有機合成的常用方法精選(九篇)

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第1篇：有機合成的常用方法范文

關鍵詞：高職　化工專業課程　研究性學習　選題　實施

研究性學習是指為了達到一定的教學目的，學生在教師的指導下，采用類似科學研究的方法，從自然、社會和現實生活中自主選擇和確定專題進行研究，并在研究過程中主動獲取知識、應用知識和解決問題的學習活動[1]。作為學習方式， 研究性學習讓學生在參與、嘗試、體驗中學會主動學習，能有機地將知識與經驗、理論與實際、課內與課外、校內與校外結合起來，從而提高學生綜合解決問題的能力。

一、問題提出的背景

自20世紀80年代以來，研究性學習作為一種新型的學習方式、學習觀念，被國內外廣大教育工作者和理論工作者普遍認同并廣泛加以實驗研究[2]。在我國，教育部先后出臺了有關本科及高中積極推動研究性教學，提高學生的創新能力的相關指導性文件。研究性學習已經成為我國教育教學改革的核心課題。

1、研究性學習切合專業課程的學習目標

高等職業技術教育（以下簡稱高職教育）是針對具體職業而言的，學習專業課程是為學生就業做準備的。《精細有機合成化學及工藝學》是一門綜合性比較強的課程，其學習目標包括有機合成的基本理論、典型產品的合成工藝、精細有機物的合成方法和常用合成設備等。傳統的課堂教學多以“維持性”為特征，以知識傳授為重點，忽視了學生的“研究性”和“創新性”學習需求[3]。教師只能部分地呈現有機合成的基本理論，介紹典型產品的合成原理，從理論上講解有機物的合成方法。學生只能被動的傾聽、練習，沒有辦法感受真實的生產工藝及生產過程，不能獲得有機合成的整體知識。研究性學習，通過開展與課程相關的項目研究，學生主動查資料，學會如何獲取知識；通過設計合成路線，能夠知道什么是生產工藝；通過主動深入企業，能夠清楚什么是生產技術。因此，開展研究性學習，可以為學生構建開放式的學習環境，為學生有機合成知識的獲取開辟多種渠道。

2、開展研究性學習，學生歡迎，企業支持

研究性學習最主要的特征是堅持學生的自主性和項目研究的實踐性，需要學生主動與企業廣泛接觸。首先，研究項目的確定必須來自于當地化工企業的生產實際，教師需要經過對企業的調查，才能找到與課程相關的典型產品合成的研究項目，學生需要下企業，親身感受化工產品的生產過程，才能有目的地選擇自己喜歡的研究項目；其次，學生必須與生產與技術崗位的工人師傅接觸，才能搞清楚典型品種的合成工藝；第三，學生必須深入到車間，才能懂得典型的生產設備及其操作技術。通過研究性的學習，學生在研究的活動中產生的愉快反應會激勵他們自發地學習、科學地分析問題、創造性地解決問題。這種學習方式有助于學生更早地接觸職業世界，掌握生產技術，進入職業角色，為學生的未來就業和創業打下基礎，也將成為學生內在學習的動力[4]。同時，由于學生在研究性學習過程中，頻繁地與企業接觸，讓企業充分了解學生，為企業挑選人才創造了機會。因此，開展研究性學習，深得學生歡迎，同樣也得到企業支持。

3、開展研究性學習，有廣闊的空間、時間

高職教育的背后是企業支撐，化工高職面向的是當地化學工業園區的化工企業，專業教師與這些企業或多或少的都有聯系，這為學生進行研究性學習提供了廣闊空間。對于高職學生來說，他們既沒有普通高中所要面臨的升學壓力，也不需要像本科生那樣在學習上投入大量的精力和時間。學生在專業課程學習的過程中，可以有充裕的時間來保證研究性學習的開展。

二、研究性學習的選題

1、選題原則

（1）屬地性原則。開展研究性學習，就是把知識和技術與生產生活實際緊密相連[5]。高職教育與地方經濟社會發展是一種伴生發展關系。高職教育以就業為導向，主動適應地方經濟發展。高職院校的專業設置離不開屬地相關企業的支撐。所以，研究項目應在通過對屬地化學工業園區調查的基礎上，根據地方化工企業生產產品的實際情況產生。

（2）全面性原則。《精細有機合成化學與工藝學》以單元反應為體系，單元反應包括：鹵化、磺化和硫酸化、硝化和亞硝化、還原、氧化、重氮化和重氮鹽的反應、氨基化、烴化、酰化、水解、縮合和環合。教師在確定選題指南時，應根據屬地有機化工合成產品的實際，盡可能涵蓋所有的單元反應。學生自主選題時，應避免重復，確保所選的研究項目覆蓋所有的單元反應。

（3）專一性原則。《精細有機合成化學與工藝學》是一門專業課程，學習《精細有機合成化學與工藝學》，一是了解有機合成的基本理論，二是懂得典型產品的合成工藝，三是掌握精細有機物的合成方法，四是熟悉常用的合成設備。《精細有機合成化學與工藝學》盡管各單元合成條件不同，但合成工藝基本上大同小異。學生選題時，只要自主選擇一個項目，通過系統研究，就可以達到舉一反三和觸類旁通的效果。

