【独家】是“氟”不是祸，为氟正名正当时
2015/12/12 千人智库
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文/本刊记者 王徵
1886年，法国化学家莫瓦桑利用电解法成功制取了单质氟，并以此荣获了诺贝尔化学奖。单质氟的提取可谓是现代化学进程中里程碑式的事件，也催生了日后风生水起的氟化工行业。可是作为“氟之父”的莫瓦桑却因长期沉湎于工作，身体健康出现了严重问题，英年早逝。莫瓦桑自己也不得不承认：“氟夺走了我十年生命。”自此之后，氟化物便伴随着死亡的阴影和沉重的误解。
氟化物对于大众而言并不陌生，含氟牙膏、含氟饮用水、氟利昂空调、不粘锅早已随着现代科技走进千家万户。但是如同大多数化工产品一样，大众对其仍保持观望态度，甚至还存在着谈“氟”色变的误区。国家“千人计划”、艾琪康医药科技(上海)总裁卢寿福博士认为，谈“氟”色变，乃至谈“化工”色变，其实是民众对于化工行业整体反应过度。氟化工行业已经在许多方面影响和改变了人们的生活，是造福百姓的有益之举。民众对氟的认知存在偏差和误区，作为“千人计划”的一份子，有义务有责任向大众科普氟知识，尤其是氟对于人们有益的一面。
与其谈“氟”色变，不如从容应对
《千人》：氟化物是作为抗龋齿药物进入我们生活的，初衷是为了治疗、预防疾病。但对于普通民众而言，“氟化物危害论”似乎更加深入人心，为何会出现这样理解的偏差？
卢寿福：“氟化物危害论”这一观点由来已久，归根结底是源于民众对于氟的特性一知半解。氟气是氧化性最强的物质之一，它的化学性质非常活泼，容易与其他物质发生反应。由于氟原子夺取电子的能力很强，大多数有机化合物与氟气直接反应将会发生爆炸。氟还具有一定的腐蚀性，含有剧毒。综上特性，导致提取单质氟的实验过程非常危险，更有法国化学家、“氟之父”莫瓦桑为“氟”献身。可以说自从“氟”出世以来，就自带话题属性。
以最臭名昭著的“氟利昂”为例，早期冰箱制冷依靠氟利昂，但其被证明对臭氧层具有一定的破坏作用，所以遭到抵制最终叫停生产，但实际上罪魁祸首并非是氟原子，而是其中的氯原子，人们单纯的依靠某个事件或产品判断氟是有害于人类是片面的。正确认识事物需要明确其两面性——氟气或者有些氟化物的确是具有一定危险性，但只要正确、适当地使用，是绝不会危害人们日常生活的。人们更应看到，在日常生活中我们接触到的主要是氟化物(氟有机化学物质，氟无机化学物质和氟材料等)。氟化物已经给大家的生活带来了天翻地覆的变化——美国在上个世纪大规模普及含氟饮用水，很好地抵御了龋齿病的蔓延；美国疾病控制和预防中心更是将含氟饮用水和疫苗一起列为20世纪10项最伟大的卫生成就；含氟医药的研发，为许多恶性疾病的治愈带来的可能。
所以，大众完全无需谈“氟”色变，只要正确认识它、使用它，氟能够给大家的生活带来许多福利。尤其我国氟石储能丰富，更应该把握时机，大力发展，打破传言，造福社会。
《千人》：氟化物应用于化工领域，在生产过程中无可避免会产生废弃物，是否会对环境造成不可逆的危害？
卢寿福：化工污染的源头是污水排放。污水治理，对于化工企业尤其是含氟化工企业，都是不小的挑战。氟化物性质特殊，其大部分无机盐水溶性比较大，后续处理相对麻烦；同时污水处理成本相对较高，国内许多氟化工企业在这方面投入的预算有限，处理方案落后，也有可能对污水处理的重视程度不够，这也就导致目前国内氟化工行业声名狼藉。国家可以就此颁布一些鼓励政策，激发企业环保意识，借鉴吸收欧美国家化工行业污水治理的先进经验。
总体而言，对于氟化工行业对环境可能带来的消极影响，首先不能怀有恐惧心理，正视氟化物的危害性。其次就是从排污监管、安防人员资质排查、选址建厂等诸多环节进行严格把关，把氟化物的“毒”拒之门外。最后，从氟化工工厂角度而言，要注意生产设备的更新换代，启动“绿色工艺”，实施科学管理，做到有效地利用资源。万万不可因为某些氟化工企业的疏忽，就对氟化工产品“一竿子打死”。“氟化工行业危害论”是非常片面的观点，民众不应本末倒置。企业方面更应以身作则，加强绿色意识。
