⑴ 化工專業的考研要考哪些科目
下面是各個專業研究生的考試科目 你自己看看吧!
070301無機化學專業研究生
01配合物化學
02無機材料化學
03無機分子設計與組裝
04能源與環境化學
05生物無機化學 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③730有機化學
④912無機化學
070302◢分析化學專業研究生
01環境與工業過程監測
02波譜分析(含電分析)
03化學計量學與智能分析儀器
04生化、醫葯檢測新技術
05現代光分析化學及聯用技術
06植物分析分離新技術 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③730有機化學
④912無機化學
070303有機化學專業研究生
01功能高分子
02醫葯原料及中間體合成
03葯用植物活性成分提取與分離
04不對稱合成與手性拆分
05有機合成新方法研究
06 應用電化學 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③730有機化學
④912無機化學
070304物理化學專業研究生
01材料物理化學
02熱化學與熱電化學
03物質結構與性能
04界面與催化
05應用量子化學
06應用電化學 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③730有機化學
④912無機化學
070305高分子化學與物理專業研究生
01功能高分子(生物醫用高分子、光電信息高分子、分離用高分子材料、高分子試劑和催化劑)
02高分子的分子設計與合成
03高分子凝聚態結構與性能
04高分子復合材料
05特種塗料與粘結劑 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③730有機化學
④912無機化學
080601◢冶金物理化學專業研究生
01冶金熱力學與動力學
02應用電化學(含熱電化學、光催化電化學)
03材料物理化學(光電轉換材料、能源材料、催化材料、納米材料、功能高分子材料、無機非金屬材料、超臨界材料)
04環境物理化學
05冶金過程模擬與模型 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③301數學一
④912無機化學
081701◢化學工程專業研究生
01催化反應工程
02化工分離工程
03生化分離工程
04化工過程模擬優化
05資源再生工程 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③302數學二
④916化工原理
081702◢化學工藝專業研究生
01化工冶金
02分離科學與工藝
03精細化工
04環境化工
05化工新材料 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③302數學二
④916化工原理
081703◢生物化工專業研究生
01葯劑成型技術
02天然葯物活性成分分離技術
03葯物分子設計與構效關系
04酶工程與生物轉化
05細胞工程
06生物電化學 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③302數學二
④910生物化學(C)
081704◢應用化學專業研究生
01精細化工新產品、新技術
02信息功能材料(含生物醫用材料、分子與固體電子材料、納米材料等)
03應用電化學(化學電源及其新材料、電化學合成等)
04能源材料化學
05分子生物電化學
06葯物合成與構效分析