2、項目來源及選題

（1）項目來源。《精細有機合成化學與工藝學》課程研究性學習的項目屬仿真課題，應由教師事先確定。

教師首先根據課本相關章節教學目標確定選題方向，然后從當地化學工業園區的化工生產企業的產品中確定研究項目，編制并《選題指南》。選題指南應包括：選題背景與意義、研究內容與目標、研究方法與手段、合成產品與企業休息、企業技術人員休息等。 轉貼于

（2）學生自主選題。研究性學習的組織形式是小組合作研究，應充分體現學生的自主活動和合作活動，由2-3人組成課題組。選題之前，教師應組織學生去企業參觀，了解有機合成的生產組織、工藝流程、合成設備及產品用途等，激發學生研究欲望，為學生自主選題創設情境。每個課題組的學生在參觀的基礎上，根據自己的興趣，結合選題指南自主選擇一個項目進行研究。

3、研究項目舉例

根據《精細有機合成化學與工藝學》單元反應，從當地化學工業園區化工生產企業的近百種產品中，篩選了20種產品作為學生研究的項目：如合成有機中間體，“2，5-二溴-3-甲基吡啶”；合成防治麥類銹病的“鄰氨基苯磺酸”；合成油溶性的偶氮引發劑“偶氮二異丁腈”；合成金屬鈍化劑“N，N’-二亞水楊基-丙二胺”；合成有機合成中間體“對甲氧基肉桂酰氯聚丙烯酰胺”；合成農藥地亞農的中間體“2-異丙基-4-甲基-6-羥基嘧啶”；合成化學抗菌劑“2-巰基吡啶”等等。這些研究與項目幾乎包含了《精細有機合成化學與工藝學》中的鹵化、磺化、硝化、重氮化、酰化等所有章節的內容，同時又是當地生產的產品，學生研究時能做到有的放矢。

三、研究性學習的實施

《精細有機合成化學與工藝學》課程研究性學習，采用三種學習模式，即開放課堂學習模式、項目研究模式和小組合作學習模式。研究性學習的實施過程可以分四個階段進行。

1、創設情境階段

長期以來，高職教學與中小學一樣，基本上實行的是以教師為中心、以書本知識為本位的教學模式，學生也習慣于這種模式。實施研究性學習，讓學生從傳統的教學模式過渡到研究性學習，必須創設研究性學習情境，需要做好以下工作：一是強化引導，讓學生了解研究性學習意義；二是精心組織參觀考察，讓學生了解該課程與化工企業生產的關系；三是下達任務，讓學生明確學習和研究目標；四是開放學校資源平臺，激發學生的研究性學習興趣。

2、研究準備階段

首先，建立研究小組，一般2-3人。其次，以小組為單位，根據研究興趣，從教師編制的課題指南中選題。第三，研究小組根據選定的題目查閱文獻和資料，主動與聘請的企業指導教師聯系，自主咨詢和參觀，根據教師的開題要求完成開題報告。第四，教師利用課堂組織開題活動，交流設計方案。

3、研究實施階段

合成有機化合物，其原理基本都一樣。首先是研究反應機理，然后是研究合成工藝，最后是選擇合成設備。研究反應機理，需要化學基礎知識，學生必須學會從課本、從參考書、從互聯網等媒體中查找資料、選擇資料、分析資料。這個過程，實際上就是學生自主學習課本知識的過程。研究合成工藝，需要化學工程方面知識，學生必須學會從課本中學習一般的生產工藝。然后到企業去，從實際化工生產中了解、分析、總結所研究合成產品的生產工藝。選擇合成設備，學生必須依靠工程技術人員和工人師傅，與工程技術人員和工人師傅一起研討合成產品所需的反應設備。

研究實施階段，一要注意書本知識和實際生產知識相結合，需要學生在學好書本知識的同時，經常下企業，深入車間。通過自己觀察、向工人師傅請教獲取實際生產知識。二要注意課堂輔導與班級交流相結合，教師要善于引導，利用課堂，向學生提供包括研究程序、學習信息、學習資料等學習服務。學生每完成一個階段的設計，如反應機理、合成工藝、生產設備等，教師都要組織學生進行全班交流，并及時做好學習評價工作，以促進研究的深入。

4、總結評價階段

《精細有機合成化學與工藝學》課程研究性學習的最終研究成果，就是每小組提交一份《××有機產品合成工藝說明書》，教師必須統一編制說明書格式，包括反應原理、反應機理、設計基礎條件（原料規格、產品規格）、工藝方案選擇及論證、工藝流程示意圖、設備選型、車間設備布置設計、環境保護及重要參考資料等。研究結束，要組織答辯和評價。研究性學習，及時評價和終結性評價都非常重要。通過終結性評價，使學生對所學知識能夠系統化，學生能夠鍛煉化學思維能力與應用技巧，能夠培養和增強化學應用意識和統籌全局、合理安排布局的意識，以及能夠具備應用最優化方法解決一些實際問題的能力。

