全氟和多氟烷基磺酸的研究 ⅩⅦ.全氟烷磺酸二氟甲酯及其反应

和R_FSO_3CH_2R(1)及R_FSO_3CF_2R′_F(2)不同,R_FSO_3CF_2H(3)(RF=CF_3,3a;ICF_2CF_2OCF_2CF_2,3b;Cl_2CFCF_2OCF_2CF_2,3c;ClCF_2CF_2OCF_2CF_2,3d)和亲核试剂的反应较为复杂。除X-(X=F,Cl,I)及C_2H_5OH与3反应时只发生C—O键断裂外,其它试剂如RCO_2~-,C_6H_5S~-等既可进攻硫原子又可进攻碳原子,但以前者为主,碱性较强的试剂如RO~-还可夺取二氟甲基的氢原子而产生二氟卡宾,在3中由于甲基碳上存在两个氟原子,确实有着一定的屏蔽作用,因此阻碍了某些试剂对它的亲核进攻,但由于这个碳上还连有一个氢原子,所以这种屏蔽作用并不完全。     

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。     

可见光诱导对位苯酚/苯胺邻位多氟烷基化

发展了一种简便、清洁的可见光催化的苯酚/苯胺邻位多氟烷基化反应路线.以较廉价的多氟烷基碘或溴为自由基源,Ru(bpy)_3Cl_2为催化剂,在LED蓝光灯照射下,多种对位取代的苯酚/苯胺高效选择性地发生邻位多氟烷基化反应,以80%~92%的产率合成了一系列多氟烷基化的芳香化合物.此反应在无需保护基团的情况下,可快速在游离苯酚/苯胺类化合物骨架上引入CF_3,C_3F_7,C_4F_9,C_6F_(13),C_8F_(17)I和CF_2CO_2Et等一系列多氟烷基基团.此反应条件温和(室温)、催化体系绿色,为具有潜在药用价值和生理活性的含氟苯酚/苯胺类芳香族化合物的合成提供了一条高效、快捷的新途径.     

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。     

CF3I在强红外场下的多光子解离

本文用TEA CO_2激光9.6R(14)支作激发光源, 富里叶变换红外光谱仪作分析手段, NO, O_2作CF_3自由基的捕捉剂, 研究了CF_3I红外多光子解离的动力学。实验发现, O_2和NO均可用来捕捉CF_3I的红外光解产物CF_3自由基。从对CF_3I的红外多光子解离率与外加气体压力的变化关系的研究, 以及CF_3I红外多光子吸收的测量, 揭示出该分子在受红外激光激发时, 具有小分子的特性。同时也观察到外加气体对早期瓶颈效应的消除。在无碰撞及早期瓶颈效应可忽略状态下, 用能量间隔主方程对多光子解离率与激光能量密度的变化关系作了拟合, 得出了与实验比较一致的结果。     

CF_3I在强红外场下的多光子解离

本文用TEA CO_2激光9.6R(14)支作激发光源,富里叶变换红外光谱仪作分析手段,NO,O_2作CF_3自由基的捕捉剂,研究了CF_3I红外多光子解离的动力学。实验发现,O_2和NO均可用来捕捉CF_3I的红外光解产物CF_3自由基。从对CF_3I的红外多光子解离率与外加气体压力的变化关系的研究,以及CF_3I红外多光子吸收的测量,揭示出该分子在受红外激光激发时,具有小分子的特性。同时也观察到外加气体对早期瓶颈效应的消除。在无碰撞及早期瓶颈效应可忽略状态下,用能量间隔主方程对多光子解离率与激光能量密度的变化关系作了拟合,得出了与实验比较一致的结果。     

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.     

O(3^P)+C~2F~4反应的动力学过程

对O(~3P+C_2F_4反应动力学的详细研究始于1976年.交叉分子束实验和流动余辉实验相继测得该反应的分支比,角分布和速度分布及内态分布.Bogan用相空间理论对该反应进行了近似计算.本文则由前文的结果,通过机制分析得到CF_2(~3B_1)的初生弯曲振动态相对布居和C_2F_4对CF_2(~3B_1)的弯曲振动弛豫常数,并对该结果进行了分析和讨论. 初生内能态分布和振动弛豫常数的计算前文结果如表1所示.其中C_2F_4的分气压由测得的总气压随C_2F_4流量的变化而推得,表中同时给出了态分布的拟合值. 产生观察到的内能态布居的过程可概括如下:     