07功能高分子材料 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③302數學二
④912無機化學
081705◢工業催化專業研究生
01催化材料設計與制備
02催化反應工程
03相轉移催化技術
04酶制備與酶催化技術
05電催化技術
06電池催化材料 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)(含法律碩士)
③302數學二
④916化工原理
081720◢★制葯工程專業研究生
01葯物反應工程
02葯物分離工程
03葯物制劑新技術
04中葯復方篩選與優化
05制葯過程在線檢測與控制技術 ①101政治(含法律碩士)
②201英語(含法律碩士)
③302數學二
④910生物化學(C)
⑵ 有機化學研究手段的發展是什麼
有機化學的研究方法就是根據研究需要,利用結構和機理來設計預測一個變化,通過實驗和分析檢測來驗證結果,並對設計進行反饋修正。
有機化學研究手段的發展經歷了從手工操作到自動化、計算機化,從常量到超微量的過程。
20世紀40年代前,用傳統的蒸餾、結晶、升華等方法來純化產品,用化學降解和衍生物制備的方法測定結構。後來,各種色譜法、電泳技術的應用,特別是高壓液相色譜的應用改變了分離技術的面貌。
中高壓液相色譜色譜分離層析系統
Martin 和 Synge在1941年就提出高效液相色譜的設想,然而直到60年代後期,由於各種技術的發展,高效液相色譜才付諸實現。這種色譜技術曾被稱為高速液相色譜、高壓液相色譜,目前使用最多的名稱是高效液相色譜。高效液相色譜已經廣泛地應用,成為一項不可缺少的技術。各種光譜、能譜技術的使用,使有機化學家能夠研究分子內部的運動,使結構測定手段發生了革命性的變化。
電子計算機的引入,使有機化合物的分離、分析方法向自動化、超微量化方向又前進了一大步。帶傅里葉變換技術的核磁共振譜和紅外光譜又為反應動力學、反應機理的研究提供了新的手段。這些儀器和X射線結構分析、電子衍射光譜分析,已能測定微克級樣品的化學結構。用電子計算機設計合成路線的研究也已取得某些進展。有機化學研究最重要的研究工具就是核磁共振。現代有機化學研究脫離了核磁共振簡直難以想像。核磁共振就是有機化學的眼睛。核磁共振的出現也給有機化學研究帶來了一場革命:反應研究第一次可以在克以下進行。核磁和質譜結合的話,基本上元素分析就顯得多餘了,於是一些傳統的分析手段也被迫退出歷史舞台。
核磁共振設備未來有機化學的發展首先是研究能源和資源的開發利用問題。迄今我們使用的大部分能源和資源,如煤、天然氣、石油、動植物和微生物,都是太陽能的化學貯存形式。今後一些學科的重要課題是更直接、更有效地利用太陽能。
對光合作用做更深入的研究和有效的利用,是植物生理學、生物化學和有機化學的共同課題。有機化學可以用光化學反應生成高能有機化合物,加以貯存;必要時則利用其逆反應,釋放出能量。另一個開發資源的目標是在有機金屬化合物的作用下固定二氧化碳,以產生無窮盡的有機化合物。這幾方面的研究均已取得一些初步結果。
其次是研究和開發新型有機催化劑,使它們能夠模擬酶的高速、高效和溫和的反應方式。這方面的研究已經開始,今後會有更大的發展。
20世紀60年代末,開始了有機合成的計算機輔助設計研究。今後有機合成路線的設計、有機化合物結構的測定等必將更趨系統化、邏輯化。
⑶ 有機合成的小試路線研究,中試,放大及工藝優化…… 具體指的是什麼