總之，研究性學習因為是以研究問題為中心組織教學的，不滿足于書本現成的答案或結果，允許學生現學現用，活學活用，創造性地將所學知識運用到新的實踐情境中，探索新的問題解決方式。在教學中，只有讓學生在研究中參與學習、主動探究，發現問題，解決問題，讓學生成為敢于研究、樂于研究、善于研究的研究主體，他們的創新和實踐能力才會得到充分地培養和提高。

參考文獻

[1]魏成菊 高職院校實施研究性學習之我見.高教論壇，2009年11期。

[2]繆雪晴 林道榮 呂效國 大學數學研究性學習的選題與實施.高等函授學報，2009年第2期。

[3]周光禮 朱家德 重建教學:我國“研究性學習”三十年述評.高等工程教育研究，2009年第2期。

第2篇：有機合成的常用方法范文

“鈀催化的交叉偶聯反應”聽起來似乎過于專業，暫且讓我們溫習一下中學化學知識：比如根據鈉原子的核外電子排布圖，它的最外層有1個電子，非常容易失去這一個，變成Na+，從而達到“8電子穩定結構”；而氯原子最外層有7個電子，非常容易得到另外一個電子，變成Cl-，同樣形成“8電子穩定結構”。于是，Na+與CI-便輕易地結合成了氯化鈉。反觀碳原子，它的最外層不多不少有4個電子，無論是“拋棄”還是“搶奪”電子的“熱情”都不是很高，這使得碳原子與其他原子之間不太容易發生反應，讓碳原子彼此之間親密接觸，即形成碳一碳鍵更是難上加難。

怎么讓這些懶洋洋的碳原子活躍起來，好將它們湊在一起?100多年前人們已經想到辦法，法國科學家格林尼亞發明了一種試劑，利用鎂原子強行塞給碳原子兩個電子，使碳原子變得活潑起來。這是一項非常重要的成果，使格林尼亞獲得了1912年的諾貝爾化學獎，這類試劑也被統稱為“格氏試劑”。但是這樣的方法在合成復雜大分子的時候有很大局限：人們不能控制活躍的碳原子的行為，反應會產生一些無用的副產物。在制造大分子的過程中，副產物生成得非常多，反應效率低下。

用鈀作為催化劑可以解決這個問題。鈀原子就像“媒人”一樣，把不同的碳原子吸引到自己身邊，使碳原子之間的距離變得很近，容易結合，也就是“偶聯”，而鈀原子本身不參與結合。這樣的反應不需要把碳原子激活到很活躍的程度，副產物比較少，更加精確而高效。

此次三位獲獎者的貢獻在于，20世紀60年代末至70年代初，理查德?赫克研究出了后來被稱為“赫克反應”的方法，利用烯烴類有機小分子在鈀催化作用下合成大分子；1977年，根岸英一用鋅原子將碳原子運送到鈀原子上，實現“根岸反應”；兩年后，鈴木彰用硼元素取代鋅，實現類似的效果，并且毒性更低，適宜規模化生產，這就是“鈴木反應”。

第3篇：有機合成的常用方法范文

【摘要】

目的研究微波大孔樹脂協同催化合成桂酸的新工藝。方法一定量的肉桂酸與一定量的異丁脂，在不同的條件下，以大孔樹脂為催化劑進行微波合成實驗。結果肉桂酸2 g，酸醇摩爾比1∶7，催化劑用量30%，微波功率600 W，微波溫度115℃，微波時間14 min，轉化率達89.3%。結論微波大孔樹脂協同催化合成肉桂酸異丁酯工藝，是快速、節能、對環境友好的綠色合成新工藝。

【關鍵詞】 肉桂酸異丁酯； 微波合成； 大孔樹脂； 催化

Abstract：Objective The microwave assisted synthesis(MAS) was integrated with macroporous resin catalysis(MRC) to prepare isobutyl cinnamate from cinnamic acid.MethodsThe preparation processes were investigated under different conditions.ResultsThe optimum synthetic conditions were 2 g cinnamic acid，microwave power was 600 W，reaction temperature was 115℃，reaction time was 14 min，mass percent of macroporous resin was 30%，the molar ratio of cinnamic acid to isobutyl alcohol was 1:7， and the yield of the new process was 89.3%.ConclusionThe new developed technology is rapid， economical and has no pollution.

Key words：Isobutyl cinnamate; Microwave assisted synthesis; Macroporous resin; Catalysis

肉桂酸異丁酯為無色液體，具有新鮮的果實香味，是一種重要的酯類化合物，常用于食用香料和日化香料［1］。

目前肉桂酸酯的合成方法主要為傳統的加熱合成法，所用催化劑主要為濃硫酸等強酸。該法存在反應時間長、副反應多、環境污染大和生產成本高等缺點［2］。微波輔助有機合成技術是近年來發展的新型綠色合成技術，該技術具有選擇性高、耗時少、能耗低等優點，可克服傳統合成方法的缺陷，與相轉移催化合成等技術相比，適用面更廣，且設備投資不高，是目前國內外有機合成的研究熱點［3］。大孔樹脂作為催化劑合成有機物目前在酯化反應中有少量嘗試性應用， 大孔樹脂催化合成具有價廉易得、可循環利用、反應溫度低、與環境友好等優點。目前有關微波-大孔樹脂協同催化合成的報道甚少，而微波-大孔樹脂協同催化合成肉桂酸異丁酯目前尚未見文獻報道，為此本文進行了系統研究。

