝1, 2, 3)氟甲基化反应的研究进展用图示的形式进行概括总结(Schemes 40, 41), 并概述了近年来含氟药物的研究成果. 值得特别强调的是第(III)种反应类型即新颖的氧化氟化反应(Oxidative fluorination)和氧化三氟甲基化反应(oxidative trifluoromethylation)是近几年来的研究热点课题之一. 我们相信最近的氟化学进展必将为药物研发工作者进行广泛的药物合成研究开辟了崭新的道路. 毫无疑问, 它必将拓展含氟药物建筑全新分子的想象空间, 提供更多重要的方法和途径.从发展趋势和方向来看, (1)理想的氟化反应应该是无金属(Metal-free)参与的或者是高效的过渡金属催化的过程, 应该大力开掘新颖高效的催化系统; (2)从经济、绿色环保等方面和为工业化放大生产考虑, Pd 等催化剂的用量应该尽量控制在0.5～1 mol%之间(目前一般为5～10 mol%左右); (3)氟原子和N氟甲基的引入先后(现在一般的氟化物原分离纯化较难, 区域选择性不好而附带各种含氟杂质; (4)利用便宜易得的氟试剂, 目前许多含氟试剂较贵; (5)操作简单的工艺, 反应应该有不怕氧不怕水等优点, 安全且重复性好; (6)反应应该具有高产率, 尤其是含氟中间体和产物料都是市场上购入含氟小分子), 理想的状态应该是后加入F, 目前缺陷是: 收率一般并不太高, 产物纯品纯度不够, 如何进行分离纯化对工艺开发也是一个很大的挑战, 因为一般而言, 含氟化合物在多数有机溶剂中的溶解度比母体化合物更佳, 这使得利用重结晶、打浆等手段富积含氟化合物更趋不可能.应该指出的是, 目前在候选药物结构单元中什么位置引入氟原子和三氟甲基团, 仍带有相当的随意性, 仍然不能利用分子设计和计算化学的方法得到确切的判断. 也就是说含氟化合物的生理活性与分子结构的构效关系只能在一定程度上进行预测, 没有形成系统的理论体系. 显然这也是对药物科研工作者在含氟药物的合成与创新、开发高效低毒的新型药物提出的挑战.综上所述, 经过这几年有机氟化学家、有机金属化学家和药物化学工作者的共同努力, 在许多世界一流实验室参与和不甘人后的研发热潮中, 有机氟化学的研究面貌发生了根本性的变化, 极大地推动了含氟药物、多肽蛋白质化学和化学生物学的发展, 对材料科学和理论化学的发展也产生了很大的推动(Scheme 42). 毫不夸张地说, 这些年是有机氟化学发展的黄金时代, 它所创造的崭新氟化学反应手段和策略,为药物化学家开拓含氟药物这座宝藏提供了机遇和创造空间, 也激发和丰富了有机化学家和药物科研人员的创造性和想象力,含氟药物仍是今后很长一段时间药物研发的一个热点课题, 这也是摆在中国有机化学家和药物科研人员面前的一大机遇和挑战.声明:。
日常生活中的含氟化合物
日常生活中的含氯化合物
氯化钠食盐NaCl 对人体内的水分平衡机制起着重要调节作用
氯化钙CaCl2 常用干燥剂，如用于氮气、氧气、氢气、氯化氢、二氧化硫等气体的干燥
氯化镁MgCl2 防冻剂的原料，轻型建材的重要原材料，食品添加剂，道路化冰融雪剂，制作泻药。
聚氯乙烯-[-CH2-CHCl-]n- 塑料袋,塑料管,塑料板塑料制品原料
次氯酸钠（漂白粉,84消毒液）NaClO强氧化剂，用作漂白剂、氧化剂及水净化剂用于造纸、纺织、轻工业等，具有漂白、杀菌、消毒的作用
次氯酸钙（漂白粉）Ca(ClO)2 主要用于造纸工业纸浆的漂白和纺织工业棉、麻、丝纤维织物的漂白。
也用于城乡饮用水、游泳池水等的杀菌消毒。
二氯乙烷C2H4Cl2用作蜡、脂肪、橡胶等的溶剂及谷物杀虫剂。
氯酸钾KClO3医药工业用作收敛剂和消毒剂。
也用于制造焰火、漂白剂及农业除草剂等
氯化氢（盐酸）HCl主要用于制染料、香料、药物、各种氯化物及腐蚀抑制剂次氯酸HClO 有很强的氧化性和漂白作用，它的盐类可用做漂白剂和消毒剂。
高氯酸HClO4工业上用于高氯酸盐的制备，人造金刚石提纯，电影胶片制造，医药工业，电抛光工业，用于生产砂轮，除去碳粒杂质，还可用作氧化剂等
