文 献 综 述

1.1关于元素氟和氟化学

1886年法国无机学家Henri Miossan首次分离得到元素氟，氟化学随之孕育而生，然而在很长一段时间内氟化学发展相当缓慢，在过去80年里，氟化学在很多不同的科技领域发挥了重要的作用，起先是20世纪30年代氟利昂作为制冷剂，随后的含氟聚合物，含氟医药和含氟材料科学，如今，氟化学已经成为不可或缺的学科之一。由于含氟化合物结构和性质上的独特性，以及它合成上的困难，氟化学也成为极有商业价值的领域。

在诺贝尔讲台上，曾经出现过多位氟化学家，并且坚信以后会有更多的氟科学家获得这一殊荣，因为在21世纪很多重要的科技领域氟化学继续起着关键性作用，氟化学的未来一片光明

尽管碳氟键键能很强，尽管氟元素是地表常见元素，但是自然界很难将氟原子引入生物分子中，可能是因为氟离子在水中的高度溶剂化作用,低的氟离子浓度及氟正离子的不稳定性。因此，与氟元素在药物中的广泛应用形成鲜明对比的是天然有机产物中氟元素的缺乏。迄今为止，人们发现的含氟天然产物屈指可数，所以，数年前O#8217;Hagan分离得到首个氟酶时得到了广泛的关注。

1.2含氟化合物的意义

从20世纪30年代以来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产生了独特的物理、化学性质及生理活性，因而在许多尖端技术（原子能工业、火箭、宇航等）及一些重大的工业项目（氯碱工业、燃料电池项目）和医药、农药中都对含氟化合物进行广泛而深入的研究和应用。可以说，有机氟化学的发展是因为各种不同的需求所推动而不断发展的。特别是近年来，含氟精细化工产业方兴未艾。

氟是一个很特殊的元素，许多有机氟化合物有着特别的优势甚至是奇怪的性质。数目众多的含氟聚合物，液晶材料和许多高性能材料由于结构含氟的影响而产生了独特的性质。有机氟化物的物理性质主要由两个因素所控制：1) 高的电负性和较小的原子半径，氟原子的2s和2p轨道与碳原子相应的轨道特别匹配 2)上述原因可导致氟原子特别低的极化性。而C－F键的极化性质所产生的静电相互作用对于具有生理活性的含氟化合物的键合和对含氟液晶中间相起着相当大的作用。而全氟分子亚结构的低可极化性的结果也得到了许多商业上的应用，如氟氯烷烃制冷剂、化学灭火剂、润滑剂、含氟表面活性剂和具有低摩擦和不黏性的含氟聚合物。

氟是地壳中含量较多的一种元素，大概为0.027%，存在量的排序数为12，然而它却很少存在于生物活性物中。在1896 年Swarts 合成了一氟乙酸乙酯从而标志着有机氟化学的开始^[4]。从1957年开始，开始了含氟药物的研究，从那个时候开始，已经有150多种含氟药物面世了，现在上市的的药物中已经有20%的都含氟，而在农药中的比重更大，达到了30%。

由于氟原子和氢原子的原子半径相近，大小相似，所以当分子中氢原子被氟原子取代后，并不会引起分子立体构型的显著变化。但是，由于氟原子有很大的电负性，当氟原子取代氢原子后，往往会使原来分子的电子性质发生很大的改变。从分子学的水平来看，这样的改变通常会引起分子亲脂性的变化，和目标结构静电作用的变化及一些代谢途径的抑制作用。从生理学水平看，含氟药物和一般无氟药物的相比，具有更好的生物穿透性，有更好的与目标器官的作用的选择性，通常会使使用剂量大大降低。从一个基于机理的作用模型（自杀性抑制）可以看出，一些含氟药物是通过和目标蛋白质中的氨基酸的直接化学作用而产生疗效的。