我国在有机氟化学研究中的重要进展

Progress in the Research of Reaction and Application of Organofluorine Chemistry in China

从本世纪三十年代初期氟里昂问世以来,有机氟化学一直表现出蓬勃发展的趋势。由于氟原子的导入导致有机及无机化合物有独特的物理、化学性能及生理活性。因而许多尖端技术(原子能工业、火箭、宇航等),一些重大的工业项目及药物都采用了含氟的化合物。如用全氟型离子膜为电槽隔膜不仅能使能耗大幅度下降,消灭了过去用汞法产生纯碱而引起的“水俣”病,而且所产生的碱法无论在浓度还是在纯度上都是其它方法无法竞争的,这一新技术引起氯碱工业一次革命性的发展。

我国的氟化学研究在国际上有相当的影响,其中以中国科学院上海有机化学研究所的研究工作最为突出。在基础理论研究方面,每年有50篇以上的氟化学研究论文在国内外核心期刊上发表,如“亚磺化脱卤反应”、“氟化学中单电子转移反应的研究”分别获得国家自然科学二等奖,在应用研究方面如国际上用的含氟油、氯碱工业所需的全氟离子交换膜、氟碳代血液、氟里昂代用品及含氟农药等方面都作出了贡献,其中“抑铬雾剂F53的研制”及“高比重氟溴油研制及应用”等分别获得国家发明三等奖,并已取得了明显的经济效益。近年来含氟生物活性物质的研究和应用更为深入,新的含氟材料不断出现,氟化技术不断革新和发展。为了保持我国有机氟化学在国际上的优势地位,并为我国有机氟工业的发展提供坚实的理论基础,国家自然科学基金给予了持续的资助。“九五”期间在公平竞争的条件下,他们又承担了“有机氟化学及其应用研究”重点项目,由黄维垣院士为项目负责人。四年来,该项目圆满完成了原订计划,研究工作取得了突出成果。

下面从两方面介绍他们取得的的研究进展:

  1. 对有机氟化合物的特殊性质、特殊反应的认识更为深入

  1. 在全氟烷化反应中,合成了高度化学惰性的全氟烷基氯化物,找到了实现化学反应的条件。甚至对一些不含氟的化合物也能够发生反应。

  2. 在三氟甲基碘乙烷的反应中,证实反应是按SRN1机理进行的,提出了一个确切的反应机理,澄清了文献中各种争议。

  3. 在全氟烷基磺酰叠氮化合物和烷烃、烯烃、含硫、含磷化合物反应研究中,发现了含全氟烷基氮烷基氮杂环的重排反应和缩环反应,为合成了一系列新型的全氟烷基取代化合物提供了新的方法和路径。

  1. 在有机氟化合物反应的应用方面

  1. 利用合成砌块法在有机分子中引入三氟甲基,从而得到三氟甲基取代的甾体、维甲酸等的含氟类似物。这些目标分子可望筛选出具有潜在的生物活性或其他的功能的化合物。

  2. 利用合成砌块法,合成了一系列全氟烷基杂环化合物,为研制它们的生物活性提供了物质基础。

  3. 合成的含全氟烷基单体并进行了它们的聚合反应。得到了热稳定性较高,热压或膜温度较低,表面憎水性能更好的含全氟烷基的高聚物。

在该项目的执行期间,共发表论文108篇,出版专著1部,申请专利12项,公开5项,培养7名博士生和13名硕士生。曾28次参加国际学术会议(其中大会报告和特邀报告4次),12次国内学术会议进行交流,并已争取到举办200317届国际氟化学会议在上海召开的主办权。由于成果突出,经专家评审与论证该领域研究工作已列入“十五”重点项目给予资助,由陈庆云院士担任项目负责人。

 

(国家自然科学基金委员会化学部:杜灿屏 唐晋)