G.B. Hammond, Chemistry of Fluorine

Fluorine: A Small Atom with a Big Ego

Professor: Dr. Gerald B. Hammond [Link]

 

Dates: April 27-29, 2015 

Fluorine: A Small Atom with a Big Ego.” Why this name? Because although fluorine is a simple atom (found in row 2, group VII of the Periodic Table) the chemistry derived from fluorine is a multi-billion dollar industry worldwide. Suffice is to say that there are over 150 fluorinated drugs in the market, approximately 20% of all pharmaceuticals and 30% of all agrochemicals contain fluorine(s). In fact, half of 10 top-selling drugs contain fluorine atoms. Why is this workshop relevant? Because there are very few research chemists engaged in fluorine chemistry research. Indeed, the Division of Fluorine Chemistry of the American Chemical Society has less than 1000 members. There is a big research opportunity in fluorine chemistry. This course will strive to present a comprehensive overview of the physico-chemical properties that make fluorine so unique as well as present classical and modern methods for the synthesis of fluorine-containing organic molecules. Student participation in this workshop is not only encouraged but also expected.

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FLÚOR: UM ÁTOMO PEQUENO, MAS COM UM EGO GRANDE

Gerald B. Hammond, Universidade de Louisville, EUA

OBJETIVOS:

Contextualizar os principais aspectos da química de flúor.

JUSTIFICATIVA:

Flúor é um halogênio que move indústrias multibilionárias. Existem mais de 150 medicamentos contendo flúor no mercado e 5 deles estão entre os mais vendidos do mundo. Além disso, aproximadamente 20% de todos os fármacos e 30% de todos os agroquímicos contem átomos deste elemento em sua composição. Contudo, apesar das excelentes perspectivas, há poucos químicos engajados com o estudo da química de flúor. A divisão de química de flúor da Sociedade Americana de Química tem, por exemplo, menos de 1000 membros. Para estimular o crescimento desta área, este curso apresentará uma visão geral das propriedades físico-químicas que tornam o flúor um elemento único, assim como apresentar métodos clássicos e atuais para a síntese de compostos fluorados.

CONTEÚDO (EMENTA, TRANSPARÊNCIAS):

Dia 27/04 – 13:00 a 17:00 h, Queijinho: A5

1.1 Introdução ao mundo do flúor.

1.2 Natureza do átomo de flúor e a ligação C–F: Visão geral.

1.3 Algumas propriedades físicas de flúor e compostos organofluorados: interações, geometria das ligações e hibridização.

Dia 28/04 – 14:00 a 18:00 h, Bloco 7, Sala 751

2.1 Efeitos eletrônicos do flúor e do grupo CF3. Implicações químicas derivadas das propriedades do flúor.

2.2 Efeitos estéricos do flúor e de grupos fluoroalquila.

2.3 Química radicalar de compostos de flúor: geração, estrutura e reações de radicais fluoroalquila.

2.4 Reações únicas induzidas por flúor. Substituição nucleofílica aromática. SN2′ envolvendo alquenos contendo um grupo CF3. Substituição nucleofílica em gem-difluorometilenos. Reações de transferência de elétron (SET).

Dia 29/04 – 12:00 a 16:00 h, Queijinho: A1

3.1 Fenômenos únicos induzidos pela interação de flúor com metais: B-F, Al-F, Li-F, Si-F, Sm-F, Ti-F.

3.2 Introdução ao flúor no contexto das moléculas orgânicas. Blocos de construção usando alenos e sistemas propargílicos contendo flúor. Reagentes eletrofílicos e nucleofílicos para fluoração. Reagentes eletrofílicos ativados por flúor.

3.3 Avanços recentes na incorporação seletiva de flúor. Reações catalisadas por metais. Ativação de ligações C–F. 

BIBLIOGRAFIA:

Artigos selecionados como, por exemplo:

  1. F. Salipur, E. Merit Reyes-Reyes, B. Xu, G. B. Hammond, P. J. Bates. “A Novel Small Molecule that Selectively Kills Malignant Cells via an Oxidative Stress-Dependent Mechanism” Free Radical Biology and Medicine 2014 68, 110-121.
  2. O. E. Okoromoba, J. Han, G. B. Hammond, B. Xu. “Designer HF-based Fluorination Reagent: Highly Regioselective Synthesis of Fluoro-alkenes and gem-Difluoromethylene Compounds from Alkynes” J. Am. Chem. Soc. 2014 136, 14381−14384.

CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO:

Presença nas aulas e participação.

OBSERVAÇÕES:

Este curso será ministrado em inglês.