1 試劑與儀器

肉桂酸（上海雙香助劑廠，純度>99.5 %），肉桂酸異丁酯標準品［純度>98 %，森馨香精色素科技（中國）有限公司］，其它試劑（均為分析純，廣州化學試劑廠）。大孔樹脂(天津南開大學化工廠)

WF-4000常壓微波快速反應系統（上海屹堯儀器分析有限公司），WAY-1型阿貝折光儀（上海光學儀器廠），SHIMADZU-LC-MS-2010A型電噴霧質譜儀（日本島津儀器公司）。

2 方法與結果

質量為2 g的肉桂酸若干份，加入一定量的異丁醇和大孔樹脂放入微波反應罐充分混和，分別在不同的工藝條件下做微波合成實驗。反應產物分別用10 %的碳酸鈉和飽和食鹽水洗滌后，分出的有機層用無水硫酸鎂干燥后蒸餾出異丁醇，得淡黃色透明液體產品，計算轉化率并作產品分析。

2.1 最佳反應條件的選擇

2.1.1 催化劑的選擇

分別用CAT-601、LS-50和NKC-9型大孔樹脂在相同條件下催化合成肉桂酸異丁酯，產品轉化率分別為76.1％，71.2％， 86.1％，因此選用NKC-9大孔樹脂作催化劑。

2.1.2 微波輻射功率對轉化率的影響

設定肉桂酸2 g，異丁醇9 ml，NKC-9樹脂20%，微波溫度115℃，微波時間10 min，在不同的微波功率下反應。結果見表1。表1 微波輻射功率對轉化率的影響（略）

由表1可知，隨著微波功率增大，肉桂酸的轉化率增大，這說明微波功率對此合成反應是強正相關的影響因素；在微波功率為600 W時轉化率最高，當微波功率超過600 W時肉桂酸的轉化率反而下降，這可能是因為微波功率過高造成部分異丁醇氣化，不利于液相的酯化反應，所以確定微波的適宜功率為600W。

2.1.3 微波輻射溫度對轉化率的影響

設定肉桂酸2 g，異丁醇9 ml，NKC-9樹脂20 %，微波功率600 W，微波時間10 min，在不同的微波溫度下反應。結果見表2。表2 微波輻射溫度對轉化率的影響略（

由表2可知，隨著微波溫度升高，肉桂酸的轉化率增大，這說明微波溫度對此合成反應是強正相關的影響因素；在微波溫度為115℃時轉化率最高，當微波溫度超過115℃時，肉桂酸的轉化率反而下降，這可能是因為溫度過高一方面對作為催化劑的大孔樹脂的活性有負面影響，另一方面溫度過高也可能造成異丁醇氣化，所以確定微波的適宜溫度為115 ℃。

2.1.4 微波輻射時間對轉化率的影響設定肉桂酸2 g，異丁醇9 ml，NKC-9樹脂20 %，微波功率600 W，微波溫度115 ℃，在不同的微波時間下反應。結果見表3。表3 微波輻射時間對轉化率的影響（略）

由表3可知，隨著微波時間延長，肉桂酸的轉化率增大，在微波時間為14 min時轉化率最高，當微波時間超過14 min時，肉桂酸的轉化率反而下降，這可能是因為微波時間過長可引起異丁醇脫水等副反應從而降低了轉化率，所以確定微波的適宜時間為14 min。

2.1.5 酸醇摩爾比對轉化率的影響

設定肉桂酸2 g，NKC-9樹脂20 %，微波功率600 W，微波溫度115 ℃，微波時間14 min，在不同的酸醇比下反應。結果見表4。表4 酸醇摩爾比對轉化率的影響（略）

由表4可知，隨著異丁醇用量的增大，肉桂酸的轉化率增大，這說明增大反應物量有利于酯化反應；酸醇的摩爾比為1∶7時轉化率最高，當酸醇的摩爾比超過1∶7時，肉桂酸的轉化率下降，這可能是因為異丁醇用量過大使反應體系中肉桂酸濃度下降不利于酯化反應，所以確定適宜的酸醇摩爾比為1∶7。2.1.6 催化劑用量對轉化率的影響設定肉桂酸2 g，異丁醇9 ml，微波功率600 W，微波溫度115 ℃，微波時間14 min，在不同的催化劑用量下反應。結果見表5。表5 催化劑用量對轉化率的影響（略）

由表5可知，催化劑用量從15 %增加到20 %時，肉桂酸的轉化率增大增加明顯，從20 %增加到30 %時肉桂酸的轉化率增加變緩，催化劑用量為30 %時轉化率最高，當催化劑用量超過30 %時，肉桂酸的轉化率反而下降，所以確定適宜的催化劑用量為30 %。

2.2 最佳條件的重復實驗在上述實驗得出微波-大孔樹脂協同催化合成肉桂酸異丁酯的最佳條件下做轉化率重復實驗。結果見表6。表6 最佳條件的重復實驗結果（略）

由表6可知，5次重復實驗的平均轉化率為89.1 %，標準偏差為1.77。

2.3 產品分析

2.3.1 折光率測定合成的肉桂酸異丁酯為淡黃色透明液體，產品易溶于醇和醚，不溶于水。在30 ℃下對肉桂酸異丁酯標準品進行折光率測定，其折光率為1.536 2，相同條件下測定產品折光率為1.536 1，與標準品一致。