行业新星，含氟医药新征程
《千人》：据了解，您主要是从事含氟药物的研发，氟的何种特性促使您选择了它？与其他药物相比，含氟类药物的优势体现在哪里？
卢寿福：含氟药物是指药物分子中含有氟原子的药物。含氟医药的研究大概从上个世纪50、60年代起步，距今已有约六七十年的历史。近三十年是含氟药物发展的“黄金时期”，2014年全球畅销药排行榜top10中，仅有的三个化学小分子药物全是含氟药物(吉列德的Sovaldi，葛兰素史克的Advair和默沙东的Januvia，大于230亿美元的销售额)，毋庸置疑，含氟药物的崛起机遇已经开始显现。和挣扎在困顿中的其他氟化工行业相比，含氟医药的研究和生产俨然是一颗冉冉升起的新星。
相较于传统药物，含氟药物具备独一无二的优良特性。其一, 从药物学上来看，分子中的氟原子常常被认为在原子半径和氢原子有相近，具有模拟效应，常常被用来取代药物分子中的氢原子进行新药研发。其二，由于氟原子的最强电负性，在药物分子与靶点蛋白的作用中，往往与靶点蛋白以“氢键”的作用方式增强药物与靶点的结合作用，从而提高药物的活性。此外，也是由于氟原子的强吸电子性，改变药物的分子的极性或极性取向，从而影响药效。其三，药物引入氟原子后，增加脂溶性，使其更容易穿透细胞膜，可有效增强药物分子的生物利用度。其四，由于氟原子的强吸电子性，可以改变药物的酸碱性。故引入氟原子，除改变药物的活性外可在药物动力学性质和药物制剂上取得一定的改善。其五，含氟药物相比于其他药物而言，由于碳原子和氟原子间的化学键很强，往往可以提高药物的代谢稳定性，使药效更为强劲持久。添加氟原子之后，药物可进入人体血液的浓度更高。含氟药物可以在保证同等药效的前提下，降低服药次数或者降低药剂用量。其六，药物分子引入氟原子之后，还具备识别靶点的差异性，从而进行更有有效的精准治疗。其七，由于缺乏合适的含氟新药研发中间体，很多制药企业往往错失含氟药物分子的发现，从而使得同行可以有绕过专利的新机遇。
除此之外，氟化物还促进了医疗诊断技术领域革新。例如氟代脱氧葡萄糖技术应用于正电子发射计算机断层扫描(PET)，主要用于诊断和指导治疗各种恶性肿瘤、冠心病和脑部疾病，这是细胞分子水平上进行人体功能代谢显像最先进的医学影像技术之一。该技术就选用了氟-18同位素，由于同位素药用量低，半衰期短，相比于之前的断层显像，没有X线辐射伤害，使检查真正做到了健康安全无创。
它曾创造了制药史上的两大奇迹。其一，创造了制药史上第一个年销售额超过百亿美金的处方药——辉瑞的立普妥(Lipitor)，它可以有效减少心血管事件和中风的发生。其二，2013年美国吉利德公司(Gilead)发明的索非布韦片(Sovaldi)，被视为可治愈丙型肝炎的突破性药物。去年甫一上市，就创造了销售额超过100亿美元的佳绩。如此辉煌的成绩注定了含氟药物市场广阔。据医药行业报告数据称，目前含氟药物占有20%左右的市场份额，预估在不久的将来会达到30%。含氟药物品种多元，主要体现在抗肿瘤类药物(治疗恶性肿瘤的氟尿嘧啶等)；心血管类药物(譬如降血脂、心血管类药物立普妥等)；抗感染药物(如诺氟沙星抗生素，马拉维诺抗艾滋病药物，索菲布韦治疗丙肝药物等)，治疗糖尿病药物(默沙东的西他列汀等)及中枢神经类药物等。此外，含氟式吸入麻醉剂，也是全球公认的实用性强、副作用最小的最新一代麻醉剂产品。由于自然界中有机含氟天然化合物非常少见，到目前发现还不到20种，所以只能通过化学方法来合成。含氟药物的出现，填补了自然界的空白，增加了药物开发的数量和空间，为许多新型病症的治愈提供了可能。
《千人》：我国的含氟医药研究和推广如何实现自我突破？
卢寿福：对于含氟医药研发而言，发展瓶颈集中在氟化学制备工艺，氟化学人才匮乏和新药研发环节。
