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氟原子及含氟基讨喜的缘故原由

宣布时间：2019-10-03 | 游览：2496

内容摘要：人类对含氟化合物的研究到现在已经有200多年历史了，前期主要是对无机氟化物的探索和研究 。1812年法国科学家在HF中发明一种新的元素，并命名为Fluorine，这是F元素次显示在人类眼前 。

人类对含氟化合物的研究到现在已经有200多年历史了，前期主要是对无机氟化物的探索和研究 。1812年法国科学家在HF中发明一种新的元素，并命名为Fluorine，这是F元素次显示在人类眼前 。随着时间的推移和研究的深入，大宗的含氟化合物被发明、应用，氟化学也取得了很大的前进 。

   随着越来越多的含氟化合物被合成出来，氟原子在化合物结构中的奇异性子也越来越引起化学家的注重，这为生物活性含氟化合物的研究涤讪了基础 。好比在酸性基团周围引入氟原子，能够增强分子的酸性，随着氟原子个数的增多，化合物的酸性逐渐增强；在碱性基团周围引入氟原子，则会降低化合物的碱性，从而可以提高化合物的生物使用度 。大宗的研究批注在有机分子的特定位置引入氟原子或含氟基团可以引起有机分子的心理活性的改变，这是由于氟原子的奇异性子决议的 。

一、氟原子能增添有机分子的亲脂性 。由于氟原子能增添分子的亲脂性，使得含氟化合物在生物体内对膜、组织的穿透能力增添，从而提高了含氟化合物在生物体内的吸收和传输速率，而这在药物设计中很是主要，别的，引入氟原子可以在一定水平上改变药物的物理化学性子、提高药物代谢稳固性、改善药物作用时间、增强药效、消除活性代谢中心体以及改善胆汁扫除率等等 。

二、氟原子较小的原子半径 。氟原子的原子半径和氢、羟基很是靠近，这样氟原子取代厥后分子的体积转变很小，并且碳-氢键的氧化代谢是一种常见的代谢方法，因此，在药物设计中，通常在小分子化合物中引入氟原子，对易氧化代谢的位点举行�；�，选择性地阻止氧化代谢的爆发，进而提高化合物的代谢稳固性，延伸药物在体内的作用时间 。除了氟原子和氢原子的生物电子等排替换之外，三氟甲基和二氟甲基也是提高小分子氧化代谢稳固性的主要基团 。

三、氟原子的高电负性 。氟原子的电负性是元素周期表中超大的，分子中引入氟原子，分子的构型、偶极矩、酸碱性等都会受到影响 。从分子水平上看，当小分子中引入氟原子或含氟基团后，往往会引起小分子亲脂性的转变，而亲脂性在药物吸收、漫衍以及与受体相互作用等都具有主要作用 。氟原子的引入能够增强药物分子的膜通透性以及与靶标卵白的特定位点形成疏水相互作用 。从心理学水平看，含氟药物与无氟药物相比，具有更好的生物通透性和更佳的靶向选择性，因而其用药剂量大大降低 。单氟原子取代基通常体现为弱疏水性，而当碳原子上有两个氟原子取代时，由于加和作用，则泛起出强疏水性 。三氟甲基的亲脂性较强，并且是强吸电子基团，能引起芳香环电子云密度显著下降，因此，在苯环上引入三氟甲基也是药物设计中的常用战略 。在代谢历程中则体现为含氟底物与受体的团结方法差别于非氟底物，从而引发代谢上的重大的化学反应，形成共价键，使受体不可逆失活 。

四、碳-氟键的键能很高 。碳-氟键是有机化学中已知的超强的化学键，它不但较短，并且难以被极化，很难以正离子或自由基的形式离去，因此不可以断裂碳-氢键的方法来断裂碳-氟键，从而使得含氟化合物虽然能够加入代谢历程，可是又具有显着的抗代谢性 。

 基于以上的4个缘故原由，氟原子及含氟基团在药物化学设计中往往肩负着改变分子稳固性、亲脂性、酸碱性、构型等主要的作用，并且每年上市的新药中约莫有15%-20%都是含氟有机化合物 。现在，含氟化合物心理活性与分子结构之间的相关性还只能在某种水平上举行展望 。对分子中应该引入什么样的含氟基团以及导入含氟基团的位置，还不可用分子设计的要领获得准确判断 。  同时，氟原子自己活性很高，在反应中很难控制，尤其是在特定位置上引入氟原子时难度更大，因此，含氟有机物的制备仍然是一个很有挑战性的研究领域 。

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