有機氟化學
有(you)(you)機(ji)氟(fu)(fu)化(hua)合物(wu)特別是(shi)(shi)(shi)全氟(fu)(fu)化(hua)合物(wu)具有(you)(you)一(yi)些不一(yi)般甚至是(shi)(shi)(shi)非常特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理化(hua)學(xue)(xue)(xue)性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi),它(ta)(ta)們被用于從藥物(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)到材料科(ke)學(xue)(xue)(xue)等多個科(ke)學(xue)(xue)(xue)領域中(zhong)。物(wu)理性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)方面,有(you)(you)機(ji)氟(fu)(fu)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)主要是(shi)(shi)(shi)由(you)(you)兩個因素(su)所(suo)控制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de):一(yi)是(shi)(shi)(shi)氟(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)電(dian)負性(xing)(xing)和(he)較小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子半徑,氟(fu)(fu)原子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2s和(he)2p軌道與碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相應軌道尤其(qi)匹配;二是(shi)(shi)(shi)由(you)(you)此產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氟(fu)(fu)原子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特別低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)極化(hua)性(xing)(xing)。碳(tan)(tan)-氟(fu)(fu)鍵是(shi)(shi)(shi)有(you)(you)機(ji)化(hua)學(xue)(xue)(xue)中(zhong)已知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)(xue)鍵,它(ta)(ta)不僅較短,而(er)且是(shi)(shi)(shi)高(gao)度極化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),其(qi)偶(ou)極矩在1.4D左右。不過全氟(fu)(fu)碳(tan)(tan)烷(wan)(wan)分(fen)子中(zhong)由(you)(you)于所(suo)有(you)(you)局(ju)部(bu)偶(ou)極矩相互抵消,卻是(shi)(shi)(shi)屬于十分(fen)非極性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)劑,很多情況下(xia)比相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)烷(wan)(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)介電(dian)常數還低;對比之下(xia),部(bu)分(fen)氟(fu)(fu)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)烷(wan)(wan)分(fen)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極矩則(ze)較高(gao)。
應用綜述
有(you)(you)機(ji)氟(fu)(fu)(fu)化(hua)物在醫藥(yao)工(gong)業中有(you)(you)非常(chang)(chang)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)應用。上(shang)市的(de)(de)(de)(de)新(xin)藥(yao)中,每年大約有(you)(you)15-20%都(dou)是(shi)有(you)(you)機(ji)氟(fu)(fu)(fu)化(hua)合物。在含氟(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)藥(yao)物分子(zi)中,通(tong)常(chang)(chang)氟(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)含量都(dou)比較(jiao)低,每個引(yin)入(ru)的(de)(de)(de)(de)氟(fu)(fu)(fu)原子(zi)或含氟(fu)(fu)(fu)基(ji)團都(dou)有(you)(you)其特定的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。