氯化银AgCl光度测定。
照相。
人工降雨。
含氟的化学式
含氟的化学式氟元素是地壳中最活泼的元素之一，其化学性质非常独特。
许多含氟的化合物在工业和生活中都有广泛的应用。
本文将介绍一些常见的含氟化学式及其应用。
1. 氟化钙（CaF2）是一种无机化合物，广泛用于制造玻璃、陶瓷和光学镜片。
氟化钙具有很高的抗热性和光学透明度，可以增强材料的硬度和耐磨性。
2. 氟化氢（HF）是一种强酸，常用于制备有机化合物。
它在合成聚合物、制造农药和药物等领域有着重要的应用。
同时，氟化氢也是一种强腐蚀剂，需要小心使用。
3. 氟乙酸（C2H3FO2）是一种有机化合物，常用于制造农药、杀菌剂和防腐剂。
氟乙酸具有较强的杀菌能力，能够有效地抑制微生物的生长。
4. 氟丙酮（C3H3FO）是一种有机化合物，广泛用于工业催化剂的制备。
氟丙酮具有较高的稳定性和反应活性，可用于合成各种有机化合物。
5. 氟硼酸（HBF4）是一种无机化合物，常用于电镀和电子工业中。
氟硼酸具有良好的导电性和腐蚀性，可用于制备高纯度的金属薄膜和电子元件。
6. 氟聚合物（例如聚四氟乙烯）是一种特殊的高分子化合物，具有优异的耐热性和耐腐蚀性。
氟聚合物广泛应用于制造管道、阀门和密封件等耐腐蚀材料。
7. 氟化铝（AlF3）是一种无机化合物，常用于铝冶炼和制造陶瓷材料。
氟化铝可与铝矿石反应，从而提取纯度较高的金属铝。
8. 氟烷（例如三氟甲烷）是一类含氟有机化合物，广泛应用于制冷剂和灭火剂。
氟烷具有较低的沸点和较高的化学稳定性，能够有效地冷却和灭火。
9. 氟醚（例如二氟二甲醚）是一类含氟有机化合物，常用作麻醉剂和溶剂。
氟醚具有较强的麻醉作用和良好的溶解性，可用于医疗和化学实验中。
总结起来，含氟的化学式在工业和生活中有着广泛的应用。
这些化合物具有独特的化学性质和功能，能够满足不同领域的需求。
在使用含氟化学品时，我们应该注意安全使用，并遵循相关的操作规范和安全措施，以防止潜在的危险。
含氟有机化合物的制备及应用研究
含氟有机化合物的制备及应用研究第一章引言含氟有机化合物是一类在现代有机化学中应用广泛的重要有机分子。
含氟有机化合物具有很强的化学惰性和热稳定性，对溶剂、酸碱和氧化还原剂都具有较好的稳定性，使其在医药、化妆品、材料、涂料、冶金等领域有着广泛的应用。
含氟有机化合物的制备和研究一直是有机合成化学家们研究的热点。
最早的含氟有机化合物是氟代烃，如氟甲烷和氟乙烷等，但由于它们较难稳定，容易燃烧和爆炸，制备难度大等缺点，所以被广泛地放弃。
随着科技的进步和经验的积累，含氟有机化合物的制备和研究取得了长足的进展。
本文将从含氟有机化合物的制备方法、结构特点及应用方面进行研究分析并做出总结，以期对今后含氟有机化合物的研究提供一定的借鉴和帮助。
第二章含氟有机化合物的制备含氟有机化合物的制备方法主要有四种，分别是氟代化合物的合成、有机氟试剂的利用、芳香化合物的氟代反应和腈化反应中的氟代反应。
氟代化合物的合成是最早的含氟有机化合物制备方法。
其中，氟甲烷和氟乙烷的制备是重点，主要是将三氟甲酸或四氟乙酸在强酸存在下还原成氟甲烷和氟乙烷，但这种方法的制备效果不太稳定。
有机氟试剂的利用是含氟有机化合物制备的主要途径，又可分为两种方法：一种是氟代亚烷基、烷基或取代烷基亚烷基(群)化合物作为氟代化合物的前体；另一种是先合成氟代芳香族化合物，再利用取代基官能团的反应制备出目标化合物。
芳香化合物的氟代反应是含氟有机化合物的重要制备方法之一，其优缺点是易于选用原料，生产容易控制和芳香基对合成分子的影响与方向更加稳定。
制备时可以选用HF、KHF2、SF4作为氟加合试剂乙效于芳香基的氟代反应上。
腈化反应中的氟代反应是将含氟羟乙腈接受n-BuLi作用后与芳香联烃氟代化形成碳—I键的方法是含氟杂环考虑的一个过程。
在这种反应中，氟代化合物是使用Deoxofluor或重氮化合物作为反应物，即重要的引入方式之一。
第三章含氟有机化合物的结构特点含氟有机化合物的结构特点是分子中含有氟元素，具有很高的热稳定性和化学惰性，耐酸碱能力强，且极性较小。