2.3.2 電噴霧質譜將肉桂酸異丁酯產品溶于無水甲醇后作電噴霧質譜，結果見圖1，主要分子離子峰歸屬如下(M=204.27)：m/e 205 ［M］+，m/e 237 ［M+CH3OH］+，說明所合成的產品為肉桂酸異丁酯。

3 結論

微波-大孔樹脂協同催化合成肉桂酸異丁酯的最佳工藝條件為：肉桂酸2 g，酸醇摩爾比1∶7，催化劑用量30 %，微波功率600 W，微波溫度115 ℃，微波時間14 min，轉化率可達89.3 %。

微波-大孔樹脂協同催化合成肉桂酸異丁酯的新工藝具有快速、節能、催化劑可循環利用和對環境友好等優點，符合當今綠色化學的潮流，值得推廣應用。

參考文獻

［1］許戈文，李布表.合成香料產品技術手冊［M］.北京：中國商業出版社，1996：367.

第4篇：有機合成的常用方法范文

【論文摘要】：近年來，人們對于羧酸酯類的合成的研究開發和應用發展很快，研究和開發出高效、環保的催化劑，是羧酸酯類的合成的研究發展方向。

羧酸酯是一類重要的化工原料，低級的酯一般都有水果香味，可作香料(如醋酸異戊酯有香蕉味，戊酸乙酯有蘋果香味等)。液態的酯能溶解很多有機物，故常用作溶劑(如醋酸乙酯等)。有些酯還可用作塑料、橡膠的增塑劑。以乙酸辛酯(Octyl acetate)為例：乙酸辛酯具有桔子、茉莉和桃子似香氣，天然品存在于苦橙、綠茶等中，是我國GB2760-86規定允許使用的食用香料，同時被FEMA（美國食用香料與提取物制造協會）認定對人體是安全的，FDA（美國食品及藥物管理局）也批準其用于食品。乙酸辛酯主要用以配制桃子、草莓、樹莓、櫻桃、蘋果、檸檬和柑橘類香精，也可用于日化香精配方中。

1. 羧酸酯類香料的市場前景

隨著生活水平的提高，消費者對食品、飲料的口味、口感要求越來越高，這就需要大量使用香精、香料來迎合消費者，促進了食品企業對香精香料的應用。食用香精在食品配料中所占的比例雖然很小，但卻對食品風味起著舉足輕重的作用。國際知名咨詢公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明：預計從2006～2008年，發展中國家對香精和香料的需求，將以年均4.4%的速度快速增長，到2008年該市場的份額 將達到186億美元。而亞太地區(不包括日本)對香料和香精的需求特別強勁，未來幾年有望以年均7.3%的增速快速增長。發展中國家人均收入增加，對消費品質量要求有很大提高。隨著全球消費者越發注重健康，市場對營養和健康食品的需求也日益增加。因此，由于預計低糖低脂食品和飲料市場將迎來強勁增長，全球消費者對食用香精和香料的需求也必將不斷增加。香料配料市場需求量的繼續增長，還主要源于化妝品生產，在發達國家和地區，消費者的護膚化妝品消費呈上升趨勢。羧酸酯類香料作為優良的可食用香料品種其需求也必將不斷激增。

羧酸酯類香料的主要生產和消費國有美國、西歐、日本、墨西哥和中國等，國內食品、飲料生產企業中目前應用最多的添加劑就是香精香料，隨著消費者對于味覺享受越來越高，這種趨勢會對香料需求產生積極影響。香料產品是香料工業的上游產品，是后續香精產品的原料，香料和香精產品是其他有關產品的配套性產品，它們被廣泛地用于日化、食品、醫藥、飼料等工業產品的生產。據了解，飲料行業是香料最主要的應用領域，該領域2005年的香料消費份額達31.1%。就各地區而言，美國、日本和西歐地區目前統領香料消費市場。香料市場未來的發展大部分可能會出現在亞太地區，尤其是中國和印度這些發展中國家。這將進一步刺激香精香料市場的快速發展。我國目前在世界香料市場中所占份額僅5%左右，日本所占份額達到12%，而美國則達到20%。

2. 羧酸酯類合成的傳統工藝

傳統上羧酸酯類的合成都是用濃硫酸作催化劑，由相應醇與酸酯化而得。但由于濃硫酸作催化劑合成酯化反應具有以下缺點：（1） 在酯化反應條件下，濃硫酸的氧化性和強脫水性易導致一系列副反應，給產品的精制和原料的回收帶來困難，且酯的質量差。（2） 反應產物的后處理要經過堿中，水洗等工序，比較復雜困難，同時產生大量廢液，污染環境。（3） 濃硫酸嚴重腐蝕設備，加快了設備更新，增加生產成本。為克服這些缺點，倡導綠色化學，人們選擇環境友好型催化劑催化酯化反應，近年來，已發現氨基磺酸、結晶固體酸、雜多酸、無機鹽等均可作為酯化反應的催化劑。

