中國(guó)粉體網(wǎng)訊 氟元素就像磚瓦，用它可以搭成各式各樣的房子。對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)，這個(gè)成天打交道的小元素不僅寄托著他們的個(gè)人理想，還承載著心中的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。
氟化學(xué)界的變化和元素周期表老九——氟一樣活躍。
“在所有元素中，氟元素的原子半徑很小，電負(fù)性卻最大。氟原子與碳原子形成的化學(xué)鍵很強(qiáng)，這個(gè)特點(diǎn)讓含氟有機(jī)化合物和材料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能作為各類(lèi)高性能功能材料。同時(shí)很多有機(jī)含氟化合物具有優(yōu)良的生物活性，目前國(guó)際上25%左右的醫(yī)藥和40%左右的農(nóng)藥都含有氟原子�！敝锌圃河袡C(jī)氟化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任胡金波告訴記者。
有機(jī)氟碩果迭出
從1886年單質(zhì)氟被分離出來(lái)開(kāi)始，有機(jī)氟化學(xué)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、航空航天材料等各個(gè)領(lǐng)域。
有機(jī)合成的化學(xué)家不斷在拓寬氟化反應(yīng)的范圍。在超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，中科院有機(jī)氟化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家們利用他們的“工具箱策略”創(chuàng)造了許多成果。
近日，實(shí)驗(yàn)室沈其龍課題組在一項(xiàng)研究中，研制出一個(gè)簡(jiǎn)單易得、高反應(yīng)活性的親電三氟甲硫基化試劑。令人驚奇的是，該試劑原料居然是糖精。整個(gè)過(guò)程只需兩步反應(yīng)即可高效制備該三氟甲硫基化試劑。
眾所周知，氟背負(fù)著難處理的“惡名”�？墒峭ㄟ^(guò)該方法制得的試劑對(duì)空氣和水穩(wěn)定。在溫和條件下，該試劑與一系列的親核試劑如醇、硫醇、脂肪胺、芳胺、炔烴、β-酮酸酯、醛和酮以及富電子芳烴反應(yīng)，高產(chǎn)率地得到三氟甲硫基化的產(chǎn)物。
沈其龍向記者解釋說(shuō)，三氟甲硫基是有機(jī)化學(xué)中疏水親酯性最強(qiáng)的官能團(tuán)之一，藥物分子引入三氟甲硫基后通常能增強(qiáng)藥物分子的脂溶性，增加其穿透細(xì)胞膜的能力，直接增進(jìn)化合物的跨膜吸收，同時(shí)三氟甲硫基的強(qiáng)吸電子能力能夠增強(qiáng)藥物分子的代謝穩(wěn)定性。因此含三氟甲硫基的化合物已在醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
“氟元素就像磚瓦，用它可以搭成各式各樣的房子�！睂�(shí)驗(yàn)室研究員呂龍說(shuō)。事實(shí)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的研究人員來(lái)說(shuō)，這個(gè)成天打交道的小元素不僅寄托著他們的個(gè)人理想，還承載著心中的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。
氟產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)
我國(guó)是氟資源大國(guó)，氟礦（螢石）儲(chǔ)量較為豐富。加強(qiáng)氟化學(xué)和氟材料研究，把氟資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為氟技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
“我們想做好兩方面的事情，也就是‘兩個(gè)面向’，一方面我們面向國(guó)家需求，通過(guò)研究出新的氟科學(xué)與技術(shù)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全提供科技支撐；另一方面我們面向國(guó)際科學(xué)前沿，通過(guò)創(chuàng)造性的基礎(chǔ)研究工作，推動(dòng)國(guó)際氟化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，并使我國(guó)在國(guó)際氟化學(xué)領(lǐng)域中占有重要一席之地�！边@是胡金波和他的同事們的共同期待。
目前，我國(guó)氟產(chǎn)品主要為附加值較低的低端產(chǎn)品，一些高端氟產(chǎn)品還需從國(guó)外進(jìn)口，我國(guó)氟產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨著很大挑戰(zhàn)。
上海有機(jī)所所長(zhǎng)丁奎嶺認(rèn)為，研究成果對(duì)產(chǎn)業(yè)和科技顯現(xiàn)出突出貢獻(xiàn)還需要時(shí)間�！霸谶@種情況下，我們有義務(wù)擔(dān)負(fù)起重?fù)?dān)，充分了解產(chǎn)業(yè)面臨的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，把握好氟化學(xué)研發(fā)的發(fā)展重點(diǎn)和組織方式。”胡金波說(shuō)。
近年來(lái)，我國(guó)有機(jī)氟化學(xué)發(fā)展已進(jìn)入新一輪高潮。上海有機(jī)所一批年輕科學(xué)家嶄露頭角，他們圍繞有機(jī)氟化學(xué)應(yīng)用展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)具有全新結(jié)構(gòu)和高效除草活性的2－嘧啶氧基－N－芳基芐胺類(lèi)衍生物，這是我國(guó)唯一的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物，目前已經(jīng)獲得了中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)的發(fā)明專(zhuān)利十余項(xiàng)。
《化學(xué)與工程新聞》曾以封面報(bào)道形式列出世界各國(guó)化學(xué)家開(kāi)發(fā)并受全球醫(yī)藥農(nóng)藥界關(guān)注的9個(gè)金屬參與的氟化學(xué)反應(yīng)，上海氟化學(xué)兵團(tuán)以其獨(dú)樹(shù)一幟的研究成果，占據(jù)其中三分之一的領(lǐng)地。
