含氟化合物因为具有独特的物化性质,被广泛应用于医药、染料、高分子材料、农药的研究。随着氟化学的快速发展,越来越多的创新医药、创新农药出现在人们的生产生活中,给人们带来便利的同时,也促进了社会的发展,彰显了氟化学研究和发展的巨大潜力。
有机氟化学的发展开始于元素氟的制备,1886年H.Moissan第一次合成元素氟;20世纪30 年代初氯氟烷烃作为制冷剂的发明标准着氟化学工业应用的开始,1945年美俄交恶,由于氟化学的特殊性能,许多国家将大量的人力物力用于军事防务中,这就使得有机氟化学的研究得到了持久的动力。之后人们发现氟化学在医药,农药,染料上有非常好的效果,越来越多的专家学者投入到这个领域,将氟化学研究推向了前沿领域。不过氟化学的发展并不是一帆风顺,之前南极臭氧层空洞事件,研究表明是因为空调排气释放的气体中含有大量的氟利昂,破坏了臭氧层。因此人类在生产生活中一定要对环境负责。这也是各国发展绿色化学的本因。[4]
1.3 有机氟化学的应用
1.3.1 在医药方面的应用
有机氟化学在医药方面的应用,对付化学的发展起到了非常重大的作用,由于氟本身的特殊性能,能够研究出许多特效药,治疗不同的疾病,目前含氟医药大约有一百多种。部分重要产品有: 抗心率失常药氟卡尼;抗真菌药氟康唑、氟胞嘧啶;镇静剂氟哌利多;消炎药二氟拉松;催眠药氟马西尼;抗癌药磷酸氟达拉宾;减肥药氟拉明;催眠药氟马西尼。[5]
1.3.2 在农药方面的应用
我国对含氟有机农药研究较早,主要应用于除草剂的研究,因为我国是农业大国。目前已经研究了多种含氟除草剂,比较出名的是氟乐灵。含氟农药由于有机分子中的氟原子和三氟甲基等具有很强的亲酯性,因此在农药分子中引入氟原子可以显著降低其用量,由于我国的农药市场巨大,且农药的生产量不足,导致我国需要进口大量的农药,所以我国农药研究生产还需要进行改善。[6]
1.3.3在染料方面的应用
含氟活性染料虽然发现时间只有十几年,但是由于其染色性能更加优越,适用范围更加广泛,且其染料颜色种类更加多样,所以目前市场上的活性染料很多,不过活性染料也有其不足,主要是在利用率上和生产过程中存在着污染以及费水等问题,目前国内外学者的研究方向基本都是在提高活性染料利用率上。[7]
1.3.4 在有机氟中间体方面的应用
有机氟中间体分为两大类,分别为脂肪族氟化物和芳香族氟化物,由于其具有独特的物理化学性能,和普通的医药农药相比,这些含氟的新型农药医药选择性更高,药效效果更好,使得这些含氟有机中间体的研究一直非常火热,目前市面上广泛应用的有: 抗感染喹酮类药可以用在2,4-二氯氟苯合成;心脑血管类药可以用在对氟苯甲酰氯合成;消炎药布洛芬可以用在4-溴-2-氟苯胺合成等。[9]
1.4 DAST机理与应用
1.4.1 DAST的机理
在1970年引入二乙基氨基三氟化硫(DAST)之前用氟化物取代羟基之前,四氟化硫是最常用于完成这种转化的试剂。然而,四氟化硫仅与大多数酸性羟基反应(其底物范围有限),难以处理,有毒,并且在水解时能够产生氟化氢。因此,氨基硫烷试剂如二乙基氨基三氟化硫已经在很大程度上取代了SF4作为用氟化物取代羟基的选择试剂。