CHEMISTRY OF THE PERFLUORO AND POLYFLUORO ORGANIC COMPOUNDS——THE RELATIVE EASE OF FORMATION OF TWO PERFLUOROALKYL R ADICALS

The relative rates of formation of perfluoro iso-propyl radicals (i—C_3F_7,5(i)) and perfluoro n-propyl radicals (n—G_3F_7, 5(n)) are reported. The relative rate constants of β-scission and of bromine abstraction by perfluoro-(α-alkoxyethyl)radicals(RFOCFCF_3:R_F=i—C_3F_7, 3(i); R_F=C_3F_, 3(n)), designated as kr(i) and k,(n), were measured at 7 temperatures in the range of 50—80℃, thence the ratio of the relative rate constants of formation of perfluoro iso-propyl radicals (5(i) and perfluoro n-propyl radicals (5(n)), K_β(i):K_β(n), were obtained. These ratios range from 540—680 at 50℃ to 400—590 at 80℃, much larger than those of the corresponding hydrocarbon radicals. Finally, the differences of activation-free-energy differences between 3(i) and 3 (n), △G~≠(i—n), together with the corresponding enthalpy and entropy terms, △H~≠(i—n), △S~≠(i- n), were calculated. These kinetic parameters indicate that the much higher rate of formation of the perfluoro iso-propyl radicals is caused     

亚磺化脱卤研究 Ⅶ.全氟碘代烷与SO_3~-的反应

全氟碘代烷R_FI[R_F=CF_3(CF_2)_5(1a);H(CF_2)_4(1b);H(CF_2)8(1c);Cl(CF_2)_4(1d);Cl(CF_2)_6(1e);Cl(CF_2)_8(1f);NaO_3S(CF_2)2O(CF_)_2(1g);NaO_3S(CF_2)_2O(CF_2)_4(1h)]及α,ω-二碘化物I(CF_2)_n[n=4(1i);n=6(1j)]与Ce~(4+)-亚硫酸氢钠于70℃左右、pH3～4的溶液中反应,形成相应的全氟烷基亚磺酸盐,产率70～85％.全氟氯代烷和全氟溴代烷在同样条件下未能发生反应.     

全氟烷基芳基酮的合成

本文用8种取代苯基卤化物,在无水四氢呋喃中制成的格氏试剂与全氟羧酸(R_FCO_2H,R_F=CF_3和n-C_3F_7)按 3:1摩尔比反应,合成了9种全氟烷基芳基酮(1～9),其中6、7、8和9是新化合物。它们的结构用IR、UV、NMR(~1H,~(19)F)及MS加以表征。     

亚磺化脱卤研究 Ⅲ.全氟伯碘代烷及α,ω—全氟二伯碘代烷在连二亚硫酸钠作用下的亚磺化脱碘反应

应用相转移催化和加入共溶剂的技术,全氟碘代烷如Cl(CF_2)_2I(1a)、Cl(CF_2)_4I(1b),Cl(CF_2)_6I(1c),H(CF_2)_8I(1d),C_4F_9I(1e),C_6F_(13)I(1f),C_8F_(17)I(1g)及α,ω-全氟二碘代烷如(ICF_2CF_2)_2O(3a),I(CF_2)_6I(3b),I(CF_2)_8I(3c),I(CF_2)_(10)I(3d)等均可与连二亚硫酸钠水溶液在温和的条件下发生亚磺化脱碘反应,生成全氟亚磺酸盐Cl(CF_2)_2SO_2Na(2a),Cl(CF_2)_4SO_2Na(2b),Cl(CF_2)_6SO_2Na(2c),H(CF_2)_8SO_2Na(2d),C_4F_9SO_2Na(2e),C_6F_(13)SO_2Na(2f),C_8F_(17)SO_2Na(2g)及O(CF_2CF_2SO_2K)_2(5a),KO_2S(CF_2)_6SO_2K(5b),KO_2S(CF_2)_8SO_2K(5c),KO_2S(CF_2)_(10)SO_2K(5d)。全氟α,ω-二亚磺酸钠易潮解,均转化为相应的钾盐。这些亚磺酸盐均可用常规方法氯化成对应的磺酰氯,从而提供了由全氟碘代烷、二碘代烷制备全氟亚磺酸盐、二亚磺酸盐及全氟磺酸,二磺酸及衍生物的一种实用方法。     

合成芳基1-三氟甲基-2-氧杂-全氟戊基酮的新法

本文报道了合成芳基1-三氟甲基-2-氧杂-全氟戊基酮的一个简便方法,即在极性非质子溶剂中,用金属卤化物分解2-三氟甲基-3-氧杂-八氟己酸甲酯(1),由此所产生的R_F~-[R_F=n-C_3F_7OCF(CF_3)]与加入体系中的取代苯甲酰氯(YArCOCl)反应,即可得到目标产物R_FCOArY(2a～21).对反应机理亦作了简单的讨论.     

