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有机氟化学

指数 有机氟化学

有机氟化学是研究有机氟化合物——含有碳-氟键(C-F)化合物的性质的有机化学分支。氟原子的引入常常导致有机化合物产生独特的物理、化学性质和生理活性,因而在许多尖端技术和重大工业项目及医药、农药和催化工业中都对含氟化合物进行广泛而深入的研究和应用。另一方面,有些有机氟化合物也是环境污染物,造成臭氧层破坏、全球变暖、生物累积和生物毒性。.

26 关系: 原子半径偶極子三羧酸循环三氟甲磺酸人造血二氟二氯甲烷全球变暖碳-氟鍵立体电子效应生物利用度电容率电负性聚四氟乙烯范德华半径脂肪酸臭氧层空洞S-腺苷甲硫氨酸極化性氟乙酸氟代脱氧葡萄糖氟西汀氢键有机化学1,1,1,2-四氟乙烷5-氟尿嘧啶

原子半径

原子半径通常指原子的尺寸,并不是一个精确的物理量,并且在不同的环境下数值也不同。 一个特定的原子的半径值和所选用的原子半径的定义相关,而在不同的环境下给原子半径不同定义比统一的定义更合适。 术语原子半径本身就有疑问:可能指一个自由原子的尺寸,或者可能用作原子(包括分子中的原子和自由原子)尺寸不同测量方式的一个笼统的术语。在下文中,这个术语还包括离子半径,主要是因为共价键和离子键区别不大。而原子的定义“能区分出化学元素的最小粒子”本身就比较含糊,包括了自由原子以及与其它相同或不同原子一起组成化学物的原子。除了离子半径,其他可能指代的半径值包括玻尔半径,范德华半径,共价半径和金属半径等。 原子半径完全由电子决定,原子核的大小为是电子云的十万分之一。值得注意的是原子核没有固定的位置,而电子云没有固定的边界。 虽然有上述的困难,目前还是有很多的测量原子(包括离子)的方法,这些方法通常基于实验测量和计算方式的结合。目前普遍认为原子像一个球体,尺寸在30–300皮米之间,在元素周期表中的原子半径变化有规律可循,从而对元素的化学特性造成影响。.

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偶極子

在電磁學裏,有兩種偶極子(dipole):電偶極子是兩個分隔一段距離,電量相等,正負相反的電荷。磁偶極子是一圈封閉循環的電流,例如一個有常定電流運行的線圈,稱為載流迴路。偶極子的性質可以用它的偶極矩描述。 電偶極矩(\mathbf)由負電荷指向正電荷,大小等於正電荷量乘以正負電荷之間的距離。磁偶極矩(\mathbf)的方向,根據右手法則,是大拇指從載流迴路的平面指出的方向,而其它手指則指向電流運行方向,磁偶極矩的大小等於電流乘以線圈面積。 除了載流迴路以外,電子和許多基本粒子都擁有磁偶極矩。它們都會產生磁場,與一個非常小的載流迴路產生的磁場完全相同。但是,現時大多數的科學觀點認為這個磁偶極矩是電子的自然性質,而非由載流迴路生成。 永久磁鐵的磁偶極矩來自於電子內稟的磁偶極矩。長條形的永久磁鐵稱為條形磁鐵,其兩端稱為指北極和指南極,其磁偶極矩的方向是由指南極朝向指北極。這常規與地球的磁偶極矩恰巧相反:地球的磁偶極矩的方向是從地球的地磁北極指向地磁南極。地磁北極位於北極附近,實際上是指南極,會吸引磁鐵的指北極;而地磁南極位於南極附近,實際上是指北極,會吸引磁鐵的指南極。羅盤磁針的指北極會指向地磁北極;條形磁鐵可以當作羅盤使用,條形磁鐵的指北極會指向地磁北極。 根據當前的觀察結果,磁偶極子產生的機制只有兩種,載流迴路和量子力學自旋。科學家從未在實驗裏找到任何磁單極子存在的證據。.