有機合成,先要在實驗室進行全部合成試驗,一步步打通合成路線,用小量的反應物進行試驗,確定合成的反應控制條件。確定反應物和生成物的關系量。對中間體和反應物進行檢測定性定量;中試是在小試成功的基礎上,增加合成反應物質的量,由實驗室合成向工業化合成規模前進行的試驗,進一步掌握有機合成的反應條件,合成發生的可能變化和反應控制條件變化,進一步摸清全部合成路線的相關情況和控制數據,合成反應與設施設備及控制儀器儀表的適應情況,各中間體和反應物的流程處理,安全處置等;放大是將完全清楚的全部合成路線,在掌握所有合成控制數據的基礎上,按照工業化生產的要求,在符合安全要求的中試生產線上,將合成路線的全部反應按工業化生產的要求,將有機合成的投料量與反應物的生成量達到工業化生產的規模和水平;工藝優化是將完全放大合格的有機合成路線,從產出物與投入物比例最大化,合成路線可控,安全,副反應 物少,產出物純度高、合成過程式控制制簡單,合成能耗小等方面進行改進和更新的過程。
⑷ 有機化學上,所謂的方法學研究是指得什麼
方法學研究主要指研究有機化合物的各種方法,如合成方法、分析方法,檢測方法,鑒別方法等,統稱為方法學研究
⑸ 有機合成中反應方法的研究和全合成之間的關系
反應方法和全合成之間是互相促進及互相驗證的關系。
一個反應方法在全合成中的成功應用會大大提升該方法的價值,單純的的反應方法文章一般在TL級別,如果能在某類化合物的全合成中得到應用,立即上升到OL的級別。
反過來,在某一個天然產物的全合成設計中可能就會用到某一種反應方法,或者在探索過程中發現了新的反應方法,可能會用在此全合成中,也可能會用在別的天然產物的全合成中。很有意思的。
如果某個實驗室發現了一種反應方法,與之相關的研究就會很多,會很快形成自己的特色而被人所記憶。
⑹ 綠色有機合成
大致包括: 催化劑 微波合成技術 超聲波輻射 兩相催化 微波加熱等等
太多了我就說說超聲波吧
盡管超聲波早已廣泛應用於醫學、工業焊接、材料凈化、家庭,甚至化學的各個領域, 如物理化學、聚合物化學、分析化學及晶體化學等, 聲化學這一名詞也早已出現, 但用於有機合成的研究卻並不多。 直到近些年來, 隨著實驗室用超聲波清洗器的逐漸普及, 這方面的研究才開始活躍起來,並且引起越來越多合成化學家的興趣。從這些年來的蓬勃發展趨勢來看, 聲化學在化學中的地位將會象熱化學、光化學和高壓化學等一樣佔有越來越重要的地位, 甚至有人認為, 聲化學將比它們佔有更重要的地位, 因為它幾乎可以覆蓋化學的整個領域, 從聚合物化學到化學物理。它方法簡單, 使用的儀器也簡單, 而且容易控制,我們應給予充分的重視。
本文著重就傳統方法與超聲波方法的比較對其在有機合成中的應用作一綜述。
一、超聲波的作用原理
最早發現超聲波化學效應的可能是Richards和Loomis, 他們研究的是高頻聲波(>280kHz)對不同的溶液、固體和純溶液的影響,隨後也有一些零星的報道。近20年來,這方面的研究已呈蓬勃之勢,但是迄今為止,對超聲波所以能產生化學效應的原因卻仍不十分清楚。一個普遍接受的觀點〔1〕是:空化現象(cavitation)可能是化學效應的關鍵, 即在液體介質中微泡的形成和破裂及伴隨能量的釋放。空化現象所產生的瞬間內爆有強烈的振動波,產生短暫的高能環境(據計算在毫微秒的時間間隔內可達2000-3000℃和幾百個大氣壓)。這些能量可以用來打開化學鍵, 促使反應的進行, 同時也可通過聲的吸收, 介質和容器的共振性質引起的二級效應,如乳化作用、 宏觀的加熱效應等來促進化學反應的進行。突出的例子是有金屬參與的反應。通常有金屬參加的反應有兩種情況:一是金屬作為反應物在反應過程中被消耗掉;二是金屬作為反應催化劑。不論哪種情況,通常都會因為金屬表面污染而影響反應活性,因而在使用前都要預先清洗,如制備格氏試劑時用碘除去鎂表面的氧化膜等。超聲波的作用使得在有金屬參加的反應中不再需預先清洗, 另外也使得金屬表面形成的產物和中間體得以及時「除去」,使得金屬表面保持「潔凈」,這比通常的機械攪拌要有效得多。在其它類型的非均相反應中均有類似的作用,在某些使用相轉移催化劑(PTC)的反應中甚至可以代替PTC。而在均相反應中的情況相對就要復雜得多,這里包括:(1)超聲波引起的微泡爆裂時所產生的機械效應;(2)微泡爆裂時產生的高能環境(高溫、高壓);(3)微泡爆裂時從溶劑或反應試劑產生的活性物質, 如離子和游離基,如果離子和自由基存在競爭, 則有可能產生不同的產物〔2〕; (4) 超聲波對溶劑本身結構的破壞。這些效應單一或共同作用的結果,使得反應體系的反應性能大大增強。