有机氟化学的新进展

本文综述氟有机化学的最新进展。论及:1.气溶胶直接氟化法,新的温和的氟化试剂——CH_3CO_2F,N-氟代二氢吡咯酮,R_F(?)(C_6H_5)CF_3SO_3(?)和喷雾干燥的KF。2.合成全氟烷基磺酸的新方法,如全氟烷基碘在金属活化下与SO_2在DMF中的反应,又如I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F与C_2F_4调聚和全氟卤代烷的亚磺化脱碘反应。3.惰性—CF_2—及—CF_3的新反应,如五氟一氯丙酮与KF的反应,多氯氟乙烷与硫酚钠的反应。4.具有生理活性的氟化物,如抗癌物fluorosesqisiloxane,杀虫剂29-fluorositosterol。     

全氟和多氟型有机化合物的化学特性——全氟叔丁基碘以及全氟烷基的诱导效应顺序

利用Krespan法合成全氟叔丁基碘(I),并证明它的结构.以溴代碘可进一步发展Krespan法,合成全氟叔丁基溴(II).碘化物(I)[或溴化物(II)]与二乙基胺或乙醇-氢氧化钾反应时,其第一步为亲核试剂直接对碘(或溴)原子进攻的类S_N2型反应,产物与由全氟异丁烯和有关试剂直接反应所得者相同.测定(CF_3)_3CI,(CF_3)_2CFI及CF_3CF_2CF_2I之紫外光谱溶剂位移值δ(H-B),所得之值为各全氟型烷基的吸电性诱导效应顺序(CF_3)_3C>(CF_3)_2CF>CF_3CF_2>CF_3初步提供论据.本文并讨论各种顺序的观点.     

α,ω-二碘全氟乙烷和丁烷的一些反应

近年来,以锌为催化剂用超声波进行氟烷基化反应已有不少报道,但反应物限于全氟烷基碘R_F I。对于I(CF_2)_2 I(Ⅰ)、I(CF_2)_4I(Ⅱ)这类α,ω-二碘全氟烷烃未见报道。作者用(Ⅰ)或(Ⅱ)在DMF或THF中,于室温下加入锌粉(锌粉经活化或未活化),立即有气体逸出,若施加超声波,气体更甚。加入碘苯亦无预期产物,这是符合β-断裂、碘极易脱离生成全氟烯烃之说的。     

亚磺化脱卤研究 Ⅸ.仲碘代全氟烷的合成及其反应研究

合成了仲碘代全氟烷衍生物CF_3CFI(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F(3),CF_3CFI(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_3Na(4),CF_3GFI(CF_2)_nCl(7an=2;7bn=4)及CF_3(GF_2)_2OCFICF_3(8),研究了它们与连二亚硫酸钠的反应,并用烯烃作为自由基截捕剂加入更应体系中,得到了1∶1仲碘代全氟烷与各类烯烃的加成物.     

酰基过氧化物的化学 Ⅳ.全氟酰基过氧化物与硝基烷烃阴离子间的单电子转移反应——一种合成醛、酮的新反应

标题反应于室温在F_(113)(CClF_2CCl_2F)溶液中瞬间完成,产物经分析确定,该反应由硝基烷烃阴离子(R~1R~2CNO_2)向全氟酰基过氧化物(R_FCO_2)_2的单电子转移的决速步骤,生成全氟羧酸盐,全氟酰氧基自由基之脱羧偶合产物R_F—R_F(1)及硝基烷烃自由基偶合产物DN(2);但主要的产物是自由基笼内结合所生成的中间体立即发生1,2-消除得到的醛或酮.本文提供了一个由硝基烷烃合成相应醛和酮的新反应。     

γ辐照聚全氟乙丙烯(F_(46))的电子自旋共振研究 Ⅰ.真空中俘获自由基的定量研究

建立了从ESR叠加谱分别测定γ辐照F_(46)产生的…CF_2-C(CF_3)-CF_2…,…CF_2-CF_2.及…CF_2-CF-CF_2…三种真空中俘获自由基含量的方法.研究了自由基浓度与辐照剂量的定量关系;计算了三种自由基的辐射化学产额(G值)分别为2.0,1.2和O.59;讨论了自由基G值与全氟型高聚物结构的关系、自由基浓度随剂量的饱和现象以及自由基在晶区和非晶区分布等问题.     

