1.为何要研究有机氟化学

氟是一个很特殊的元素，许多有机氟化合物也有着特别的有时甚至是很奇怪的性质。数目众多的含氟聚合物、液晶材料和其他高性能材料由于结构含氟的影响而产生了相应的独特性质。

对于自然界生物圈而言，有机氟化物几乎完全是外来的。生物过程完全不依赖于氟的代谢，但另一方面许多现代的药物或农用化学品又至少含有一个氟原子，它们通常都有着特别的功能。而全氟烷烃又被认为对于生命是“正交的”。它们起到的仅是单纯的物理作用比如说作为氧气的载体，然而对于生命体而言它们却完全是一个外来者，不被生命体所识别甚至完全被忽略了。

尽管氟本身是所有元素中最活泼的，但某些含氟有机化合物具有如同惰性气体那样的稳定性。它们有时所引起的环境问题，并非是由于它们的活性，恰恰是因为缺少活性，使它们在自然界中长期存在所致。

所有这些特殊性使得有机氟化学成为一个非同一般和非常迷人的领域,它给许多与化学相关的学科，如理论化学、合成化学、生物化学和材料化学的发展提供新的刺激和惊喜。

2.历史

由于氢氟酸的毒性以及由氢氟酸制备元素氟较为困难，因此有机氟化学的发展和含氟有机化合物的实际应用直到19世纪晚期才开始(表1.1)。真正的突破是H. Moissan于1886年首次合成了元素氟，而第一个结构确定的有机氟化合物，苯甲酰氟，是由俄国化学家、物理学家和作曲家Alexander Borodin于1863年制备出来并予以记载。

表1.1有机氟化学发展中的历史事件和数据

20世纪30年代初将氟氯烷烃(CFCs)用做制冷剂标志着有机氟化学工业应用的开始。为了发展核武器而始于1941年的曼哈顿计划，则是工业有机氟化学发展历史上的一个重要转折点。曼哈顿计划要满足对高度抗腐蚀材料、润滑材料和冷却剂的需求，及处理一些腐蚀性特别强的无机氟化物工业技术。于是在整个20世纪40年代对于作为上述材料的前体—氢氟酸的消耗也不断增长。1945年之后，随着冷战的开始，各种各样的防务计划为不断地发展氟化学和利用含氟化合物提供了经久不衰的原动力。到20世纪50～60年代由于更多的民用产品如含氟药物、农药及含氟材料的出现将氟化学研究推向了前沿领域。

1974年提出的氯氟烷烃会对臭氧层造成破坏的论述以及随后在1980年南极上空臭氧层空洞的出现，迫使工业有机氟化学做出重大的重新定位。至1987年随着蒙特利尔(Montreal)协定的诞生，许多氯氟烷烃(CFCs)逐步开始停产。许多此类制冷剂及清洗剂可以用其他一些含氟有机物所替代(如某些氢氟烷烃HFCs和含氟醚等)。但总体而言，氟化工必须将其注意力转移到其他一些应用领域，如含氟聚合物、含氟表面活性剂以及药物和农药的中间体等。一个主要的同时也是快速增长的市场就是含氟精细化工产品市场，它们被用于生产药物、农药的中间体。电子工业是最近几年含氟化合物起着越来越重要作用的另一个应用领域。相关的化合物包括等离子蚀刻气体、清洗剂、特种含氟聚合物和近期开始应用于制造集成电路的157nm光蚀刻技术中的含氟光敏抗蚀剂和液晶显示器中的液晶材料(LCDs)。