二、超聲波在有機合成中的應用
1.氧化反應
這方面的研究盡管比較多,但真正用於合成目的的應用卻很少。表1列出了幾種氧化反應在超聲波作用下的反應結果。
在高活性鉍氧化劑的制備中〔7〕,用N2O3、 KMnO4、H2O2或SeO2不能直接將1氧化為2,因為2不穩定,C—Bi鍵太弱,而用超聲波法卻可順利地製得2, 這個氧化劑可以方便地將伯醇氧化成醛,仲醇氧化成酮,收率都很高。
2.還原反應
有機還原反應中很多都採用金屬或其它固體催化劑,超聲波對這類反應的促進作用是明顯的,尤其對某些大規模工業生產中的還原反應(如黃豆油和葵花油的催化氫化)優點更加明顯。又如6-溴青黴素酯與鋅在超聲波作用下脫溴可得到很高產率的青黴素酯〔8〕。
這比通常所使用的脫溴試劑n-Bu3SnH或Pd-C/H2要清潔、有效得多,而且便宜。
表1 超聲波促進下的氧化反應
反 應 物 產 物 反 應 條 件 收率(%)
KMnO4, 己烷, 攪拌5h
KMnO4, 己烷, 超聲波輻射5h 2〔3〕
92
n-C7H15—CH2OH n-C7H15—CH2ONO2 60%HNO3, 室溫, 攪拌12h 100〔4〕
n-C7H15—COOH 60%HNO3, 室溫, 超聲波輻射20min 100
Ph2CH—Br Ph2C=O 溴代物∶NaOCl(摩爾比)=1∶20, 超聲波輻射2h 93〔5〕
Na2CO3*3/2H2O2, 攪拌7h
Na2CO3*3/2H2O2, 超聲波輻射1h 48〔6〕
88
表2 超聲波促進下的還原反應
反 應 物 產 物 反 應 條 件 收率(%)
� H3B*SMe2, THF, 25℃, 24h
H3B*SMe2, THF, 25℃, 超聲波輻射1h 98〔9〕
98
Al-Hg, THF-H2O, 超聲波輻射 69〔10〕
Zn-NiCl2(9∶1), EtOH-H2O(1∶1), 室溫,超聲波輻射2.5h 97〔11〕
H2, Pd/C, MeOH/AcOH, 超聲波輻射 43〔12〕
Zn/HOAc, 15℃, 超聲波輻射15min 100〔13〕
5α∶5β
=0.8∶1
3.加成反應及有關的反應
超聲波在加成反應及相關的反應中的應用研究十分廣泛,表3列出了部分反應的例子。 在下面的苯乙烯與四乙酸鉛的反應中,反應條件對產物有很大的影響〔14〕, 該反應是離子和
自由基的競爭反應, 3自由基機理產生,5由離子機理產生, 而4則是這兩種機理共同作用的結果。超聲波有利於按自由基機理進行,在50℃下用超聲波輻射1h,3的收率為38.7%,而攪拌15h只能得到33.1%的5。
在烯烴上直接引入F原子的報道很少,這一反應通常要用到一些危險品, 如F2 、 HF 、 HF-吡啶絡合物、乙醯次氟酸鹽等,操作需要特別小心。但在下面的反應中〔15〕,如採用超聲波輻射的方法則可很方便地在雙鍵上引入F原子。
在Simmons-Smith反應中,如沒有活化的鋅,反應是很難進行的,經典的方法是用碘或
鋰作活化試劑,使鋅和二碘甲烷與烯烴反應,由於反應突然放熱,很難控制。1982年Repic首先對該反應進行了成功的改進,他使用超聲波避免了活化過程,不僅避免了突然的放熱,而且提高了產率。例如〔16〕
產率可達91%,而通常的方法則只有51%。這一方法已被成功地應用於大量生產,結果表明,即使用鋅箔,甚至鋅棒,也能得到同樣好的結果。