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三羧酸循环

三羧酸循環(tricarboxylic acid cycle) ,亦作檸檬酸循環(citric cycle),是有氧呼吸的第二階段。該循環以循環中一個重要中間體檸檬酸命名,又因爲檸檬酸是一種,該反應又稱爲三羧酸循環。該循環亦因由德國生物化學家克雷布斯(Krebs)發現而稱爲克雷布斯循環(Krebs cycle),克雷布斯亦因此項貢獻獲1953年諾貝爾生理學或醫學獎。丙酮酸在經過丙酮酸脫氫酶系氧化,生成乙酰輔酶A(acetyl-CoA)後,與四碳二元羧酸草酰乙酸化合,生成檸檬酸,進入檸檬酸循環。隨後,經過一系列反應,兩個碳原子轉化爲二氧化碳(CO2)分子,檸檬酸中蘊藏的化學能轉化至還原的輔酶中。檸檬酸循環的終產物仍然是草酰乙酸,這使得該循環能源源不斷地氧化輸入循環的乙酰輔酶A。 一般情況下,檸檬酸循環產生的還原輔酶會連同糖酵解過程產生的還原輔酶一同,在氧化磷酸化過程中氧化,生成大量的ATP。一分子的乙酰輔酶A在被檸檬酸循環代謝後,可產生兩分子的CO2分子、三分子NADH、一分子FADH2,以及一分子GTP。 檸檬酸循環可以代謝糖類、脂質,以及大部分氨基酸,因爲這三類物質都能轉換爲乙酰輔酶A或檸檬酸循環的中間體,從而進入檸檬酸循環之中。另外,檸檬酸循環的許多中間體可供生物體利用。當中間產物不足時,可通過添補反應對中間產物進行補充。生物體最重要的填補反應是在丙酮酸羧化酶催化下,以一分子丙酮酸和一分子二氧化碳分子爲原料,合成一分子草酰乙酸的反應。 檸檬酸循環發生於線粒體基質中,但也會部分地在線粒體內膜或嵴膜上發生。.

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三氟甲磺酸

三氟甲磺酸( 缩写TFMS, TFSA, HOTf 或 TfOH),是一种很强的有机酸,分子式为CF3SO3H。它在研究酯化反应时被用于作催化剂。.

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人造血

#重定向 人工血.

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二氟二氯甲烷

二氟二氯甲烷(R-12),商品名氟利昂-12,分子式CF2Cl2,是一種氯氟烴無色氣體,常作為冷媒或使用。.