含氟化合物及应用
含氟化合物及应用
含氟化合物在许多领域中都有广泛的应用。
以下是一些主要的应用：
1. 化学反应催化：某些含氟化合物，例如三氟化硼，可以作为路易斯酸来催化许多化学反应。
2. 聚合物和塑料添加剂：含氟化合物可以作为聚合物和塑料的添加剂，以提高其耐热性、耐化学性和电性能。
3. 燃料和能源：全氟烃（PFC）在燃料和能源领域中用作替代品，因为它们具有高燃烧效率和低环境影响。
4. 医疗和制药：某些含氟化合物在医疗和制药领域中用作药物或药物前体。
例如，有些氟化物可以用于治疗癌症、高胆固醇、细菌或真菌感染等疾病。
5. 材料科学：含氟化合物在材料科学中用作涂层、防护层、润滑剂等。
例如，全氟聚合物可以用于制造不粘锅涂层和水防剂。
6. 电子和半导体行业：在电子和半导体行业中，含氟化合物被用作清洁剂和蚀刻剂，以制造更高效的电子设备。
7. 航空航天：在航空航天领域，含氟化合物用于制造耐高温和高性能的材料，如火箭推进剂和飞机燃料。
8. 环保和能源效率：含氟化合物也被用于提高能源效率和减少环境污染。
例如，某些含氟化合物可以用于制造高效能的空调系统和节能灯泡。
总的来说，含氟化合物由于其独特的化学和物理性质，在许多领域中都有广泛的应用。
然而，由于一些含氟化合物对环境和人体有害，因此在使用时需要谨慎并遵守相关规定。
氟化学的应用
氟化学的应用
氟化学是现代化学研究中非常重要的一个分支，其应用广泛且深远。
1. 医药领域：氟化合物在医药领域中应用广泛，如氟西汀、氟哌利多、氟苯地平等都是常用的药物，其中氟化物基团的引入可以增强药物的生物利用度和药效。
此外，氟化合物还广泛用于制造麻醉药物、镇痛药物、抗癌药物等。
2. 石油化工领域：氟化学在石油化工领域中的应用也十分重要。
氟化物可以用于生产烷基化剂、溶剂、防腐剂等。
另外，氟聚合物也是许多油漆、涂料、塑料等材料的重要组成部分。
3. 电子材料领域：氟化学在电子材料领域中也有广泛应用。
例如，氟化物可以用于制备半导体材料、光电材料、电力材料等。
此外，氟聚合物也广泛应用于电子材料的制备过程中。
4. 环境保护领域：氟化学在环境保护领域中也有着重要的作用。
例如，氟化物可以用于水处理、废水处理、废气处理等。
此外，氟聚合物也可以用于制备防污涂料、防腐涂料等。
总之，氟化学在各个领域中都有广泛的应用，其重要性不容忽视。
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全氟化合物用途范文
全氟化合物用途范文1.制冷剂和制冷液：全氟化合物具有低沸点、热稳定和无毒性等特点，因此被广泛应用于制冷系统中。
其中，全氟烃（R-218）被广泛用作制冷剂，如制冷剂R-218和R-318，用于空调、冰箱、冷藏车等。
全氟烃（R-318）具有较低的温室效应，因此被认为是一种环保的制冷剂。
2.表面活性剂：全氟化合物是一类重要的表面活性剂，具有卓越的清洁性能。
全氟烷磺酸盐和全氟烷基酸盐广泛用于合成高效的清洗剂、去污剂、润滑剂和防油剂等。
全氟烷基聚醚是一种高效的消泡剂，在工业生产过程中广泛应用于控制液体表面的泡沫。
3.衬底材料：全氟化合物可以作为光学、电子和半导体领域的重要衬底材料。
全氟化镓（GaF3）和全氟化锗（GeF4）可用于半导体生产中的沉积氟化物层。
4.防油、防水和防污涂层：全氟化合物具有良好的防油和防水性能，因此被广泛应用于各类涂料和涂层。
全氟醋酸聚合物（PFA）和全氟乙烯聚合物（PTFE）可以制备成具有优异防污性能和耐腐蚀性的涂层，用于管道、容器、管件和阀门等设备的保护。
5.医疗器械和生物医学应用：全氟化合物具有良好的生物相容性和抗血栓性能，因此被广泛应用于医疗器械和生物医学领域。
全氟碳化物（CFC）可以用于制备人工心脏瓣膜，全氟乙烯酸聚合物（PVEA）则可用于制备医用导管、人工骨骼和人工血管等。
6.涂料和塑料添加剂：全氟化合物具有良好的耐候性和耐化学性，因此被广泛应用于涂料和塑料添加剂。