全氟和多氟烷基磺酸的研究 Ⅸ.5-卤-3-氧杂-全氟戊磺酰氟的化学转化

5-卤-3-氧杂-全氟戊磺酰氟(1)依次用苛性钾、浓硫酸和五氧化二磷处理可顺利地得到相应的磺酸和磺酸酐.在吡啶存在下,[I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2]_2O(3)与醇反应得磺酸酯(6).1在发烟硫酸作用下,可转化成酰氟9.随着反应温度的不同,9水解为酸10和/或二元酸11.氟羰基全氟甲磺酰氟的水解也有类似现象.醇与9的酰氟基反应得羧酸酯,而不与磺酰氟基反应.但可进一步转化为磺酸酯.由9与F~-生成的全氟烷氧基阴离子-O(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2F与活泼的卤代烷作用得醚.还研究了5-卤-3-氧杂-全氟戊磺酰氟与三氯化铝的作用,在无水三氯化铝存在下对9进行了芳烃的Friedel-Crafts酰基化,以四氯化碳为溶剂并改变加料顺序,可提高酮的产率.     

π-二芳烃铬(0)催化全氟烯烃和全氟炔烃的齐聚和聚合

π-二芳烃铬(0)能催化齐聚全氟丙烯,得到两种两聚体(ⅡA和ⅡB),两种三聚体(ⅢA和ⅢB)和两种脱氟三聚体(ⅣA和ⅣB)。后者系由ⅢB先氢化,而后脱除HF而形成的。脱除下来的氟化氢加成到全氟丙烯上形成2-氢代七氟丙烷。同位素标记证明了氢化ⅢB的氢来自催化剂的配位体,可能经过π-σ重排。本文提出了可能的机理。π-二苯铬(0)能催化聚合全氟丁炔-2,得到白色粉末状的聚全氟丁炔-2;能催化共聚全氟丙烯和全氟丁炔-2,得到固体和蜡状的共聚物。用分子内Wittig反应成功地合成了R_fC≡C-CN(R_f=CF_3,C_2F_5,C_3F_7),继而用π-二苯铬(0)催化聚合C_2F_5C≡C-CN,得到了黑色的粉末状产物。     

γ-辐照聚全氟乙丙烯的电子自旋共振研究 Ⅱ.真空中俘获自由基的自氧化过程

电子自旋共振(ESR)研究表明: (1)在真空中γ-辐照F_(46)产生的俘获自由基暴露于空气后逐渐转化成过氧化自由基,其常温ESR谱为单峰,g=2.0148±0.0009,ΔH_(PP)=18.9±1.5G. (2)F_(46)真空中俘获自由基的自氧化反应是一个既受氧的扩散速度控制,又与自由基浓度有关的双因素控制的过程,而与自氧化反应的速度常数无关. (3)氧在γ-辐照F_(46)中的扩散系数与自由基浓度有关,而与自由基种类无关.在自氧化过程中位于晶区的仲碳自由基…CF_2-CF-CF_2…从晶区内部快速“转移”到晶区表面与氧反应. (4)以ESR方法用单纯扩散动力学公式测定的氧在全氟型高聚物中的扩散系数,一般是以自由基浓度为函数的表观扩散系数,仅当自由基浓度足够低时(对于本文所采用的悬浮法F_(46)薄膜样品而言,n≤2×10~(17)spins/g)才能求得接近未辐照样品时的真实扩散系数. (5)用本法求得氧在悬浮法F_(46)薄膜中的扩散系数D=1.6×10~(-7)cm~2/sec(20℃).     

亚磺化脱卤研究 Ⅵ.带极性取代基的伯碘代全氟烷的亚磺化脱碘

本文研究了取代基对亚磺化脱碘反应的影响.带极性取代基的碘代全氟烷I(CF_2)_nO(CF_2)_2-SO_3Na(1a～1c,n=2,4,6)、I(CF_2)_nOCF_2CO_2Na(2a～2b,n=2,4)、I(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2K(3)及I(CF_2)_4OCF_2CONH_2(4)于水溶液中在温和的条件下可与连二亚硫酸钠进行亚磺化脱碘反应,生成相应取代的全氟烷基亚磺酸盐NaO_2S(CF_2)_nO(CF_2)_2SO_3Na(5a～5c,n=2,4,6)、NaO_2S(CF_2)_n-OCF_2CO_2Na(6a～6b,n=2,4)、NaO_28(CF_2)_2O(CF_2)_2SO_2K(7)及NaO_2S(CF_2)_4OCF_2CONH_2(8).这些亚磺酸盐均可按常规方法转化成相应取代的磺酰氯,从而提供了合成带这些取代基的全氟烷基亚磺酸盐及磺酸等衍生物的方便途径.     