3. 羧酸酯類合成的發展

近年來，人們對于羧酸酯類的合成的研究開發和應用發展很快，研究和開發出高效、環保的催化劑，是羧酸酯類的合成的研究發展方向：

無機鹽催化劑：無機鹽大多性質穩定，來源廣泛，對設備幾乎沒有腐蝕，反應條件溫和，不會對環境造成太大污染，但是由于無機鹽容易潮解，影響其催化的效果。常用的催化劑有三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鈦、十二水合硫酸鐵銨、五水合氯化錫、一水合硫酸氫鈉和硫酸鋅。

磺酸類催化劑：磺酸類催化劑來源廣泛、性能穩定、安全、使用方便、對酯化反應有較高的活性、產品收率較高、產物處理方便、催化劑可以重復使用等特點，適合于工業化生產的需要。

雜多酸催化劑：雜多酸是一種含氧橋的多核化合物，其特點是催化活性高。選擇性好，反應時間短，反應溫度低。不易造成環境污染，對設備幾乎沒有腐蝕。再生速度快。

陽離子交換樹脂催化劑：其主要特點是價廉易得，不腐蝕設備，不污染環境，不會引起副反應，不溶于反應體系，能夠重復使用，易于分離、回收和再生，操作簡單，產品收率較高，具有工業推廣價值。

固體超強酸催化劑：固體超強酸在有機合成中的優點是活性高，重復使用性好，不腐蝕設備，制備方法簡便，處理條件易行，便于工業化。這對于節約能源，提高經濟效益是很有意義的。

負載型催化劑：其優點是催化活性高，重復使用性好，不腐蝕設備，制備方法簡便，處理條件易行，便于工業化，這對于節約能源，提高經濟效益是很有意義的。

鈦酸四丁酯催化劑：不僅具有催化活性高，重復使用性好，不腐蝕設備等基本優勢，而且同制備方法簡便，酯收率高，價廉易得，反應時間短，反應溫度低，處理條件易行，便于工業化，這對于節約能源，提高經濟效益是很有意義的。

酶催化（脂肪酶催化、菌體催化等）工藝不僅催化化活性高、產品質量好，而且反應條件簡單、溫和， 酶重復使用方便， 酶活性保持時間長， 在生物酶的固定及精細化學品的合成中有較大的使用價值。

4. 討論

目前，國內外羧酸酯類的合成的發展趨勢越來越多的偏向于研究合成綠色、高效、環保等多功能的新型催化劑劑。一方面，合成環境友好的催化劑所采用的原料都比較易得，在開發過程中可以降低成本；另一方面，合成環境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無污染的工藝，較大范圍的降低了環境的負荷。發展我國羧酸酯類香料應當注意加大科技投入力度，大力開展技術創新，加強安全法規和環境保護，強化企業管理，提高經濟效益。

參考文獻

[1] 中國醫藥公司上海化學試劑采購供應站. 試劑手冊[M]. 第2版. 上海：上海科學技術出版社，1985.

[2] 劉樹文. 合成香料技術手冊[M]. 北京：中國輕工業出版社，2000.

[3] 中華人民共和國衛生部，GB 2760－1996，食品添加劑使用衛生標準[S]. 中華人民共和國國家標準， 1996.

第5篇：有機合成的常用方法范文

【關鍵詞】Darzens反應；堿作用；醛酮

[中圖分類號]O643132 [文獻標識碼]A

Darzens反應是醛或酮在強堿（如氨基鈉、醇鈉）作用下與α-鹵代羧酸酯反應，生成α，β-環氧酸酯的反應。其產物α，β-環氧酸酯經水解可以得到醛、酮。

傳統的化學工業給環境帶來的污染已十分嚴重，目前全世界每年產生的有害廢物達到3億噸到4億噸，給環境造成危害，并威脅著人類的生存。化學工業能否生產出對環境無害的化學品呢？就有人提出了綠色化學，即利用化學原理從源頭上消除污染。綠色化學得到了各國政府、企業界和化學界的普遍關心和重視，已成為世界各國普遍接受和大力實施的可持續發展方針的重部分。其目的就是在反應過程和化工生產中盡量減少或徹底消除使用和生產有害物質。許多傳統的有機化學反應是在有機溶劑中進行，而大多數有機溶劑都是易燃、易爆、有毒并且污染環境。為此科學家開始致力于新反應體系的研究。

為了滿足綠色化學的要求，科學家們研究從各種反應機理、條件以及催化劑等方面做出改進。相轉移催化技術、不對稱催化、路易斯酸/布朗斯特堿催化、模擬酶催化等技術被廣泛應用于Darzens縮合反應，成為構建環氧、氮雜環和環丙烷化合物的重要方法。