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全球变暖

--,或稱--,指的是在一段時間中,地球的大气和海洋因溫室效應而造成溫度上升的氣候變化,為公地悲劇之一,而其所造成的效應稱之為全球变暖效应。 目前學界已有共識認為人為活動導致全球暖化是事實,「全球暖化存在,且人類活動極有可能是導致半個世紀的全球暖化現象的主要原因」這點,在學術界當中是沒有爭議且有著強烈的共識的,超過97%的氣候科學家認為「人類活動極有可能是導致近半個世紀的全球暖化現象的主要原因」。 在1906至2005年間,全球平均接近地面的大氣層溫度上升了0.74攝氏度。普遍來說,科學界發現過去50年可觀察的氣候改變的速度是過去100年的雙倍,因此推論該時期的氣候改變是由人類活動所推動。 二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。正是全球变暖的人為因素中主要部分。據資料顯示 ,大氣中一氧化二氮(N2O)的含量比18世紀中葉(1750年)工業革命開始從275ppbv增加到310ppbv,二氧化碳(CO2)的含量從280ppmv增加到360ppmv,甲烷(CH4)從700ppbv增加到1720ppbv,這些增長趨勢主要緣于人類的活動。燃燒化石燃料、清理林木和耕作等都增強了溫室效應。自從1950年,太陽輻射的變化與火山活動所產生的变暖效果比人類所排放的溫室氣體的還要高。這些結論得到30多個來自八大工業國家的研究團體所確認。 美國賓州大學的科学家在夏威夷的茂納羅亞峰上设立4个7米高和一个27米高的采样塔,每小时采样4次,分析二氧化碳的变化情况。(如右图) 目前全球平均温度的变化,二氧化碳濃度的變化與氣溫上升,實際上並沒有直接的關係,从工业革命开始,二氧化碳的含量急剧增加,虽然植物的光合作用吸收了很大一部分二氧化碳,海洋也溶解一部分二氧化碳并固定成碳酸鈣,但空气中二氧化碳的含量还是逐步增加。根据美国弗吉尼亚大学和英国東安格-里-亞大學联合研究的结果,在进入20世纪后半叶,全球温度上升的趋势非常明显,温度变化情况见下图。 全球性的溫度增量带来包括海平面上升和降雨量及降雪量在數額上和樣式上的變化。這些變動也許促使極端氣候事件更強更頻繁,譬如洪水、旱災、熱浪、颶風和龍捲風。除此之外,還有其它後果,包括更高或更低的農產量、冰河撤退、夏天時河流流量減少、物種消失及疾病肆虐。預計全球变暖所因致事件的數量和強度;但是很難把這些特殊事件連接到全球变暖。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命,很多研究集中在2100年或之前的時間。但是無論氣候變化的成因或結果為何,許多人是非常關心的;對於應付預言後果的政策應該如何實施,引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論及各種學術研究。這些政策討論重點是應該減少還是扭轉未來的暖化及怎麼應付預計的後果。.

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碳-氟鍵

碳-氟鍵是在碳和氟之間的極性共價鍵,它是所有有機氟化合物的組成。由於其局部的離子鍵特性,在有機化學中,它是最強的單鍵和相對短小的鍵。氟被添加到化合物中的同一碳上時,該鍵增強且鍵長縮短。因此,氟烷如四氟甲烷(四氟化碳)為最不活潑的有機化合物。.

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立体电子效应

立体电子效应,重要理论有机化学概念之一。立体电子效应是综合了立体效应和电子效应的结果,但不是简单的两种效应加合的结果。由于共价键具有方向性,即具有特定的空间取向,这导致了电子效应对分子不同部位的影响存在差异。这就是立体电子效应最根本的立足点。 立体电子效应可以解释很多其他效应解释不了的现象。比如二氯甲烷的惰性问题,内酯比酯活泼的问题,环醚比醚活泼的问题等等。下面举例说明立体电子效应的应用和意义。 立体电子效应这个术语是E.J.Corey于60年代发明的。.

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生物利用度

生物利用度(英語:bioavailability (BA)),或稱生體利用率或生體可用率,在藥理學上是指所服用藥物的劑量部份能到達體循環,是藥物的一種藥物動力學特性。按照定義,當藥物以靜脈注射時,它的生物利用度是100%。但是當藥物是以其他方式服用時,如口服,它的生物利用度因不完全吸收及首渡效應而下降。生物利用度是藥物動力學的一個重要工具,在計算非靜脈注射的藥物劑量時都需要考慮。.

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电容率

在電磁學裏,介電質響應外電場的施加而電極化的衡量,稱為電容率。在非真空中由於介電質被電極化,在物質內部的總電場會減小;電容率關係到介電質傳輸(或容許)電場的能力。電容率衡量電場怎樣影響介電質,怎樣被介電質影響。電容率又稱為「絕對電容率」,或稱為「介電常數」。 採用國際單位制,電容率的測量單位是法拉/公尺(Farad/meter,F/m)。真空的電容率,稱為真空電容率,或「真空介電常數」,標記為\varepsilon_0,\varepsilon_0或 A2s4 kg-1m−3。.

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电负性

电负性(electron negativity,簡寫EN),也譯作離子性、負電性及陰電性,是综合考虑了电离能和电子亲合能,首先由莱纳斯·鲍林于1932年提出。它以一组数值的相对大小表示元素原子在分子中对成键电子的吸引能力,称为相对电负性,简称电负性。元素电负性数值越大,原子在形成化学键时对成键电子的吸引力越强。.