總體(ti)(ti)(ti)上(shang)看,氟(fu)(fu)(fu)原子(zi)對藥(yao)物分子(zi)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)主要有(you)(you):1.氟(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)引(yin)入(ru)不使分子(zi)發生明顯的(de)(de)(de)(de)立體(ti)(ti)(ti)構型變化(hua),但使分子(zi)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)性(xing)質產生很大的(de)(de)(de)(de)改變。這是(shi)由于(yu)氟(fu)(fu)(fu)原子(zi)雖然與氫原子(zi)大小相(xiang)似,但卻具有(you)(you)很大的(de)(de)(de)(de)電負性(xing)。有(you)(you)機(ji)氟(fu)(fu)(fu)精細化(hua)學品包括(kuo)氟(fu)(fu)(fu)農藥(yao)、氟(fu)(fu)(fu)醫藥(yao)、氟(fu)(fu)(fu)染料、含氟(fu)(fu)(fu)芳(fang)香族中間體(ti)(ti)(ti)、含氟(fu)(fu)(fu)表(biao)面(mian)活性(xing)劑和(he)氟(fu)(fu)(fu)惰性(xing)流體(ti)(ti)(ti)等。
具體應用
(1)氟(fu)(fu)醫藥(yao)由于含氟(fu)(fu)有機化合(he)物(wu)(wu)具有特異的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)活性和生(sheng)物(wu)(wu)體適應性,含氟(fu)(fu)藥(yao)物(wu)(wu)的(de)(de)療效比(bi)一般藥(yao)物(wu)(wu)均強好幾(ji)倍,其開發最為活躍。世界上已商(shang)品化和正在開發的(de)(de)含氟(fu)(fu)醫藥(yao)有近百(bai)種。部(bu)分重要產品有:鎮靜劑氟(fu)(fu)哌利多;抗(kang)(kang)(kang)腫瘤藥(yao)氟(fu)(fu)脲嘧(mi)啶;消炎藥(yao)二氟(fu)(fu)拉(la)松;激素類藥(yao)氟(fu)(fu)氫可(ke)的(de)(de)松、氟(fu)(fu)氯耐德、,氟(fu)(fu)氫縮松、氟(fu)(fu)地卡(ka)松;抗(kang)(kang)(kang)心(xin)率失常藥(yao)氟(fu)(fu)卡(ka)尼(ni);抗(kang)(kang)(kang)真菌藥(yao)氟(fu)(fu)康唑(zuo)、氟(fu)(fu)胞嘧(mi)啶;抗(kang)(kang)(kang)癌藥(yao)磷(lin)酸氟(fu)(fu)達拉(la)賓;催(cui)眠(mian)藥(yao)氟(fu)(fu)馬(ma)西(xi)尼(ni);抗(kang)(kang)(kang)哮喘藥(yao)氟(fu)(fu)尼(ni)縮松;抗(kang)(kang)(kang)憂郁藥(yao)氟(fu)(fu)西(xi)汀(ting)(百(bai)憂解,抗(kang)(kang)(kang)憂郁藥(yao)類世界銷(xiao)量第(di)一);減肥藥(yao)氟(fu)(fu)拉(la)明。
(2)氟(fu)(fu)農藥70年代(dai)以來我國開(kai)始了含(han)氟(fu)(fu)農藥的(de)研究,先(xian)后開(kai)發(fa)了伏草隆、氟(fu)(fu)樂(le)靈(ling)、乙氧(yang)氟(fu)(fu)草醚等除(chu)(chu)(chu)草劑和氟(fu)(fu)蚜蝗、除(chu)(chu)(chu)蟲(chong)脲(niao)(niao)、含(han)氟(fu)(fu)擬除(chu)(chu)(chu)蟲(chong)菊酯等殺蟲(chong)劑,其中氟(fu)(fu)樂(le)靈(ling)實現了工業化生(sheng)(sheng)產,果爾、虎畏、除(chu)(chu)(chu)蟲(chong)脲(niao)(niao)等也有(you)批(pi)量生(sheng)(sheng)產。以雜(za)環類化合(he)物為原料的(de)農藥本(ben)身具有(you)較(jiao)強的(de)性能,氟(fu)(fu)的(de)引入使其性能更進一步得(de)到了提高(gao)。如含(han)氟(fu)(fu)吡啶衍生(sheng)(sheng)物制(zhi)成的(de)除(chu)(chu)(chu)草劑吡氟(fu)(fu)禾草靈(ling)(穩(wen)殺特)的(de)性能提高(gao)了1倍多(duo);殺蟲(chong)劑氯(lv)氟(fu)(fu)脲(niao)(niao)(定蟲(chong)隆)兼(jian)有(you)殺蟲(chong)和不(bu)育功能。
國內含氟農藥的(de)品(pin)種(zhong)、數量都滿足(zu)不了市(shi)場需求,大量依賴進口。