早期的Darzens反應涉及芳香族與苯甲酰甲基鹵化物在催化量的牛血清白蛋白（BSA）存在下的縮合。用對硝基甲醛和α-氯代苯乙酮反應時，以高達62%的e1e1值生成相應的環氧酮；當使用鄰、間硝基苯甲醛時，反應的e1e1值急劇下降到2%和8%.黃乃聚嘗試用β-環糊精催化不對稱Darzens縮合，效果不理想。丁幫安等對反應物、溶劑等也做了有益的探討。相轉移催化劑應用到Darzens反應，發現反應的立體選擇性有了很大的提高，因此逐漸成為研究的熱點。相轉移催化是有機合成中一種常用的技術，利用相轉移催化劑可以催化完成許多傳統合成方法所不能完成的反應。相轉移催化作用是指：一種催化劑能加速或者能使分別處于互不相溶的兩種溶劑中的物質發生反應。反應時，催化劑把一種實際參加反應的實體從一相轉移到另一相中，以便使它與底物相遇發生反應。相轉移催化作用能使離子化合物與不溶于水的有機物質在低極性溶劑中進行反應，或者加速這些反應。相轉移催化反應條件溫和，反應速度快，產物易于處理，產率高，因此這一技術得到了廣泛的應用。相轉移催化技術其實就是把一種實際參加反應的化合物，從一相轉移到另一相中，以便使它和底物相遇而發生反應。

也可利用手性氮雜冠醚PTC-4（a～f）作為相轉移催化劑運用于苯甲酰甲基氯和苯甲醛的Darzens反應，發現催化劑在液液兩相體系中催化效果優于固液兩相體系。可以看出，應用于Darzens反應的冠醚，主要是由單糖為手性源組成的。對于N-支套索冠醚，由于其特有結構，作為手性催化劑應用于不對稱Darzens反應中，可獲得較高e1e1值的手性產物。

也有科學家對金屬參與的Darzens縮合的動力學和機理進行了研究。該反應中立體選擇性的控制是不對稱合成中的一個重要方向，這一領域已越來越引起化學工作者的興趣。在鎂粉與乙醇體系中，用TMSCl催化制備了Darzens反應的環氧化合物，拓展了Darzens反應的條件。大多數產物的收率都比較高（見表1），芳醛取代基的電子效應對目標化合物的收率影響不明顯。實驗發現在該體系中帶有吸電子基團或者供電子基團的芳香醛都能與溴代苯乙酮反應，但是含有吸電子基團的醛反應較快，產率較高，供電子基團的醛反應較慢，產率和吸電子基團相差不多，氫鍵對收率的影響比較明顯，產率較低。該法具有處理簡便、反應條件溫和、產率高、使用環境友好的乙醇為溶劑，符合綠色化學發展的要求。該法為反式芳基取代環氧乙烷類衍生物的合成提供了有效方法，具有潛在的工業應用前景。

三甲基氯硅烷（TMSCl）是一種簡單易得的硅烷試劑，屬于較強的路易斯酸，對加速有機反應、提高反應產率和區域性、促進腈類化合物轉化為相應的酰胺或酯以及烯醇硅醚中間體形成等具有重要作用。醇、胺、羧酸和金屬炔化物與三甲基氯硅烷迅速反應，分別生成三甲基硅醚、三甲基硅基胺類、三甲基酯和三甲基硅基炔烴，在有機合成反應中常用于反應的催化劑或基團的保護劑，是一種處理方便反應活性高，廉價易得的首選試劑。三甲基氯硅烷在有機化學中有很廣泛的用途，既可作為三甲基硅基的來源，也可以在無水條件下提供氯離子。借鑒金屬參與Darzens縮合反應合成三元雜環化合物的相關報道，選擇在TMSCl催化下，以鎂粉和乙醇為反應體系，芳香醇和溴苯乙酮為原料合成了一系列環氧衍生物。

由于環張力的存在，環氧化合物具有很高的反應活性，對酸和親核試劑都很敏感，能與鹵化氫、水、醇、胺等多種試劑發生反應而開環，是有機合成的重要中間體原料。由于之前已經發現了有這樣的反應機理，科學家們也對各式各樣的醛、酮進行了不一樣的實驗，試驗出怎樣在最經濟溫和的條件下能夠取得更大的產率，以及不污染環境等等因素。因為Darzens condensation不管是在醫藥用途還是在我們的生活中都具有很重要的地位，怎樣最經濟有效以及是否所有的醛酮都可以用來反應，它們的經濟性是有待商榷的。

要符合綠色化學的要求也可以從反應條件方面入手。例如在溶劑方面，可以考慮用無毒無害的溶劑代替有毒有危害的溶劑，抑或在無溶劑條件下一樣可以發生的反應。在無溶劑條件用碾磨的方法實現了通過Darzens反應制備環氧化合物，該反應的優點是操作簡單、反應條件溫和、環境污染小。傳統的Darzens縮合反應總是反式為主，可以通過光譜數據和有關文獻報道的熔點得到證實。實驗中還發現在強堿作用下帶有吸電子基團或者供電子基團的芳香醛都能與氯代苯乙酮反應，對反應的產率無影響，但是空間位阻對產率的影響明顯。弱堿條件下只有鄰位帶有強吸電子基團的芳香醛能反應。