全氟和多氟烷基磺酸的研究 ⅩⅧ.由二氟甲磺酰氟的衍生物产生二氟卡宾的研究

前文报道HCF_2SO_2F(1)与某些亲核试剂反应时会产生:CF_2,HCF_2SO_3H和P_2O_5,POCl_3等作用时也会形成:CF_2.本文报道二氟甲磺酸和磺酰胺在不同条件下产生:CF_2的结果. 我们在研究CH_3O_2CCF_2SO_3R(R=C_6H_5,HCF_2CF_2CH_2)的脱甲氧羰基反应时发现在质子溶剂(如ROH)中进行时得到HCF_2SO_3R.若用LiCl在HMPA/THF中与它反应,并加     

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.     

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.     

全氟和多氟烷基磺酸的研究——ⅩⅣ.由二氟甲基磺酰氟和亲核试剂生成二氟卡宾

亲核试剂和HCF_2SO_2F反应时,一般均进攻硫原子,而碱性较强的试剂如RO-(R=C_2H_5,R_FCH_2,C_6H_5,C_6H_5CH_2等),还可夺取其α-氢,此时并不生成CF_2—SO_2,而是在同时消除SO_2和F-后,产生二氟卡宾,再与ROH反应得到相应的醚ROCF_2H。     

气液色谱法研究一些五员杂环和Ni[CF_3COCHC(C_4H_4S)=NCH_2]_2加合反应的热力学性质

用气液色谱法研究过一系列作为Lewis碱(B)的有机配体和作为Lewis酸(A)的配合物之间的加合作用.研究较多的碱已有脂肪醇、醚、酮、醛、脂及胶等.对生物体系中广为存在的杂环配体碱的工作还很少.本文着重研究噻吩,呋喃和吡咯这类小分子杂环配体和Ni[CF_3COCHC(C_4H_4S)=NCH_2]_2(以下简称A)配合物的加合反应. Ni[CF_3COCHC(C_4H_4S)=NCH_2]_2的合成参考文献.固定液角鲨烷系英国进口,     

碘乙烷激光裂解反应通道及产物的能量分布

用分子束和飞行时间技术测量了248 nm激光光解过程C_2H_5I→C_2H_5+I°(~2p_(1/2))和C_2H_5I→C_2H_5+I(~2p_(3/2))裂解碎片的平动能和内能分布。测得通道比I~*/I为2.37。根据实验结果, 对光解过程中电子激发态特性, 产生I(~2p_(3/2))通道的机理以及乙基自由基的振动激发作了讨论。     

质谱中反偶电子规则并含双电荷离子的两类联苯化合物的裂解机理

利用气相色谱-质谱法分别对含C≡C桥键、CF_2O桥键及双CF_2O桥键的联苯类化合物进行分析,在各个化合物的谱图中均存在显著的奇电子自由基离子峰(反偶电子规则)和双电荷碎片离子峰.根据所得实验结果,归纳以上化合物中奇电子离子的生成途径分别为:(1)游离基中心诱导苄基C_(sp~3)—C_(sp~3)键均裂后再经另一苄基C_(sp~3)—C_(sp~3)键均裂,即α-σ裂解;(2)电荷中心静电诱导C_(sp~3)—O_(sp~3)键异裂后再经苄基C_(sp~3)—C_(sp~3)键或C_(sp~3)—O_(sp~3)键均裂,即i-σ裂解.推测引起σ键裂解的机制是由内转换引起的.双电荷离子的生成受2个相互独立官能团上既含游离基又含电荷的活化反应中心共同诱导控制裂解得到,生成途径分别为:(1)2个相互独立的游离基中心分别诱导苄基C_(sp~3)—C_(sp~3)键双均裂得到,即αα双重控制裂解反应;(2)独立的游离基中心诱导C_(sp~3)—C_(sp~3)均裂及另一电荷中心静电诱导C_(sp~3)—O_(sp~3)键异裂得到,即iα双重控制裂解反应;(3)2个相互独立的电荷中心分别静电诱导C_(sp~3)—O_(sp~3)键双异裂,即ii双重控制裂解反应.采用密度泛函理论(DFT)方法对具有代表性的化合物的裂解途径进行了初步计算,结果与前述裂解机制一致.     