针对目前含氟医药研发人才紧缺，可以通过国内学习+国外进修+工业界实践的培养模式。国内大学可以适当开设相关课程，加大氟化学的教育和研究，进一步完善氟化学知识和理论，培养更多氟化学人才。目前，氟化学研究及人才培养走在全国前列的是中国科学院上海有机化学研究所。该所设有专门的有机氟化学重点实验室，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，并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。
国内还比较欠缺新药研发的主体环境。新药研发难度大，需要花费较高的时间成本和投入大量的研发资金。此外研发成功之后，还需进一步投入人力物力进行市场拓展。对此，国家层面应该给予相应的政策扶持。建造相应的药物公共服务平台，比如上海张江药谷就是很好的典型。加大宣传力度，夯实新药研发的基础环境。含氟医药企业也要适应自媒体时代，注重同媒体的合作，拓宽宣传渠道。
产业升级，拔除化工顽疾
《千人》：我国氟化工产业长时期集中于粗放型化工制造领域。作为朝阳产业，我国的氟化工行业如何解决结构性产能问题，实现转型升级？
卢寿福：氟化工行业实施转型升级，关键在于技术创新和人才引进。我国拥有发展含氟化工得天独厚的先天条件，氟石储能非常丰富，而且已经形成比较完整的产业链。但与此同时，也存在着许多的问题：我国长时期进行粗犷的原料开发和简单的工艺制造。整体技术非常落后，中低端产品多，高附加值产品依赖进口，产业链不均衡，比如含氟液晶材料等，我国主要处于提供含氟中间体环节。目前，技术含量低的上游氟化工行业处于发展低谷，要想在夹缝中寻求发展，产业必须向高精尖方向迈进，进行产品自主研发，提高附加值。应对市场的刚性需求，开拓更为广阔的应用领域。
氟有机材料具有疏水性强、防辐射、耐高温等优势，市场前景广大。比如含氟纤维的耐腐蚀性是目前所知所有合成纤维中最高的，在户外长期放置也不会老化。但是由于缺乏较理想的油剂和静电较大的问题，还不适宜作为纺织材料。技术难题一方面依靠国内科学家的努力攻关，另一方面也要注重外来先进技术和人才的引进。借鉴国外氟化工行业发展的先进经验，氟化工产业要“苦练内功”，掌握技术窍门，生产出更多高附加值的产品。增加研发投入，扶植具有核心竞争力的重点企业，引入必要的竞争机制，进一步激活市场。
《千人》：氟化工行业是国家重点扶持、具有战略意义的朝阳产业。对于氟化工行业的未来，您有何期待？
卢寿福：可以肯定的是，氟化工行业前景远大，具有极大的上升空间。首先就我个人的行业经验而言，含氟药物的潜在市场是无可限量的，而且具备十分深远的意义。因为微生物、肿瘤细胞会对化疗药物作用产生耐受性，药效会相应降低。新型病菌不断出现，含氟药物的相继问世，可以很好地应对这项难题。例如目前国际上大热的“青蒿素”，已经有科学家在着手进行第二代升级的临床试验，用氟修饰的新一代药物来取代。
丰富的上游资源，低廉而优秀的人力资本，加上国家相关产业政策的大力支持，构成了我国氟化工产业朝精细化、高附加值产品发展的优势。未来几年我国氟化工产业的需求将继续增大。我国对空调、冰箱、汽车的需求量日益增加，使相关行业的竞争力迅速增强，为含氟替代品发展提供了快速增长的市场空间。含氟精细化学品的市场空间巨大，后续产品将随着技术的进步而持续发展。全球知名的化工巨头争相将氟化工业务转向中国，在承接产业转移的变迁浪潮中，我国氟化工企业将受益匪浅，也将引领我国氟化工产业再上一个新的台阶。
总之，氟化工产业不仅会带来优厚的经济回报，并且具备重要的战略意义。因此要走可持续发展道路，加大资源保护和节约利用的力度，限制出口配额，有序开采，让不可再生的氟石资源能够长久支撑氟化工行业的发展。启动“绿色工艺”，实施材料替代、工艺改革、装备改造、水循环、废物回收再生、节能技术、资源综合利用等措施，在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。
卢寿福，国家“千人计划”专家、艾琪康医药科技(上海)有限公司总裁。
来源：千人杂志
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