全氟乙烯聚合物（PTFE）和全氟酯聚合物（PFE）可以用作增塑剂和抗老化剂，提高塑料材料的热稳定性和耐候性。
7.氟化工业：全氟化合物在氟化工业中起着重要作用。
全氟烷（CF4）和全氟乙烯（C2F4）是氟化工业中的重要原料，用于制备氟聚合物、氟化剂和氟化炭素等。
总结起来，全氟化合物在制冷、洗涤剂、涂料、塑料、医疗器械和氟化工业等领域具有广泛应用。
随着科技的发展，对全氟化合物的需求还将不断增加。
值得注意的是，虽然全氟化合物具有许多优点，但也存在环境和健康风险，对其使用和处理需要谨慎，推广和研发更环保、更安全的替代品也是一个重要的方向。
含氟化合物及应用
含氟化合物及应用
含氟化合物是指化学物质中含有氟元素的化合物。
氟元素具有较小的原子半径、高电负性和强氧化性，使得含氟化合物具有许多特殊的化学性质和广泛的应用。
以下是几种常见的含氟化合物及其应用：1. 氟化钾（KF）：常用作催化剂，在有机合成中用于酯化、醚化和烯烃的氟化反应。
2. 氟化铝（AlF3）：用于铝冶炼过程中的电解质和熔剂，也可用于制备高纯度金刚石和合成氟化烃。
3. 氟化氢（HF）：用作蚀刻剂，可蚀刻玻璃、金属和陶瓷等材料，也用于制备氟化物和有机氟化合物。
4. 全氟辛基硫醚（PFOS）：用于制造防水、防油和防尘等功能性涂层，也用作抗静电剂、消泡剂和润滑剂。
5. 氟化碳（CF4）：用作等离子体刻蚀中的反应气体，可用于蚀刻金属、氮化硅和氧化硅等材料。
6. 氟化氯（CFCs）：曾广泛用于制冷剂和喷雾剂，但因对臭氧层破坏和温室效应而被大部分国家禁止使用。
7. 氟化铵（NH4F）：用于制备氟化物、氟硅酸盐和磷酸盐等化合物，也用作金属表面处理剂和电解液。
8. 氟烷（氟化烃）：用于制造冷冻剂、灭火剂、发泡剂和溶剂等，也用于制备药物、染料和农药等有机化合物。
需要注意的是，含氟化合物在应用过程中需要注意其毒性和环境影响，合理使用和处理含氟化合物对于保护环境和人类健康至关重要。
含氟化合物的合成及应用研究
含氟化合物的合成及应用研究含氟化合物是一类具有广泛应用的化学物质，其合成方法和应用研究一直备受关注。
本文将探讨含氟化合物的合成方法和其在不同领域中的应用。
一、含氟化合物的合成方法1. 氟化剂法该方法通过氟化剂如氢氟酸、氟化钾等对适当的底物进行氟化反应合成含氟化合物。
氟化剂法具有简单、高效、广泛适用性等优点，适合于合成不同结构类型的含氟化合物。
2. 烯酮法烯酮法是一种通过烯酮中的亲氟基向亲电子试剂或亲核试剂进攻合成含氟化合物的方法。
该方法具有反应条件温和、立体选择性好等特点，适用于合成具有重要生物活性的含氟化合物。
3. 格氏试剂法该方法通过格氏试剂如三氟甲硫磺酸酯与不饱和化合物反应得到含氟化合物。
格氏试剂法具有反应条件温和、选择性好，适用于合成结构复杂的含氟化合物。
二、含氟化合物在医药领域中的应用1. 新型药物研发含氟化合物在药物研发中起着重要作用。
由于氟原子对药物分子的影响，含氟化合物常常具有较高的生物活性、代谢稳定性和药物相容性，因此被广泛应用于新型药物的设计和合成。
例如，盐酸氟必利酮是一种广泛应用于抗精神病药物中的含氟化合物。
2. 诊断试剂含氟化合物在诊断试剂中有重要应用。
氟化氘甲基葡萄糖（18F-FDG）是一种常用的放射性核素标记的葡萄糖，广泛应用于肿瘤的定位诊断，对癌细胞有较高的亲合力，可以通过正电子发射断层显像（PET）技术实现肿瘤的早期诊断。
三、含氟化合物在材料科学中的应用1. 高分子材料含氟化合物在高分子材料中的应用十分广泛。
氟烷基苯聚氨酯具有低表面能和低摩擦系数的特点，被广泛应用于涂料、塑料等领域。
此外，含氟化合物还可以用于合成阻燃材料、隔热材料等。
2. 新型电子材料含氟化合物在电子材料中的应用也具有很大潜力。
作为有机半导体材料的含氟化合物，具有较高的载流子迁移率和较低的电阻，有望应用于新型有机电子器件中，如有机薄膜晶体管（OFET）、有机光伏电池等。
四、含氟化合物的环境影响虽然含氟化合物在众多领域得到广泛应用，却存在环境影响问题。