據(jù)悉，沈其龍課題組基于三氟甲硫基化試劑的研究成果，申請(qǐng)了4項(xiàng)中國(guó)專(zhuān)利，并與百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司合作實(shí)現(xiàn)了商品化，同時(shí)與國(guó)外兩個(gè)公司的合作也在洽談中。
氟化學(xué)界的變化和元素周期表老九——氟一樣活躍。
“在所有元素中，氟元素的原子半徑很小，電負(fù)性卻最大。氟原子與碳原子形成的化學(xué)鍵很強(qiáng)，這個(gè)特點(diǎn)讓含氟有機(jī)化合物和材料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能作為各類(lèi)高性能功能材料。同時(shí)很多有機(jī)含氟化合物具有優(yōu)良的生物活性，目前國(guó)際上25%左右的醫(yī)藥和40%左右的農(nóng)藥都含有氟原子�！敝锌圃河袡C(jī)氟化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任胡金波告訴記者。
有機(jī)氟碩果迭出
從1886年單質(zhì)氟被分離出來(lái)開(kāi)始，有機(jī)氟化學(xué)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、航空航天材料等各個(gè)領(lǐng)域。
有機(jī)合成的化學(xué)家不斷在拓寬氟化反應(yīng)的范圍。在超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，中科院有機(jī)氟化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家們利用他們的“工具箱策略”創(chuàng)造了許多成果。
近日，實(shí)驗(yàn)室沈其龍課題組在一項(xiàng)研究中，研制出一個(gè)簡(jiǎn)單易得、高反應(yīng)活性的親電三氟甲硫基化試劑。令人驚奇的是，該試劑原料居然是糖精。整個(gè)過(guò)程只需兩步反應(yīng)即可高效制備該三氟甲硫基化試劑。
眾所周知，氟背負(fù)著難處理的“惡名”�？墒峭ㄟ^(guò)該方法制得的試劑對(duì)空氣和水穩(wěn)定。在溫和條件下，該試劑與一系列的親核試劑如醇、硫醇、脂肪胺、芳胺、炔烴、β-酮酸酯、醛和酮以及富電子芳烴反應(yīng)，高產(chǎn)率地得到三氟甲硫基化的產(chǎn)物。
沈其龍向記者解釋說(shuō)，三氟甲硫基是有機(jī)化學(xué)中疏水親酯性最強(qiáng)的官能團(tuán)之一，藥物分子引入三氟甲硫基后通常能增強(qiáng)藥物分子的脂溶性，增加其穿透細(xì)胞膜的能力，直接增進(jìn)化合物的跨膜吸收，同時(shí)三氟甲硫基的強(qiáng)吸電子能力能夠增強(qiáng)藥物分子的代謝穩(wěn)定性。因此含三氟甲硫基的化合物已在醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
“氟元素就像磚瓦，用它可以搭成各式各樣的房子�！睂�(shí)驗(yàn)室研究員呂龍說(shuō)。事實(shí)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的研究人員來(lái)說(shuō)，這個(gè)成天打交道的小元素不僅寄托著他們的個(gè)人理想，還承載著心中的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。
氟產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)
我國(guó)是氟資源大國(guó)，氟礦（螢石）儲(chǔ)量較為豐富。加強(qiáng)氟化學(xué)和氟材料研究，把氟資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為氟技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
“我們想做好兩方面的事情，也就是‘兩個(gè)面向’，一方面我們面向國(guó)家需求，通過(guò)研究出新的氟科學(xué)與技術(shù)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全提供科技支撐；另一方面我們面向國(guó)際科學(xué)前沿，通過(guò)創(chuàng)造性的基礎(chǔ)研究工作，推動(dòng)國(guó)際氟化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，并使我國(guó)在國(guó)際氟化學(xué)領(lǐng)域中占有重要一席之地�！边@是胡金波和他的同事們的共同期待。
目前，我國(guó)氟產(chǎn)品主要為附加值較低的低端產(chǎn)品，一些高端氟產(chǎn)品還需從國(guó)外進(jìn)口，我國(guó)氟產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨著很大挑戰(zhàn)。
上海有機(jī)所所長(zhǎng)丁奎嶺認(rèn)為，研究成果對(duì)產(chǎn)業(yè)和科技顯現(xiàn)出突出貢獻(xiàn)還需要時(shí)間�！霸谶@種情況下，我們有義務(wù)擔(dān)負(fù)起重?fù)?dān)，充分了解產(chǎn)業(yè)面臨的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，把握好氟化學(xué)研發(fā)的發(fā)展重點(diǎn)和組織方式。”胡金波說(shuō)。
近年來(lái)，我國(guó)有機(jī)氟化學(xué)發(fā)展已進(jìn)入新一輪高潮。上海有機(jī)所一批年輕科學(xué)家嶄露頭角，他們圍繞有機(jī)氟化學(xué)應(yīng)用展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)具有全新結(jié)構(gòu)和高效除草活性的2－嘧啶氧基－N－芳基芐胺類(lèi)衍生物，這是我國(guó)唯一的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)藥先導(dǎo)化合物，目前已經(jīng)獲得了中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)的發(fā)明專(zhuān)利十余項(xiàng)。
《化學(xué)與工程新聞》曾以封面報(bào)道形式列出世界各國(guó)化學(xué)家開(kāi)發(fā)并受全球醫(yī)藥農(nóng)藥界關(guān)注的9個(gè)金屬參與的氟化學(xué)反應(yīng)，上海氟化學(xué)兵團(tuán)以其獨(dú)樹(shù)一幟的研究成果，占據(jù)其中三分之一的領(lǐng)地。
據(jù)悉，沈其龍課題組基于三氟甲硫基化試劑的研究成果，申請(qǐng)了4項(xiàng)中國(guó)專(zhuān)利，并與百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司合作實(shí)現(xiàn)了商品化，同時(shí)與國(guó)外兩個(gè)公司的合作也在洽談中。