類似的方法還可用於二磷環丙烷環的建立〔17〕。
在第一步反應中,超聲波可使產物的收率從22%提高到94%,在第二步反應中,卡賓的產生需要正丁基鋰或新制備的特丁醇鉀,而使用超聲波時,只需在己烷中使用過量的KOH和鹵仿,就可得到定量的產物。
超聲波能促進Diels-Alder反應的進行,並且能夠改進其區域選擇性〔18〕。例如
在苯中迴流8h總收率為15%(a∶b=1∶1),而用超聲波輻射1h收率為76%(a∶b=5∶1)。
Thibaud 等也報道了超聲波可以大大加速環戊二烯與甲基乙烯基酮的Diels-Alder反應〔19〕。
同樣,超聲波對1,3-偶極環加成反應也有類似的作用〔20〕,例如
在傳統的加熱反應條件下反應34h,收率為80%,而用超聲波輻射只需1h收率即可達81%。
在脫鹵-環加成反應中,由於常常有固體金屬的參與,超聲波的使用往往對反應有很大的促進作用,這一方法已被成功地應用於糖化學中,例如〔21〕
在超聲波及Zn-Cu偶的存在下鹵代烴與α、β-不飽和混合物的作用通常得到的是加成
產物,但下面的化合物得到的是環丙烷化產物,而與α、β-不飽和混合物沒有任何作用〔22〕。
表3 超聲波在加成反應中的應用
反 應 物 產 物 反 應 條 件 收率(%)
四丁基溴化銨,50kHz超聲波輻射,2h
四丁基溴化銨,攪拌11.7h 98〔23〕
78
THF,Zn-Ag,迴流
THF,Zn-Ag,室溫,超聲波輻射 33.4〔24〕
88.9
PhCHO+BrCH2COOEt PHCH(OH)CH2COOEt 25-30℃,活化Zn粉、I2,超聲波輻射5min
傳統方法,12h 98〔25〕
61
CHCHCN
+CH3(CH2)13OH CH3(CH2)13O(CH2)2CN 攪拌,2h
超聲波輻射,2h 0〔26〕
91.4
NaCN/PhSO2Cl,甲苯/H2O,超聲波輻射
NaCN/PhSO2Cl,甲苯/H2O,攪拌 94〔27〕
40
4.取代反應
在下面的反應中〔35〕,如果使用常規方法,需要18-冠-6存在,反應3天以上,收率只有35%-70%; 而用超聲波方法,不需使用冠醚,反應2-4h,收率可達80%以上。
一個有趣的反應是苄溴與甲苯和KCN在Al2O3作用下的反應〔36〕,如用機械攪拌得到的是83%的付-克取代產物,而用超聲波輻射則得到76%的氰基取代產物,這里似乎存在著一個「化學開關」。
表4 超聲波促進下的取代反應
反 應 物 產 物 反 應 條 件 收率(%)
PhCH2Br+KCN PhCH2CN H2O/KCN=0.61,甲苯,攪拌24h 55〔26〕
H2O/KCN=0.6,甲苯,超聲波輻射,6h 68
RCOCl + KCN RCOCN 乙腈,50℃,超聲波輻射 70-85〔29〕
四丁基溴化銨,放置6h 29
n-CH3(CH2)3Br KSCN CH3(CH2)3SCN 四丁基溴化銨,攪拌6h 43〔30〕
四丁基溴化銨,超聲波輻射6h 62
Br(CH2)4Br t-BuOK,苯,40℃,攪拌6h
t-BuOK,苯,40℃,超聲波輻射6h
28〔31〕
90
PhCCCl+PhSO2H+CuCO3 PhCSO2Ph 超聲波輻射 73〔32〕
p-NO2C6H4Cl + PhOH p-NO2C6H4OPh Bu4NBr,K2CO3,超聲波輻射 53.7〔33〕
Zn(OAc)2,(n-C8H17)4NBr,25℃,超聲波輻射常規方法 65〔34〕
易消除
5.偶合反應
超聲波在偶合反應中的應用研究也比較普遍,尤其是在Ullmann型偶合中,如在沒有超聲波的情況下,很少或根本就沒有反應發生〔37〕。
超聲波也能大大促進碘對活潑亞甲基化合物在Al2O3-KF催化下的氧化偶合,如:
收率可從65%提高到86%〔38〕。
另外,如氯硅烷的偶合〔39〕
在沒有超聲波的情況下反應是不能發生的。
α-不飽和酮的偶合通常得到的是混合物,但在超聲波的作用下用Zn和三甲基氯硅烷反應,然後與Bu4NF一起水解可得到較高產率的片吶醇〔40〕。
室溫,2h,u.s. 2*Bu4NF OHPhOHPh 50%
6.縮合反應
在Claisen-Schmidt縮合反應中〔41〕,採用超聲波可使催化劑C-200的用量減少,反應時間縮短。
在典型的Atherton-Todd反應中,胺、亞胺及肟都易被磷醯化,而醇不能。但在超聲波作用下,醇也能很順利地磷醯化,且收率很高〔42〕。
表5 超聲波在縮合反應中的應用
反 應 物 產 物 反 應 條 件 收率(%)
傳統方法,7天
超聲波輻射15min 60〔43〕
91
Al2O3,環己烷,80℃,超聲波輻射24h 90〔44〕
EtCOOH + PhX EtCOOPh KOH,聚乙二醇,超聲波輻射2h
機械攪拌2h 80〔45〕
44
N-甲基吡咯啉酮,65℃,105min
N-甲基吡咯啉酮,65℃,超聲波輻射60min 48〔46〕
79
攪拌12h
超聲波輻射0.75h 43〔47〕
75
PhCHO+(NH4)2CO3+NaCN 25℃,4—10天
45℃,超聲波輻射3h 20〔48〕
73.6
7.歧化反應
Cannizzaro反應〔49〕
在沒有超聲波時,同樣條件下反應不能發生。
8.水解反應
(1)酯的水解
超聲波能促進羧酸酯的水解,例如〔50〕
而傳統法迴流1.5h產率只有15%。
在工業上一些很重要的物質,如甘油酯、菜油和羊毛蠟的皂化反應都能被超聲波顯著加速,這些多相反應可在比通常所使用的溫度低得多的溫度下進行,這樣可以避免高溫反應中出現的變色.
(2)酚羥基的脫保護
特丁基二甲硅基是酚羥基的一個最有用的保護基,但它現有的幾種脫保護體系均存在這樣或那樣的缺點,如在超聲波作用下用KF-Al2O3體系可得到很好的效果。例如〔51〕
使用3倍重量的KF-酸性Al2O3,以乙腈作溶劑室溫反應48h,收率為82%,而將Al2O3改為鹼性後同樣條件下用超聲波輻射45min收率即可達到81%。
(3)腈的水解〔52〕
在下列腈的水解中,超聲波的使用不僅可以提高收率,而且可以避免使用相轉移催化劑。
如Ar為萘基時,迴流攪拌6h收率為63%,而將攪拌改為超聲波輻射後收率可提高到98%。
9.其它
(1)難制備的金屬有機化合物的制備
對於難制備的格氏試劑,超聲波能大大縮短其制備所需的時間,增強其活性。超聲波也能用於有機Al、Sn等化合物的制備,例如〔53,54〕
(2)Wittig-Horner 反應
鹼u.s.R1R2CHR3
R=CO2R4,CN,SO2R5
使用常規方法雖也可得到比較高的收率,但反應時間一般很長。使用超聲波時,不僅可以大大縮短反應時間,而且可減少催化劑的用量,另外反應於室溫下進行即可〔55,56〕。
(3)膠粒鉀的制備
許多有價值的有機合成都要使用到鹼金屬,使用中常常選用不同的介質將其分散為如沙粒大小的顆粒,或者將其吸附在Al2O3、SiO2、木炭或石墨上,需要時間長且不安全,Luche等用超聲波技術取得了膠粒鉀,並用於Dieckman縮合〔57〕。具體方法是在氬氣保護下於100℃左右用超聲波輻射置於干甲苯或二甲苯中的鉀,銀藍色迅速出現,幾分鍾後碎鉀片即消失,便可得到精細的懸浮於溶劑中的鉀,當把膠粒鉀在室溫下加到含有辛二酸二乙酯的甲苯溶液中時,幾分鍾內藍色消失,得到83%的2-氧代環戊烷羧酸乙酯。
(4)烯烴構型的轉化〔58〕
R-Br的蒸氣壓對反應有較大影響,較大的蒸氣壓對反應有利。
(5)重排反應