含氟材料的应用
含氟材料的应用氟元素是最活泼的化学元素，是几乎完全不参与自然界生命活动的一种元素，也是一种可以为化合物带来无限可能的化学元素。
且含氟化合物自在在航空航天，军用领域发现以来因其优异的综合性能而得到了广泛的应用。
所以含氟材料的研究具有光明的前景，含氟材料也能获得更广泛的利用。
氟原子内部结构分析氟元素为第二周期系ⅦA族元素。
氟单质气体为淡黄色，有毒，腐蚀性很强，化学性质很活泼，熔点-219.62℃，沸点-188.14℃。
氟元素原子核对外层电子束缚作用较强，极化率较低。
氟元素具有很强的氧化性，可剧烈氧化几乎所有的有机物和无机物，且其电负性很强是所有元素中唯一只显负一价的元素。
有机含氟有机氟化物的重要应用氟原子的原子核对外层电子的束缚作用强，极化率低，全氟化物氟原子分布较对称，偶极矩可相互抵消，因此氟碳化合物的介电常数和极化因子均较小。
对应此种结构，氟碳化合物具有高温稳定性和化学惰性。
且由于碳链本身的线性锯齿形结构使得有机氟化物具有优良的物理延展特性。
因而可以作为润滑剂被广泛使用.全氟烷烃和氟氯烷烃，由于氟原子的大小(氟原子半径50pm)，相互排斥，空间位阻的综合作用导致了两个氟原子不在同一平面内却恰好填满两个碳原子空隙的异常稳定的空间结构。
由于这种稳定的空间结构，C-C键受到了很好的保护。
氟原子的电子云对C-C键有更好的屏蔽作用，这使得含氟聚合物具有良好的耐候性，耐久性和抗化学品性能，对自由基表现出了特殊的稳定性。
（全氟碳链结构示意图）因此聚四氟乙烯等全氟化合物对大多数具有很强腐蚀性的化学试剂等都具有很强的化学稳定性。
自此聚四氟乙烯成为了当今用途最广的一种化合物。
而由于氟原子较氢原子体积大，C-C键由于氟原子的屏蔽作用得到保护，使C-C键更加稳定。
C-F（559.988kJ/mol）键具有较C-H（474.42kJ/mol）键更高的键能因此更加稳定不易断裂。
因而形成的6-10个碳原子的碳氟中间体易于引入各种亲水基团形成化学稳定性热稳定性好的表面活性剂，同时具有表面活性好的特征。
碳基含氟化合物的制备方法和应用展望
碳基含氟化合物的制备方法和应用展望随着科技的不断发展，碳基含氟化合物在各个领域的应用越来越广泛。
碳基含氟化合物具有独特的化学性质和广泛的应用前景，因此，研究人员们一直在不断探索碳基含氟化合物的制备方法和应用展望。
一、碳基含氟化合物的制备方法1.氟化物与碳基化合物反应法这是一种常见的制备碳基含氟化合物的方法。
通过将氟化物与碳基化合物反应，可以得到碳基含氟化合物。
例如，通过氟化亚砜与醇反应，可以制备出醚类化合物。
2.氟化氢与碳基化合物反应法这是另一种制备碳基含氟化合物的方法。
氟化氢是一种常用的氟化剂，可以与碳基化合物反应，生成碳基含氟化合物。
例如，氟化氢可以与烷烃反应，生成氟代烷烃。
3.氟化试剂与碳基化合物反应法氟化试剂是一类常见的化学试剂，可以与碳基化合物反应，制备碳基含氟化合物。
例如，通过氟化亚砜与酮反应，可以制备出酮类化合物。
二、碳基含氟化合物的应用展望1.医药领域碳基含氟化合物在医药领域具有广阔的应用前景。
它们可以用于药物合成，提高药物的活性和选择性。
此外，碳基含氟化合物还可以用于药物传递系统的设计，提高药物的溶解性和生物利用度。
2.农药领域碳基含氟化合物在农药领域也有着重要的应用。
它们可以用于制备高效、低毒的农药，提高农作物的产量和质量。
此外，碳基含氟化合物还可以用于农药的传递系统设计，提高农药的吸收和利用率。
3.材料科学领域碳基含氟化合物在材料科学领域有着广泛的应用。
它们可以用于制备具有特殊性质的材料，如超疏水材料、防腐蚀材料等。
此外，碳基含氟化合物还可以用于制备高效的电池材料和催化剂。
4.环境保护领域碳基含氟化合物在环境保护领域也有着重要的应用。
它们可以用于制备高效的吸附剂，用于处理废水和废气中的有机污染物。
此外，碳基含氟化合物还可以用于制备高效的光催化剂，用于光解有机污染物。
总之，碳基含氟化合物的制备方法和应用展望十分广泛。
