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有机氟化物的电化学合成

2021-02-12张子杭李思哲阚立言温俊卞江

大学化学 2021年12期

张子杭,李思哲,阚立言,温俊,卞江

北京大学化学与分子工程学院,北京 100871

自20世纪四五十年代以来,有机物的电化学氟化作为一种更为高效绿色的氟化手段得到了长足的发展。近年来,除了提高合成方法效率、降低环境影响等外,有机电化学氟化领域亦更加注重提高电解氟化反应的选择性。传统的电化学氟化反应,更多的是大规模、工业化的全氟化反应;而随着技术的进步,对于反应底物进行高化学选择性、高区域选择性甚至是高对映选择性的电解氟化则显得愈发重要。本文即以有机电化学氟化方法实例,展现近年来有机电化学氟化的进展,并探讨和展望有机电化学氟化这一领域未来可能的发展趋势。除此之外,本文还通过计算预测了三芳基胺衍生物的氧化还原电势,初步探索了一种可能的设计新的有机电子介体的方案。

1 概述

1.1 有机氟化学和有机电化学氟化领域的历史回顾[1]

由于氢氟酸的毒性以及由氢氟酸制备单质氟较为困难,有机氟化学的发展和含氟有机化合物的实际应用直到19世纪末才开始。真正的突破是H. Moissan于1886年首次合成了单质氟[2],而第一个结构确定的有机氟化物苯甲酰氟是由Alexander Borodin于1863年制备并报道的[3]。

20世纪30年代初将氟氯代烃(CFCs)用作制冷剂标志着有机氟化学工业应用的开始[4];为了发展核武器而始于1941年的曼哈顿计划则发展了用于同位素分离的高耐腐蚀性能材料及用于气体浓缩的润滑剂、冷却剂[5]。到20世纪50-60年代,由于更多民用产品如含氟农药、药物等的出现将有机氟化学研究推向前沿领域[4]。……

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