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聚四氟乙烯

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,英文缩写为PTFE,(俗称"塑料王"),商标名Teflon®,該商標中文譯名則各地相異:中國譯為特富龙®,香港譯為特氟龍®,台灣譯為鐵氟龍®,教科書則譯為特夫綸),這種材料的產品一般統稱作「不粘涂层」/「易潔鑊物料」;是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系數極低,所以可作润滑作用之餘,亦成為了不沾鍋和水管內層的理想塗料。.

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范德华半径

--半径,在晶体中,相鄰的兩原子沒有鍵結,而是以分子间-zh-hans:范德华;zh-hk:范德華;zh-tw:凡得瓦;-力互相吸引,加上原子間本身的排斥力交互作用,其核間最適距離可用來指定該元素半徑,如氖之相鄰兩原子核间平均距離為320pm,其值的一半160pm即為--半徑。.

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脂肪酸

脂肪酸(Fatty acid)是一类羧酸化合物,由碳氫组成的烃类基团连结-zh-hant:羧基;zh-hans:羧酸;-所構成。 三个长链脂肪酸与甘油形成三酸甘油酯(Triacylglycerols),為脂肪的主要成分,歸於脂類。.

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臭氧层空洞

臭氧層破洞(Ozone depletion)地球大氣上空平流層(臭氧層)的臭氧從1970年代開始,以每十年4%的速度遞減的一種現象。在兩極地區的部份季節,遞減速度還超過每十年4%,而在春季時連對流層的臭氧也在減少,形成所謂臭氧層破洞。 臭氧被消耗的主要原因是氯化物和溴化物对臭氧分解的催化作用引起的,这些卤素主要来源于地面释放的氟氯烃(CFC),商品名称为氟里昂。 因為臭氧層可以阻擋對生物有害的紫外線(波長為270-315 奈米)進入大氣層,被消耗而稀薄甚至破洞的臭氧層會導致皮膚癌,白內障等疾病患者的增加,並造成一些生物品種(如海洋浮游生物)的滅絕,所以蒙特利爾議定書規定禁止生產氟氯烴等一些能造成臭氧層被消耗的物質。.

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S-腺苷甲硫氨酸

S-腺苷甲硫氨酸(又名S-腺苷蛋氨酸,S-adenosyl methionine,缩写为SAM)带有一个活化了的甲基(右图标注),是一种参与甲基转移反应的辅酶,存在于所有的真核细胞中。在失去该活化甲基后,SAM变为S-腺苷-L-高半胱氨酸(SAH)。 S-腺苷甲硫氨酸最早于1952年被科学家(Cantoni)发现。它由三磷酸腺苷(ATP)和甲硫氨酸在细胞内通过蛋氨酸腺苷基转移酶(Methionine Adenosyl Transferase)催化合成,在作为辅酶参与甲基转移反应的时候丢失一个甲基变成S-腺苷基高半胱氨酸。大部分的S-腺苷甲硫氨酸在肝脏生成。 在高级有机体内,40种以上的合成代谢或分解代谢的化学反应涉及将S-腺苷甲硫氨酸的甲基转移到核酸、蛋白质和脂肪等底物上。.