随着科技的不断进步，我们相信碳基含氟化合物在各个领域的应用会越来越广泛，为人类的生活和社会发展带来更多的福祉。
含氟化合物质谱解析
含氟化合物质谱解析一、引言含氟化合物广泛应用于工业、医药、农业等领域，其在环境中的排放与残留已成为广泛关注的问题。
氟化合物的分析方法主要有光谱法、色谱法等，其中质谱解析作为一种高灵敏度、高分辨率的分析方法，在含氟化合物分析领域得到了广泛应用。
本文将介绍含氟化合物的特点、质谱解析原理，以及含氟化合物质谱解析方法，旨在为相关领域的研究者和从业者提供参考。
二、含氟化合物的特点1.环境中的氟来源氟化物在环境中的来源主要有工业排放、农业使用和医药应用等。
这些来源使得氟在环境中广泛存在，并对生态系统产生影响。
2.氟的生态效应氟化物对生物体的影响主要包括急性毒性、慢性毒性、生殖毒性等。
在环境中有时会导致生物体氟中毒，影响生态系统的稳定。
3.含氟化合物的应用领域含氟化合物在工业、医药、农业等领域具有广泛应用，如制冷剂、灭火剂、农药等。
然而，这些应用也使得氟化物排放到环境中，对生态系统造成潜在危害。
三、质谱解析原理1.质谱分析的基本流程质谱分析的基本流程包括样品制备、进样、离子产生、离子传输、离子检测和数据处理等步骤。
2.质谱仪的类型及原理常见的质谱仪有气相色谱-质谱仪（GC-MS）、液相色谱-质谱仪（LC-MS）、离子迁移谱-质谱仪（IMS-MS）和毛细管电泳-质谱仪（CE-MS）等。
各类质谱仪的原理各有特点，适用于不同样品类型的分析。
3.质谱解析在含氟化合物分析中的应用质谱解析技术具有高灵敏度和高分辨率的特点，在含氟化合物分析中具有重要应用价值。
如GC-MS、LC-MS等方法已成功应用于含氟化合物的检测。
四、含氟化合物质谱解析方法1.气相色谱-质谱法（GC-MS）GC-MS具有较高的分离能力和检测灵敏度，适用于挥发性或半挥发性的含氟化合物分析。
2.液相色谱-质谱法（LC-MS）LC-MS适用于非挥发性和高沸点的含氟化合物分析，具有较高的分辨率和灵敏度。
3.离子迁移谱-质谱法（IMS-MS）IMS-MS具有快速、简便、灵敏的特点，适用于多种类型含氟化合物的分析。
13C-19F去耦在含氟有机化合物结构鉴定中的应用
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图４ ２ 一甲基一 ４ 一 七 氟 异 丙基 苯胺 Ｃ－ － １ ９ Ｆ去 耦 效 果 对 比 图
如图 ５ 。丙烯 酸 六氟 丁酯 结 构 中含 有不 同的 含 氟 官 能 团如一 Ｃ Ｆ ３ 、 一 Ｃ Ｆ ２ 、 一 Ｃ Ｈ Ｆ， ” Ｃ ＿ Ｉ ９ Ｆ耦 合裂 分 比较
成两 重 峰 ，再受 到 Ｃ 一 ９位 Ｆ耦合 影 响两重 峰 被 裂
分 成 两组 多重 峰 ， 化学 位 移 值 为 ８ １ ． ５ ３ ； 同理 Ｃ 一 ９
被 同碳 Ｆ裂分 成 四重 峰 ，再受 Ｃ 一 ８位 Ｆ影 响 ， 每
不 能完 全去 耦 ， ６ ｌ １ ６ ． ２ ４处 去耦 不完 全 ， 而缩 短 谱宽
使 同碳 原 子 多 组 多 重 峰 归 集 成 单 峰 ，增 强 信 号 强
Ｆ ３ Ｃ— ａ ｃ Ｉ ３
度， 并 使 相 互 重 叠 的多 组 多 重 峰 分 开 ， 容 易 辨 认 各 个位 置碳 原子 出峰 信 号 。
如图４ ． ２ 一 甲基 一 ４ 一 七 氟 异丙 基 苯 胺 未 去 耦 前 Ｃ 一 ２ 、 Ｃ 一 ３ 、 Ｃ 一 ４、 Ｃ 一 ５ 、 Ｃ 一 ６ 、 Ｃ 一 ８ 、 Ｃ 一 ９均 有 耦 合 裂 分 ， 同碳 出峰 化 学位 移 范 围大 ， 谱 线有 重 叠 ， 谱图复杂 ， 开 展 Ｃ一 Ｆ去耦 实 验得 到 Ｃ － １ ９ Ｆ去 耦谱 图可 以发
（ ｓ ｗ ＝ １ ２ ９ ６ ８ Ｈ ｚ ）能 够得 到 更好 的去 耦 效果 ， ８ ｃ １ ７ ６ ． ４ １
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4 存在的几个问题