(3)氟(fu)(fu)染(ran)(ran)料(liao)氟(fu)(fu)元素的(de)引入能增強染(ran)(ran)料(liao)的(de)光澤和(he)艷度,提高其(qi)耐(nai)(nai)曬(shai)、耐(nai)(nai)水(shui)、耐(nai)(nai)有(you)(you)機溶劑(ji)的(de)性(xing)能。如含氟(fu)(fu)氯嘧啶型活(huo)性(xing)基的(de)F型活(huo)性(xing)染(ran)(ran)料(liao)取代K型、KN型絲印染(ran)(ran)料(liao),其(qi)反應(ying)性(xing)、固色(se)率和(he)牢(lao)度等(deng)均有(you)(you)顯著(zhu)提高。**染(ran)(ran)料(liao)中間體(ti)2,6-二氟(fu)(fu)-3-硝基吡啶還(huan)具有(you)(you)殺菌作(zuo)用(yong),可用(yong)作(zuo)口香糖添加劑(ji)。
在含氟染(ran)料(liao)方面,國內先后合成出(chu)了大紅色基(ji)VD、桔橙色基(ji)RD、含氟色淀澄、三(san)聚氟氰(qing)、熱敏(min)染(ran)料(liao)、FT2等(deng)品種。北京服(fu)裝學院有三(san)聚氟氰(qing)、熱敏(min)染(ran)料(liao)等(deng)技術(shu)的(de)提供。
(4)有機氟(fu)(fu)中間體(ti)有機氟(fu)(fu)中間體(ti)主要包括芳香(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)氟(fu)(fu)化物(wu)和(he)脂肪族(zu)氟(fu)(fu)化物(wu),其中又以芳香(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)氟(fu)(fu)化物(wu)為主。芳香(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)氟(fu)(fu)化物(wu)有:多氟(fu)(fu)苯(ben)類(lei)(lei);氯(lv)、溴、碘氟(fu)(fu)苯(ben)類(lei)(lei);氟(fu)(fu)硝(xiao)基苯(ben)類(lei)(lei);氟(fu)(fu)苯(ben)胺類(lei)(lei);氟(fu)(fu)苯(ben)酚(fen)類(lei)(lei);氟(fu)(fu)苯(ben)甲(jia)醛(quan)類(lei)(lei);氟(fu)(fu)苯(ben)丙酮類(lei)(lei);氟(fu)(fu)苯(ben)甲(jia)酸(suan)類(lei)(lei);苯(ben)甲(jia)酚(fen)氯(lv)類(lei)(lei);氟(fu)(fu)甲(jia)苯(ben)類(lei)(lei)和(he)其它(ta)氟(fu)(fu)苯(ben)類(lei)(lei);以及單三氟(fu)(fu)甲(jia)苯(ben)類(lei)(lei);雙三氟(fu)(fu)甲(jia)苯(ben)類(lei)(lei);氟(fu)(fu)吡(bi)啶類(lei)(lei);三氟(fu)(fu)甲(jia)基吡(bi)啶類(lei)(lei)等。
芳香族氟(fu)(fu)化物是合(he)(he)成(cheng)(cheng)醫藥(yao),農藥(yao)和(he)染(ran)料(liao)的(de)重要中(zhong)間體(ti),如:2,4-二氯氟(fu)(fu)苯用(yong)于(yu)(yu)抗(kang)感染(ran)喹酮(tong)類(lei)(lei)(lei)(lei)藥(yao)環丙沙星、氟(fu)(fu)氧沙星、氟(fu)(fu)哌酸(suan)(suan)等的(de)合(he)(he)成(cheng)(cheng);對氟(fu)(fu)苯酚用(yong)于(yu)(yu)消炎抗(kang)風濕類(lei)(lei)(lei)(lei)藥(yao)硫茚酸(suan)(suan)、醛糖還原酶制劑索(suo)比(bi)尼爾合(he)(he)成(cheng)(cheng);對氟(fu)(fu)苯甲酰氯用(yong)于(yu)(yu)心腦血管類(lei)(lei)(lei)(lei)藥(yao)有氟(fu)(fu)伐(fa)他汀(ting)鈉合(he)(he)成(cheng)(cheng);3-氯-4-氟(fu)(fu)苯胺用(yong)于(yu)(yu)氟(fu)(fu)喹酮(tong)類(lei)(lei)(lei)(lei)抗(kang)菌藥(yao)合(he)(he)成(cheng)(cheng);4-溴(xiu)-2-氟(fu)(fu)苯胺用(yong)于(yu)(yu)消炎藥(yao)布洛(luo)芬合(he)(he)成(cheng)(cheng);4-氯-4-氟(fu)(fu)苯甲酮(tong)用(yong)于(yu)(yu)醫用(yong)驅蟲劑氟(fu)(fu)苯咪(mi)唑合(he)(he)成(cheng)(cheng);另(ling)外,脂肪(fang)族氟(fu)(fu)化物氟(fu)(fu)溴(xiu)甲烷是頭(tou)(tou)孢(bao)類(lei)(lei)(lei)(lei)藥(yao)頭(tou)(tou)孢(bao)氟(fu)(fu)銨的(de)重要中(zhong)間體(ti)。
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