全氟和多氟烷基磺酸的研究 Ⅹ.在亲核取代反应中全氟烷基3-氧杂全氟烷烃磺酸酯的唯一的硫-氧键断裂

以3-氧杂多氟烷烃磺酰氟XCF_2OCF_2CF_2SO_2F为原料,合成了全氟烷基3-氧杂全氟戊烷磺酸酯XCF_2OCF_2CF_2SO_3CF_2CF_2OCF_2X(1)[X=ICF_2(1a),X=ClCF_2(1b),X=HCF_2(1c),X=Cl_2CF(1d)].1极易和多种亲核试剂反应,其中催化量的卤离子和硫氰根离子即能将1分解成相应的磺酰氟和酰氟.所有的亲核试剂和1作用时均进攻硫原子而只得到硫-氧键断裂的产物.可能的解释是由于烷醇基α碳原子上两个氟原子的屏蔽作用,使亲核试剂难于进攻碳,只能进攻硫,从而导致唯一的硫-氧键断裂.     

α,α,ω-三氢全氟醇类的化学

四氟乙烯与甲醇在游离基引发剂的作用下发生調节聚合反应,生成一系列的低級調聚产物,即含有奇数碳原子的α,α,ω三氫全氟醇类: nC_2F_4+CH_3OH→H(CF_2—CF_2)_nCH_2OH(n=1—12)这些产物具有多氟化合物特有的稳定性和不燃性,又含有活泼的伯醇基,所以是氟有机化学中的一类重要合成中間体,又是制备某些特殊材料如高溫潤滑剂、介     

一些长链全氟烷基化合物的19-FNMR化学位移

长链全氟烷基化合物的~(19)F NMR化学位移已有很多报道,然而,文献报道的大多是CF_3-(CF_2)_n-X化合物,对于X-(CF_2)_n-Y化合物报道相对较少。长链全氟烷基化合物的~(19)F NMR谱的归属是较困难的,特别是对于X-(CF_2)_n-Y的化合物的谱,由于两端取代基的效应,图谱归属更困难。本文报道一些未报道过的长链全氟烷基化合物的~(19)F NMR化学位移的数据,并讨论它们的归属。     

亚磺化脱卤研究 VII. 全氟碘代烷与SO~3^-的反应

全氟碘代烷R~FI[R~F=CF~3(CF~2)~5(1a);H(CF~2)~4(1b);H(CF~2)~8(1c);Cl(CF~2)~6(1d);Cl(CF~2)~8(1e)Cl(CF~2)~8(1f);;NaO~3S(CF~2)~20(CF~2)~2(1g);NaO~3S(CF~2)~2O(CF~2)~4(1h)]及α,ω-二碘化物I(CF~2)~nI[n=4(1i);n=6(1j)]与Ce^4^+-亚硫酸氢钠于70℃左右、pH3～4的溶液中反应,形成相应的全氟烷基亚磺酸盐,产率70～85%。全氟氯代烷和全氟溴代烷在同样条件下未能发生反应。     

碳氟型及碳氫型乳化剂对苯乙烯及α,β,β-三氟苯乙烯乳液聚合速度的影响

用膨胀计法研究了在不同乳化剂存在下,苯乙烯及α,β,β-三氟苯乙烯的乳液聚合速 度,所用的乳化剂是:碳氟链型乳化剂H(CF_2)_nCOOK,n=6,8,10,和CF_2Cl(CFClCF_2)_3COOK及碳氢链型乳化剂H(CH_2)_nCOOK,n=8,11。在所有情况下,α,β,β-三氟苯乙烯的聚合速度都低于苯乙烯。用碳氢链羧酸盐作乳化剂时,苯乙烯与α,β,β-三氟苯乙烯的聚合速度大于用碳氟链羧酸盐作乳化剂时的聚合速度,在ω-氢全氟羧酸钾系列中,H(CF_2)_nCOOK,n=6,8,10,用n=8的羧酸钾作乳化剂时单体的聚合速度最大。