（1）解决PFOS禁用问题
控制PFOS含量低于0.005% 寻求短氟链聚合物，实现纺织品功能 整理助剂及降解产物不含全氟辛烷磺 酰基化合物（PFOS）的替代品开发 几种短氟链拒水剂品种： 3M公司的PM-3622 旭硝子AG-E061
4 存在的几个问题
（2）开发低温烘燥型氟整理剂
含氟化合物及织物防水整理
主要内容：
1 2 3 4 5 有机氟化合物 织物防水整理 有机氟防水剂 氟整理剂存在的几个问题 课题组研究
1 有机氟化合物（Organofluoride）
（1）生活中的氟化合物
1-乙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1哌嗪基)-3-喹啉羧酸
a有机氟化合物毒性？ b表面惰性
4 存在的几个问题
（1）解决PFOS禁用问题
美国环保局提出在2006 年出台的《有毒物质控 制法》中，将183 种带有大于6个碳原子或更长 碳链的全氟烃基化合物纳入该法案的规定范围 联合国环境规划署有机污染物审查委员会已经 认定全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)符合持久性 有机污染物标准 欧盟议会发布限制PFOS的2006/122/EC官方法令。 2008年7月全面禁止。
3 有机氟防水剂 （3）含氟聚合物结构与功能
日本旭硝子 Asahiguard AG-710 单体： 全氟烷基乙撑（甲基）丙烯酸酯混合物共聚
O
CF3(CF2)nCH2CH2O-C-C(R)=CH2 n = 4~12 R = H or -CH 3
4 存在的几个问题
（3）国内氟化工 水平限制，氟单 体品种少、价格 防水整理剂 高 面临的问题 （2）我国每年需 求含氟拒水整理 剂万吨以上。市 场和技术都被国 外3M、大金等公 司垄断。
极化率小
化合物分子间作用力极弱表面 能极低，可使水的表面张力降 至 10～15mN／m 。
电负性高
碳氟键稳定
C-F键能485.3 kJ／mol
原子共价半径0.064 nm
可以很好地屏蔽碳链
在C链外形成螺旋结构
一些液体及纺织品表面的表面能
有机硅整理剂
有机氟整理剂
2 织物防水整理
3 有机氟防水剂 （1）研究历史
C-F键能485.3 kJ／mol
1 有机氟化合物 （3）功能性
1 有机氟化合物 （4）应用
表面活性剂 防污自洁涂料
聚四氟乙烯， 特氟龙PTFE
防水防油剂
2 织物防水整理
（1）有机硅防水剂
H3C H3C Si O O X
CH3 Si H3C H3C CH3 Si O X O CH3 Si Si O
（3）开发短氟链整理剂
O C * C C C C O
CH2CF2CFHCF3 C4H9 O O O C
m
O C C C
CH3 O
x
O C C C
NH2
y
C C R'
n
*
CH3
O
CH2CF2CFHCF3
聚衣康酸六氟丁酯整理织物：拒水达4级，拒油2+ 毒理测试：基本无毒
5 课题组研究
O O F F F F F F F F F FF F F
3 有机氟防水剂 （2）市场情况
每年全球消耗各类有机氟织物整理剂量为数万吨； 国外以美国需求量最大（约 5000T/ 年），日本次之（约 3000T/年），法国约1000T/年； 我国染整行业2006年含氟整理剂耗用量约1.1万吨，年消 耗增长率为10％~15％，2010年耗用量达1.5万吨； 国内售价为50~160 RMB/kg，有的高达400 RMB /kg。
拒防性质
氟利昂（Freon）：二氯二氟甲烷CCl₂F₂（F-12）， 常温常压下为无色气体，熔点-158℃，沸点-29.8℃; F22,F123. 第一个数字等于碳原子数减1，第二个数字等于氢 原子数加1，第三个数字等于氟原子数目。
c 分子间作用力低
1 有机氟化合物 （2）结构特性
F F C F F C F
商品名称 Schotchgard Teflon Nuva Foraperle Asahi-Guard Unidyne
