一、实验室简介

二、现任领导

室主任：卿凤翎

室副主任：胡金波、张新刚、杨军、聂教荣 

三、第四届学术委员会

四、学术带头人

五、历史沿革

有机氟化学从诞生起一直和社会需求紧密地联系在一起, 社会对有机氟化合物和含氟材料的需求推动了有机氟化学学科的发展。我国有机氟化学研究始于20世纪50年代末，当时为了满足国防建设和国民经济发展的需要，提出了任务带科学的口号。20世纪70年代末仅中国科学院上海有机化学研究所才真正意义上开始进行有机氟化学的基础和应用基础研究。经过前后三代人40余年的奋斗，中国科学院上海有机化学研究所已经成为国内有机氟化学基础和应用基础研究的重要基地，已形成了一支老中青相结合、国内独一无二的氟化学研究队伍。上海有机所的氟化学研究被国外学者称为“上海氟化学”。

我国是一个“氟”大国，莹石(CaF2)的储量占世界的1/3，是世界上莹石最大的生产国和出口国。近年来，国家考虑到莹石是战略物质，对它的出口进行了限制。目前，我国大部分氟产品生产企业没有研发队伍，一些技术含量高的含氟材料需从国外进口。

为了充分利用我国的氟资源，促进我国的氟化学研究和氟化学工业的国家竞争力，为我国国民经济和国家安全所需的含氟化学品和和含氟材料提供技术源泉，同时整合上海有机化学研究所的有机氟化学研究力量，上海有机化学研究所自筹经费于1998年6月建立了“中国科学院上海有机化学研究所有机氟化学开放实验室”。上海有机化学研究所一直将有机氟化学和含氟材料作为所的重要研究方向之一，在上海有机所二期创新的六大项目中，其中二项是有机氟化学和含氟材料的研究课题。同时，有机氟化学的研究已渗透到上海有机化学研究所的主要学科中（如：生命有机、有机合成和金属有机等）。根据中国科学院新时期的办院方针和学科布局，以及上海有机化学研究所有机氟化学的研究基础和队伍，中国科学院于2002年12月批准成立了“中国科学院上海有机化学研究所有机氟化学重点实验室”。实验室在全国化学类国家重点实验室的评估中，被评为良好。

六、研究方向

方向一、氟氮化学基础理论与方法：

拟围绕先进氟氮材料创制中的重要科学问题，发展C-F键、C-N键和F-N键构筑的新反应和氟氮单体参与C-C键可控连续构筑的新策略。针对目前氟化反应（形成C-F、F-N键）和硝化反应（形成C-N键）采用高危险化学原料（如 F2、混酸等高腐蚀、高易爆性化学原料），存在安全系数低、结构可控性差、环境污染环境等严重挑战，探索突破传统C-F、C-N和N-F等化学键形成/断裂的变革性方法和理论，以廉价、安全的无机氟盐、氨气或氮气为氟氮源，通过金属催化（通过形成高活性金属氟化物和氮化物等）和生物催化等方法，结合电化学、光化学和流动化学等技术，发展有机分子精准氟化、氮化及同时引入氟和氮原子的新反应和理论，从而为含氮功能材料和含氟单体提供高效和安全的合成方法。探索氟氮材料分子结构与性能之间的关系，为先进氟氮材料的理性设计、精准合成和高效快速创制提供重要理论基础和方法。同时，结合计算化学、人工智能（大数据和机器学习），研究含氟、含氮和含氟氮等分子结构与氟氮材料独特性能之间的关系，发展氟氮材料信息学和基因组学，为新一代氟氮材料的定向设计奠定科学基础。

方向二、高性能含氟材料的创制：

基于提升含氟材料耐极端条件能力和拓展新功能的科学目标，发展耐极端环境、不可替代的有机氟材料，满足国家战略需求，解决我国国防安全领域和高新技术产业的“卡脖子”问题；发展自主品牌新结构新功能氟材料，形成完备的氟材料体系，实现氟材料的自主原创和跨代发展；针对目前有机氟材料主要通过四氟乙烯与其他单体的自由基聚合反应来合成，存在易爆和聚合物分子量、分子量分布不可控等挑战，发展变革性的高分子有机氟材料创制方式，一是研究含氟单体的活性自由基聚合、光控聚合、金属配位聚合、连续流反应等技术，实现含氟单体的高效和可控聚合，为有机氟材料的安全可控性创制提供新方法；二是研究碳氢聚合物C-H键的高选择性氟化和金属二氟卡宾氟烷基链增长反应。通过这些通过变革性氟化方法和聚合反应，精准创制出环境友好、结构新颖、分子量可控、结构新颖、常规方法难以合成的新功能有机氟材料，引领国际氟材料的发展。

方向三、含氮高能材料的创制：

基于提升含氮高能材料在钝感基础上的释能威力的科学目标，开展如下二方面研究。一是含氮骨架的构建方法和含能衍生化方法研究：在已有含氮骨架环化前体中预先引入含能衍生化官能团；发展新型连环含氮骨架并对含氮骨架进行含能衍生化修饰。二是含氮高能材料聚集态结构与功能关系研究：基于含氮高能材料的能量特性与感度与材料的分子结构和聚集态结构紧密相关，拟研究含氮高能分子非共价键作用机制、软孔超分子组装体对含氮高能分子的包埋与性能控制、共晶含氮高能材料结构与空间堆积方式对感度的作用机理，从而解决含氮高能材料能量与安全矛盾的问题。创制新型能量释放调控材料，能量调控材料是实现含能材料应用和实战化的关键，国外对此秘而不宣。针对战略武器用高能炸药对环境强适应性及钝感的要求以及高能固体推进剂稳定燃烧的两个核心问题，开展相应的高能炸药用界面增强及降感材料和高能固体推进剂用燃烧调控材料的创制，实现含氮高能材料体系的创新，为含氮高能材料应用打下坚实的基础。发展战略含氮高能材料的低成本关键技术，满足国家紧迫的战略需求；通过变革式创新理念，形成颠覆性高能材料，引领国际含氮高能材料的发展。

方向四、兼具氟氮特性的宽适应功能材料：

拟基于发挥含氟材料耐极端条件和含氮材料瞬间释放巨大能量的协同特性，发展新一代新结构新功能的先进氟氮材料，变革特种功能材料的创制，驱动我国战略战术武器和高新技术产业的发展。主要聚焦高能固体推进剂比冲跨代提升的氟氮高能材料。含能材料主要通过“氧化-还原”反应实现能量的释放，在含能材料中引入氟原子，可以使单位质量的含能材料释放出更多能量；其次，氮氟键（N-F）能量高，是含能材料中最有效的高能化学键之一。因此，通过在含能材料中引入氟氮结构单元，发展氟氮高能材料，是下一代含能材料发展的重要方向之一，有望突破传统CHON类含能材料能量极限，实现“高效毁伤和远程打击”及战略武器升级换代，对国家安全具有极为重要的意义。针对氟氮高能材料的两大应用方向：高能炸药和高能固体推进剂，开展高效毁伤和固体动力用氟氮高能材料的分子设计与性能预测的理论研究，综合运用氟化氮杂环、氟代硝胺、二氟氨基及偕二氟氨基、氟代偕二硝基、硝基、叠氮基、硝胺基等高能基团，以及噁二唑、四唑、呋咱、三嗪、四氮杂环辛烷、六氮杂异伍兹烷等含能分子骨架，突破氟氮高能材料的创制理论和方法，获得具有潜在应用前景的氟氮高能材料。

参考资料：

http://www.fluorinelab.ac.cn/welcome.do