在下面的脫硫反應中,即使是在易揮發的溶劑 ,如乙醇中,以及使用低能量的超聲波清洗器作為超聲源,反應也能充分地進行〔59〕。
在下面的Arndt-Eistert反應中〔60〕,室溫下使用超聲波輻射2min,收率為92%,而傳統方法需2h,收率為88%。
(6)金屬有機絡合物的制備〔61〕
(7)雜原子-金屬鍵的形成如:
這樣製得的鹽的反應活性比用通常方法製得的鹽要高得多〔62〕。
又如在雙有機膦負離子中含有一個有用的結構單元,可用於制備不同的單或雙膦化合物,它可以通過用鋰來斷裂P-Ph鍵的方法得到,這一過程可為超聲波所大大加速〔63〕。
三、結 語
可以看出,超聲波在有機合成中的應用研究已經十分廣泛,對各種類型的反應幾乎都有不同程度的促進作用,但也並非所有的研究都是正結果。如在下面的反應中,用甲苯作溶劑超聲波對其沒有什麼促進作用,如用水作溶劑時有輕微的副作用(收率從19%降低到13%)。同時超聲波也不是對所有的反應都會有作用的。目前超聲波的應用還缺乏應有的理論指導,盡管如此,超聲波的作用還是顯而易見的。限於篇幅,我們不可能將所有這方面的資料都包括在本文中,本文的目的是使合成化學家們對這一新的有機合成手段有所了解。這個方法確有它獨特的優點,而且操作又十分簡便,我們有理由相信,在不久的將來,無論是在理論上還是在應用上,超聲波方法都會得到蓬勃的發展,成為有機合成研究中的一種重要手段,超聲波儀器也將會成為合成化學家們常用的儀器
⑺ 李志平的研究興趣
李志平教授的主要研究方向是利用金屬有機化合物研究高效高選擇性有機合成新反應、新方法和高(小)分子功能性化合物的合成及其性質,研究的目標是發現和發展基於綠色化學為基礎的新合成方法學,探索新一代物質轉化的途徑。
主要研究方向有以下幾個方面:
(1)高效高選擇性有機合成新方法學研究;
(2)功能有機高(小)分子材料的合成以及性質研究
(3)烯烴仿生甲基化新方法學的基礎研究;
(4)鐵催化劑在有機合成中的新方法學。
⑻ 有機合成的方法有哪些
一、有機合成的過程
[思考與交流]閱讀第三自然段,回答:
1、什麼是有機合成?2、有機合成的任務有那些?3、用示意圖表示出有機合成過程。
【板書】1、有機合成定義;有機合成是利用簡單、易得的原料,通過有機反應,生成具有特定結構和功能的有機化合物。
2、有機合成的任務;包括目標化合物分子骨架構建和官能團的轉化。
3、有機合成過程。
【投影】有機合成過程示意圖:
【講】有機合成的過程是利用簡單的試劑作為基礎原料,通過有機反應鏈上官能團或一段碳鏈,得到一個中間體;在此基礎上利用中間體上的官能團,加上輔助原料,進行第二步反應,合成第二個中間體,經過多步反應,按照目標化合物的要求,合成具有一定碳原子數目、一定結構的目標化合物。
【板書】4、有機合成的思路:就是通過有機反應構建目標分子的骨架,並引入或轉化所需的官能團。
【思考與交流】官能團的引入方法
1、在碳鏈上引入C=C的三種方法:(1) (2) (3) 。
2、在碳鏈上引入鹵素原子的三種方法:(1) (2) (3) 。
3、在碳鏈上引入羥基的四種方法:(1) (2) (3) (4) 。
【投影】學生匯報,評價,總結:
官能團的引入
引入-OH
烯烴與水加成,醛/酮加氫,鹵代烴水解,酯的水解
引入-X
烴與X2取代,不飽和烴與HX或X2加成,醇與HX取代
引入C=C
某些醇和鹵代烴的消去,炔烴加氫
引入-CHO
某些醇氧化,烯氧化,炔水化,糖類水解
引入-COOH
醛氧化,苯的同系物被強氧化劑氧化,羧酸鹽酸化,酯酸性水解
引入-COO-
酯化反應
【講】除了官能團的引入,也可通過反應消除官能團,主要包括以下方法:通過有機物加成可消除不飽和鍵;通過消去、氧化或酯化可消除羧基;通過消去或取代可消除鹵原子。
【板書】5、有機合成的關鍵—碳骨架的構建。
【問】如何增長碳鏈?