四氟乙烯五聚体及其衍生物的结构

本文研究了四氟乙烯五聚体(Ⅰ)的反应,并得到一系列具有端基烯氟的新化合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ。由化合物Ⅱ、Ⅲ(E)、Ⅵ(E)的~(19)F核磁共振谱,可观察到其中CF_2部分为二个相等强度的共振吸收峰,而化合物Ⅰ的CF_2部分为一单峰。比较一系列化合物结构和~(19)F核磁共振谱及~(19)F核磁共振变温实验后,可以发现在四氟乙烯五聚体及其衍生物中,密集的全氟叔己基基团按一定方向排列,其中二个全氟乙基中的CF_2基团在化合物Ⅲ(E)或Ⅵ(E)中与烯基氟在空间距离上是处于相近的,面对着的位置,而另一个CF_3基团则处于远离的背对着烯基氟的位置。在这里,二个CF_2基团产生磁不等性,从而导致不同的化学位移,这似乎是与相隔五个键的烯基氟的相互作用有关。     

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.     

从α-三氟甲基苄溴合成烷基硫酸盐——脱卤亚磺化反应的延伸

脱卤亚磺化反应是引入氟烷基基团的一种常用方法.探索了α-三氟甲基苄溴在脱卤亚磺化条件下的反应,发现产物并不是亚磺酸盐[Ar CH(CF_3)SO_2Na],而是烷基硫酸盐[Ar CH(CF_3)OSO_3Na].即使在烯烃的存在的条件下,α-三氟甲基苄溴在脱卤亚磺化条件下产生了自由基,也不与烯烃发生加成反应,而是直接生成亚磺酸盐,亚磺酸盐被空气氧化成烷基硫酸盐.     

四氯乙烯光解活泼自由基及其与烃或醇的夺氢反应的ESR研究

本文用自由基捕捉剂2,3,5,6-四甲基亚硝基苯(ND)与ESR相结合的方法研究了四氯乙烯光解活泼自由基及其与烃或醇的夺氢反应, 结果表明:1. Cl_2C=CCl_2光解首先产生Cl_2C=CCl及Cl, 而又可进一步加成为Cl_2C-CCl_3.2. 对于CH_3(CH_2)_nOH(n=3,7)及(CH_3)_2CH(CH_2)_nOH(n=1,2)而言, Cl_2C=CCl(或Cl)分别夺取其α-碳及叔碳上的氢, 以形成CH_3(CH_2)_(n-1)CHOH及(CH_3)_2C(CH_2)_nOH, 并为ND所捕获。3. Cl_2C=CCl(或Cl)分别夺取CH_3(CH_2)_nCH3(n=3,4,5,6), C_6H_5-CH_2CH_3及(CH_3)_2CH(CH_2)_nCH_3(n=1,4), (C_2H_5)_2CHCH_3, C_6H_5CH(CH_3)_2中亚甲基及叔碳上的氢, 以形成CH_3(CH_2)_mCH(CH_2)_(n-m-1)CH_3, C_6H_5CHCH_3及(CH_3)_2C(CH_2)_nCH_3, (C_2H_5)_2CCH_3, C_6H_5C(CH_3)_2.     

离子液体在CO_2电还原反应过程中的催化作用与机理研究

在1-丁基3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([Bnlim][CF_3SO_3])/碳酸丙烯酯(PC)溶液中,采用循环伏安曲线、交流阻抗谱及阻抗模拟方法,研究了CO_2在Au上发生电还原反应的速率控制步骤与离子液体的催化作用.结果表明,在CO_2电还原反应过程中,吸附态CO_2经单电子还原生成CO_2~-自由基是速率控制步骤.由于离子液体的催化作用,CO_2在[Bmim][CF_3SO_3]/PC溶液中电还原的过电位比在四丁基三氟甲基磺酸铵([Bu_4N][CF_3SO_3])/PC溶液中降低了239 mV.交流阻抗测试结果表明,离子液体中的阳离子[Bmim]~+吸附在Au电极表面,形成离子液体吸附层,吸附态的CO_2分子经单电子还原后生成CO_2~·-)自由基,与周围离子液体发生相互作用,形成中间体[Bmim-CO_2]_(ad),降低了CO_2~(·-)的能量状态,使得CO_2电还原反应的过电位大幅度降低.