生产方法 电解氟化法 调聚法 调聚法 调聚法 调聚法 调聚法
3 有机氟防水剂
（3）含氟聚合物结构与功能
3 有机氟防水剂 （3）含氟聚合物结构与功能
3M公司Scotchgard FC-208 单体：N-乙基全氟辛基磺酰胺乙撑丙烯酸酯 是一种高性能的氟素化合物，能够赋予合成纤维和天然 纤维以优异的拒水、拒油性能，并具有良好的耐水洗性。 理化性质 外观．．．．灰白色乳液 固含量 ．．．30%固体 62%水 8%丙二醇 电荷．．．．弱阳离子
（4）氟丙烯酸酯核-壳结构与整理
谢谢！
1953年，3M公司开发Scotchgard Protector商品： 全氟辛基羧酸铬络合物织物整理剂 1956 年，美国 3M 公司氟丙烯酸酯聚合物织物整理 剂 20世纪60~70年代，法国、德国、瑞士和日本等国 相继研制成功该类产品并商业化 我国在20世纪60年代中期开始研制含氟织物整理 剂，中科院上海有机所、上海氟材料研究所
有机硅防水
非极性部分的甲 基定向旋转，连 续整齐地排列在 纤维的最外层 甲基上的氢原子 与水的氢原子相 互排斥，使水分 子难与组分接近
2 织物防水整理 （2）含氟防水剂
氟烷基中碳链 呈锯齿状、氟 原子呈螺旋状 围绕碳链紧密 排列
含氟聚合物在 基体材料表面 形成保护层
2 织物防水整理
（3）防水机理
目前大都需要高温烘燥
4 存在的几个问题
（2）开发低温烘燥型氟整理剂
低温时氟烷基不规整排列 高温烘燥后氟烷基排列规整
4 存在的几个问题
（3）开发易去污型氟整理剂
5 课题组研究
（1）芳香桥型氟烷基整理剂
5 课题组研究
（1）芳香桥型氟烷基整理剂
5 课题组研究
（2）偕多氟烷基型整理剂
5 课题组研究
4 存在的几个问题
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）解决PFOS禁用问题
K -O
+
O F S O F
F F F F
F F F F
F F
F F
F F F
全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)禁用问题 :定义为分 子式为C8F17SO3Y的所有含氟化合物 长氟链持久性极强，具有惰性、废物持久性、迁移 性和累积性，以及多种毒性 PFOS微生物不降解，在硫酸中煮1h不分解;PFOS钾 盐经49d 50ºC水解（Ph=1.5~11）不降解，PFOS钾 盐在25ºC下半衰期大于41a 毒害肝脏，破坏中枢神经，影响脂肪代谢 我国一般人群中血清里含PFOS为男(40.7μL/L)和 女(45.4μL/L），高于美日的20~30 μL/L水平
（1）全氟辛烷磺酸 （PFOS）面临禁用： 长氟碳链具有惰性、 废物持久性、迁移性 和累积性，存在生物 体和环境污染。
4 存在的几个问题
（1） PFOS禁用问题 （2）开发低温烘燥型整理剂
（3）易去污型整理剂
（4）无毒、无污染品种；环保、低危险型产 品，如旭硝子将AG –710、AG-730等改成AG915、AG-925；多功能化（如耐洗、耐磨、易 去污、阻燃）
硅整 理剂
Cotton 200mN/m Silicone 20mN/m
Water 72mN/m
Oil Alcohol 24mN/m 20mN/m
氟整 理剂
Cotton 200mN/m Fluoropolymer 10mN/m
2 织物防水整理
F
（3）防水机理: 低表面能保护膜
氢 2.1 锂 1.0 铍 1.57 硼 2.04 碳 2.55 氮 3.04 氧 3.44 氟 4.0
含氟织物整理剂平均单价若以 80 元／ kg 计， 1 万 t 产值达8亿RMB
3 有机氟防水剂 （2）市场情况
目前，世界上 真正能大量生 产氟织物整理 剂的公司只有： 美国3M、杜邦； 德国Hoechst； 法国Atochem； 日本旭硝子、 大金公司等。
国别 美 美 德 法 日本 日本
制造厂（公司） 3M Du Pont Hoechst Atochem 旭硝子 大金