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極化性

在物理學裏,感受到外電場的作用,中性原子或分子會改變其正常電子雲形狀,衡量這改變的物理量稱為極化性(polarizability)。以方程式表達, 其中,\mathbf是由於電子雲形狀的改變而產生的電偶極矩,\alpha是極化性,\mathbf是外電場。 極化性的國際單位為:C\ m^2\ V^(库仑·米2·伏特-1)。而伏特單位可以表達為(請注意,方括弧內的符號代表單位,不代表物理量) 其中,\epsilon _0 是電常數。 所以,\alpha/(4\pi\epsilon_0)的單位是m^3,稱此常數為體積極化性。例如,氫氣的體積極化性是0.667 \text 10^ m^3或0.667 Å3。 極化性是個微觀量,它和相對電容率\epsilon_r的關係式,稱為克勞修斯-莫索提方程式: 其中,N是單位體積的原子數目。 前面定義的極化性\alpha是個純量,這意味著外電場只能產生與其平行的電偶極矩,也就是說,朝著\hat方向的電場只能造成朝著\hat方向的電偶極矩。但是,對於某些物質,朝著\hat方向的電場,也會造成朝著\hat方向或\hat方向的電偶極矩。這時候,極化性\alpha變為二階張量,必須用3 x 3 矩陣來描述。.

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氟是一种化学元素,符号为F,其原子序数为9,是最轻的卤素。其单质在标准状况下为浅黄色的双原子气体,有剧毒。作为电负性最强的元素,氟极度活泼,几乎与所有其它元素,包括某些惰性气体元素,都可以形成化合物。 在所有元素中,氟在宇宙中的丰度排名为24,在地壳中丰度排名13。萤石是氟的主要矿物来源,1529年该矿物的性质首次被描述。由于在冶炼中将萤石加入金属矿石可以降低矿石的熔点,萤石和氟包含有拉丁语中表示流动的词根fluo。尽管在1810年就已经认为存在氟这种元素,由于氟非常难以从其化合物中分离出来,并且分离过程也非常危险,直到1886年,法国化学家亨利·莫瓦桑才采用低温电解的方法分离出氟单质。许多早期的实验者都因为他们分离氟单质的尝试受到伤害甚至去世。莫瓦桑的分离方法在现代生产中仍在使用。自第二次世界大战的曼哈顿工程以来,单质氟的最大应用就是合成铀浓缩所需的六氟化铀。 由于提纯氟单质的费用甚高,大多数的氟的商业应用都是使用其化合物,开采出的萤石中几乎一半都用于炼钢。其余的萤石转化为具有腐蚀性的氟化氢并用于合成有机氟化物,或者转化为在铝冶炼中起到关键作用的冰晶石。有机氟化物具有很高的化学稳定性,其主要用途是制冷剂、绝缘材料以及厨具(特氟龙)。诸如阿托伐他汀和氟西汀等药物也含有氟。由于氟离子能够抑制龋齿,氟化水和牙膏中也含有氟。全球与氟相关的化工业年销售额超过150亿美元。 气体是温室气体,其温室效应是二氧化碳的100到20000倍。由于碳氟键强度极高,有机氟化合物在环境中难以降解,能够长期存在。在哺乳动物中,氟没有已知的代谢作用,而一些植物能够合成能够阻止食草动物的有机氟毒素。.

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氟乙酸

氟乙酸(Fluoroacetic acid)是一种分子式为CH2FCOOH的化合物。其钠盐,氟乙酸钠被作为杀虫药。 氟乙酸会抑制三羧酸循环中的顺乌头酸酶。.

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氟代脱氧葡萄糖

氟代脱氧葡萄糖是2-脱氧葡萄糖的氟代衍生物。其完整的化学名称为2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖,通常简称为18F-FDG或FDG。FDG最常用于正电子发射断层扫描(PET)类的医学成像设备:FDG分子之中的氟选用的是属于正电子发射型放射性同位素的氟-18(fluorine-18,F-18,18F,18氟),从而成为18F-FDG(氟-脱氧葡糖)。在向病人(患者,病患)体内注射FDG之后,PET扫描仪可以构建出反映FDG体内分布情况的图像。接着,核医学医师或放射医师对这些图像加以评估,从而作出关于各种医学健康状况的诊断。.

