氟两相体系中和温度相关的互溶性，可以通过用Hildebrand-Scratchard理论亦称常规溶液理论来推算。根据这个理论，它们的临界温度(T_c)(高于此温度，该两相体系可以以任何比例相互混溶)，与该两相体系以相同体积混合的相分离温度相近。T_c可以由下列公式计算得到：

式中，R为气体常数，V_mi 为摩尔体积，K (J·m^-3)值由式(6.2)计算得到，它是不同种分子间的相互作用能和相同分子间的相互作用能的差值。不同种分子间的相互作用越弱，K值越大；而K值越大表示这两种溶剂的互溶性越差，即具有较高的临界温度T_c。

溶剂的Hildebrand参数δ_i(MPa^0.5)的定义如式(6.3)，它的数值是溶剂的汽化焓(△H_i^v)和摩尔体积之比的平方根。从式(6-1)和式(6.2)的计算可以发现，对于平均摩尔体积为100mL/mol的两种液体，当它们的Hildebrand参数的差值绝对值|δ₁-δ₂|小于7 MPa^0.5时，这两种液体在室温下就可以互溶。对于一些典型的氟相溶剂，它们的Hildebrand参数δ_i 都比较低(从全氟己烷的12.1到全氟三丁胺的12.7)，有机溶剂的Hildebrand参数δ_i 居中(己烷14.9，甲苯18.2,二氯甲烷19.8，乙腈24.3 )，一些水溶性溶剂最高(甲醇29.7，乙二醇34.9，水48)。在氟两相体系中，Hildebrand参数在18MPa^0.5左右的有机溶剂最为有用，因为在这种情况下，该两相体系在室温下处于分层状态。超临界二氧化碳与氟相溶剂及有机溶剂的δ值与温度有关[δ(scCO₂)=18.2 MPa^0.5×ρse /ρliq ]。许多氟相标记化合物在其中有较好的溶解度，所以是一种绿色反应介质。

但是，到目前为止还没有一个可以预测氟相标记化合物亲氟相性(f_i大于0，表示有亲氟相性)的或氟相分配系数P_i，的定量理论。

f_i＝1nP_i＝In[c_i(C₆F₁₁CF₃)/c_i(C₆H₅CH₃)]；T=298K        (6.4)

尽管如此，通过经验和计算机的理论计算区定量的构效关系(QSARs)，神经网络模拟)]相结合的方法，获得了一些对设计氟相标记化合物有指导作用的规则。这些规则以数据的形式列于表6.1中，并总结如下：

规则1：分子中氟含量必须大于60％。

规则2:氟尾中全氟烷基的碳链越长，氟相分配系数越大，在两相中的溶解性越差。另一方面，随着分子中“憎氟相”部分的增加，该分子在有机相的溶解度也随之增加。

规则3：增加分子中氟尾数量，导致氟相分配系数的增大，同时其在氟相中的溶解性变化不大。

规则4：应该尽量减少能够产生分子间相互作用(静电作用、氢键作用及分散作用的)的憎氟相基团的数量。这方面的一个典型例子就是全氟苯12和五氟苯13，尽管它们都有很高的含氟量，但由于它们和一些富电子的有机化合物如甲苯等，有很强的静电作用力，所以它们的氟相分配系数很低。

表6.1  一些化合物(含氟的或不含氟的的氟相分配系数(Pi)(全氟代甲基环己烷/甲苯体系，24℃)。亲氟参数(f_i)和分子中的氟含量

到目前为止，氟相标记物中氟尾的结构(如：直链型、支链型、中间含有杂原子型)及构象的钢性或柔性等，对氟相分配系数的影响，还没有深入研究的报道。

自从1994年，发表了利用氟两相体系进行甲醛化反应的报道后，已经出现了很多相同原理应用例子的研究报道。为了更好地回收昂贵的催化剂，人们合成了各种不同的氟相标记的三芳基膦配体(图式6.3)。

图式6.3  氟相标记三芳基膦配体的合成及在过渡金属催化中的应用举例

由于氟相标记的三芳基膦配体在超临界二氧化碳体系(scCO₂)中有良好的溶解性能，所以也已经有关于在氟相标记的三芳基膦配体催化剂催化下，在该环境友好超临界二氧化碳介质中的烯烃的不对称甲醛化反应报道(图式6.4)。

图式6.4  手性氟相配体(R, S)-3-H²F⁶-Binaphos16的合成及其在超临界二氧化碳介质中铑催化下烯烃不对称甲醛化反应[RF=(CH₂)₂(CF₂)₆F]