【講】有機合成題中碳鏈的增長,一般會以信息的形式給出,常見的增長的方式有如下:
【投影】(1)加成反應:
(2)鹵代烴+NaCN: CH3CH2Br+NaCN
【問】如何縮短碳鏈?
1、脫羧反應。如:RCOONa+NaOH RH+Na2CO3
2、氧化反應,包括燃燒,烯、炔的部分氧化,丁烷的直接氧化成乙酸,苯的同系物氧化成苯甲酸等。如:
3、水解反應。主要包括酯的水解,蛋白質的水解和多糖的水解。如:
【板書】二、逆合成分析法
1、合成設計思路:
【講】有機合成的解題思路是:首先要正確判斷需合成的有機物的類別,它含有哪種官能團,與哪些知識信息有關;其次是根據現在的原料、信息和有關反應規律,盡可能合理地把目標化合物分成若乾片段,或尋找官能團的引入、轉換、保護方法,或設法將各片段拼湊衍變,盡快找出合成目標化合物的關鍵;最後將正向推導和逆向推導得出的若干個合成路線加以綜合比較,選擇出最佳的合成方案。
【投影】有機合成的設計思路
【板書】2、有機合成路線的設計
【講】有機合成的方法包括正向合成分析法和逆向合成分析法。
【講】正向合成分析法是從已知的原料入手,找出合成所需要的真接或間接的中間體,逐步推向合成的目標有機物,而逆向合成分析法是在設計復雜化合物的合成路線時常用的方法。它是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應的中間體,該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物,而這個中間體,又可以由上一步的中間體得到,依次類推,最後確定最適宜的基礎原料和最終的合成路線。
【投影】逆合成分析示意圖:
【講解】逆推法合成有機物思路
【探究】用綠色化學的角度出發,有機合成的設計有哪些注意事項?
【講】不使用有毒原料;不產生有毒副產物;產率盡可能高等
【板書】 3、解題思路:
(1) 剖析要合成的物質(目標分子),選擇原料,路線(正向,逆向思維.結合題給信息)
(2) 合理的合成路線由什麼基本反應完全,目標分子骨架
(3) 目標分子中官能團引入
【投影】
【點擊試題】閱讀課本,以 (草酸二乙酯)為例,說明逆推法在有機合成中的應用。
(1)分析草酸二乙酯,官能團有 ;
(2)反推,酯是由酸和醇合成的,則反應物為 和 ;
(3)反推,酸是由醇氧化成醛再氧化酸來的,則可推出醇為
(4)反推,此醇A與乙醇的不同之處在於 。此醇羥基的引入可用B ;
(5)反推,乙醇的引入可用 ,或 ;
(6)由乙烯可用 製得B。
【投影】分析思路:
【投影】書寫上述6步的化學反應方程式:
【點擊試題】用乙炔和適當的無機試劑為原料,合成 。
資料1
資料2
【講】從原料到產品在結構上產生兩種變化:①從碳鏈化合物變為芳環化合物;②官能團從「—C≡C—」變為「—Br」。由順推法可知:由乙炔聚合可得苯環,如果由苯直接溴代,只能得到溴苯,要想直接得到均三溴苯很難。我們只能採取間接溴代的方法,即只有將苯先變為苯酚或苯胺,再溴代方可;而三溴苯酚中的「—OH」難以除去。而根據資料2可知, 中的「—NH2」
可通過轉化為重氮鹽,再進行放氮反應除去。答案:
【投影】
⑼ 有機合成方法
有機合成的常規方法1.羥基的引入
(1)烯烴與水加成
(2)醛酮與氫氣加成
(3)鹵代烴的水解
(4)酯的水解
2.鹵原子的引入
(1)烴與鹵素的取代
(2)不飽和烴與鹵化氫、鹵素的加成
(3)醇與鹵化氫的取代
3.雙鍵的引入
(1)鹵代烴的消去反應
(2)醇的消去反應
(3)炔烴不完全加成
4.加成消不飽和鍵
5.消去、氧化、酯化除羥基
6.加成、氧化、除醛基
7.不同官能團間的轉換
8.通過某種途徑使一個官能團變為兩個
9.通過某種途徑使官能團的位置