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氟西汀

氟西汀(Fluoxetine),商品名为百憂解(Prozac)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)类抗抑郁药。在臨床上用於治療成人重性抑郁障碍、强迫症、神經性暴食症,還用於治療具有或不具有廣場恐懼症的驚恐症以及早發性射精。此药或可降低超过65岁人群的自杀风险。此药经口服用。 氟西汀的常见副作用有睡眠不安、食欲减退、口干、皮疹、怪梦 -->。较为严重的副作用有、、癫痫、出血风险增加,以及少于25岁者自殺风险增加 -->。突然停药可能会引发,导致焦虑、头晕,感官变化。此药不安全用于孕期會影響寶寶發展 -->。如果之前已在使用此药,在母乳餵養期间應停止使用。此药作用机理尚未完全阐明,一般认为可能和脑中血清素活动增加有关。 氟西汀由礼来公司于1972年发现,1986年投入医疗用途。此药属世界卫生组织基本药物,为基本所需的最重要药品之一。此药现为一种通用名药物。,批发价格约为每日剂量0.01到0.04美元。而在美国每日花费约为0.85美元。 儘管現在已有不少較新的藥物,氟西汀在臨床應用中依然十分常用。在2010年,美國醫療機構總共開出超過2440萬次氟西汀的處方,這使氟西汀是美國市場上第三常用抗憂鬱藥物(位於舍曲林和西酞普兰之後)。.

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氢键

氫鍵是分子間作用力的一種,是一种永久偶极之间的作用力,氢键发生在已经以共价键与其它原子键结合的氢原子与另一个原子之间(X-H…Y),通常发生氢键作用的氢原子两边的原子(X、Y)都是电负性较强的原子。氢键既可以是分子间氢键,也可以是分子内的。其键能最大约为200kJ/mol,一般为5-30kJ/mol,比一般的共价键、离子键和金属键键能要小,但强于静电引力。 氢键对于生物高分子具有尤其重要的意义,它是蛋白质和核酸的二、三和四级结构得以稳定的部分原因。.

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有机化学

有机化学是研究有机化合物及有機物質的结构、性质、反應的学科,是化学中极重要的一个分支。有机化学研究的對象是以不同形式包含碳原子的物質 ,又称为碳化合物的化学。 有關有机化合物或有機物質結構的研究包括用光譜、核磁共振、红外光谱、紫外光谱、质谱或其他物理或化學方式來確認其組成的元素、組成方式、實驗式及化學式。有關性質的研究包括其物理性質及化學性質,也需評估其,目的是要了解有機物質在其純物質形式(若是可能的話),以及在溶液中或是混合物中的性質。有機反應的研究包括有機物質的製備(可能是有機合成或是其他方式),以及其化學反應,可能是在實驗室中的,或是In silico(經由電腦模擬的)。 有机化学研究的範圍包括碳氫化合物,也就是只由碳和氫組成的化合物,化合物中也有可能还会参与其他的元素,包括氢、 氮、氧和卤素,还有诸如磷、硅、硫等元素。 。有机化学和許多相關領域有重疊,包括药物化学、生物化学、有机金属化学、高分子化学以及材料科学等。 有机化合物之所以引起研究者浓厚的兴趣,是因为碳原子可以形成稳定的长碳链或碳环以及许许多多种的官能基,这种性质造就有机化合物的多样性。有機化合物是所有碳基生物的基礎。有機化合物的應用範圍很廣,包括醫學、塑膠、藥物、、食物、化妆品、护理用品、炸藥及塗料等。.

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1,1,1,2-四氟乙烷

1,1,1,2-四氟乙烷,别名R-134a,化学式为CH2FCF3,大气压下的沸点为−26.3°C。是一种热力学性质与二氟二氯甲烷(R-12)类似的卤代烷制冷剂,但与R-12相比,它的臭氧破坏潜势更低。.

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5-氟尿嘧啶

5-氟尿嘧啶(fluorouracil,简写为5-FU或f5U)是一种嘧啶类似物,主要用于治疗肿瘤。5-氟尿嘧啶属于抗代谢药的一种。常与亚叶酸(leucovorin)合并使用。 二氟化氙与尿嘧啶反应后,会产生5-氟尿嘧啶。.

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