自然反應被發現以來，經過大量化學工作者多年的探索與探究，已取得巨大進展。反應所適應的底物類型大大豐富，更多的綠色化學介質也已經在該反應中得到了應用，這就更進一步擴大了該反應的適用范圍，特別是在有機合成中得到了廣泛的應用。然而，在這一領域中仍然有一些急待進一步研究的課題，例如：相轉移催化Darzens反應中，催化反應機理從分子水平上去認識還有待進一步探討，目前該體系中部分相轉移催化劑立體選擇性與適用范圍不十分滿意，開發較為廉價的高效催化劑體系也是一個具有挑戰性的課題，探索與研究更多適應于該反應的底物類型，擴大反應適用范圍是另一個努力的方向。應該考慮能否在更加溫和的條件下進行Darzens縮合，減少設備的損失與負擔。以及在催化劑催化方面發現更加安全、高效的催化劑，使反應更加優化。相信，Darzens反應在不久的將來會變得更加完善。

【參考文獻】

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第6篇：有機合成的常用方法范文

關鍵詞：有機膦酸類 作用機理 耐高溫 阻垢性能評定

中圖分類號： TQ085 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）01（b）-0000-00

為了節約用水，工業循環冷卻水通過投加優異的阻垢劑來提高濃縮倍數。常用的阻垢劑有：有機磷酸類阻垢劑和聚合物類。但是他們在一定高溫度下會發生水解，影響其加藥量和阻垢效果。本文主要闡述了有機磷酸阻垢劑的定義，總結了其類型和作用機理，并通過大量現有有機磷酸類阻垢劑的耐高溫實驗，找到了找到一種測量有機合成物耐高溫性能的測定方法，可以有效指導其他類似物質的耐高溫性能的測定，具有很強的實用和推廣價值。

1有機膦酸類阻垢劑的類型及作用機理

1.1有機膦酸類阻垢的分類

有機膦酸是指分子中有兩個或兩個以上的膦酸基團中的磷原子直接與碳原子相連的化合物。具有阻垢性能的有機膦酸化合物稱為有機膦酸類阻垢劑，是一類非化學計量的螯合型阻垢劑，化學穩定性能好；能耐較高的溫度而不發生水解，有效控制引水解而形成的磷酸鈣垢使菌藻過度繁殖；在計量很小的情況下有效抑制碳酸鈣等無機水垢；并能與其他阻垢劑復配使用。有機膦酸類阻垢劑分為兩大類：一類是含有氨基亞甲基膦酸基團的化合物，如：氨基三亞甲基膦酸（ATMP）、乙二胺四甲叉膦酸鹽（EDTMP）；另一類是含有-C-PO3H2鍵的有機膦酸化合物，如：2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCA）、羥基亞乙基二膦酸（HEDP）等。有機膦酸阻垢劑的出現，使循環冷卻水系統產生的碳酸鈣垢問題得到了較好地解決。除了前面幾種有機磷酸阻垢劑，常用的還有膦酰基羧酸共聚物（POCA）、2-羥基磷酰基乙酸（HPAA）等。

1.2有機磷酸類阻垢的作用機理

有機膦酸類阻垢劑的作用機理較為復雜，國內外相關文獻報道多數認為成垢物質與溶液能保持一定的動態平衡，阻垢劑可以吸附或摻入到成垢物質的晶體上，并影響成垢晶體的生長和溶解的動態平衡。目前阻垢作用機理的認識還不夠統一，歸納起來主要有：絡合增溶作用、分散作用、晶格畸變理論等。如：PBTCA、ATMP在水中能夠與鈣、鎂、鋅等多種金屬離子形成穩定的可溶性螯合物，可以把更多的鈣、鎂、鋅離子穩定在水中，增大金屬鹽的溶解度，抑制水垢的生長和沉積，使碳酸鈣不易形成晶體和晶體增大；碳酸鈣晶體有3 種晶相：方解石、球霰石和文石，按照一定的方向和嚴格的次序排列成的堅硬晶體。加入的阻垢劑可能吸附在CaCO3 垢晶粒的活性增長點上，使晶粒成長方向偏離，產生畸變，形成軟垢，便于剝離器壁。如：HEDP、ATMP可以抑制方解石的生長， PBTCA既能抑制方解石的生長， 也能抑制球霰石的生長。ATMP能抑制水垢生成和剝離老垢作用效果更佳。在實際分析結垢問題的過程中，往往將阻垢作用歸結為多種機理的共同作用。

2有機膦酸類阻垢劑耐高溫性能研究方法

工業循環冷卻水的溫度隨著循環利用次數的增加而增高，冷卻水的溫度越高成垢速率就越快，尤其在CaCO3過飽和溶液中會析出晶體。通過對阻垢劑的耐高溫特性進行試驗測定，可找出對應的阻垢劑，這樣可以達到環保、節約能源，又能避免高溫結垢問題。

本試驗的原理是對阻垢劑進行高壓加熱，然后測定加熱后的有效成份，然后用靜態法對高溫處理后的阻垢劑進行性能評定，找出阻垢劑阻垢率突然下降的拐點，從而確定阻垢劑耐高溫的程度。

2.1高溫高壓實驗

將阻垢劑放入相應的容器中進行高溫高壓處理，阻垢劑溫度在170℃下時放在聚四氟乙烯加熱套中，溫度高于170℃時放在玻璃燒杯中，在容器中加入適量蒸餾水，并放置在反應釜內膽的水浴中進行加壓加溫處理。

2.2固含量測定實驗

經過高溫高壓處理后的阻垢劑，其濃度發生變化，需要通過固化實驗測量藥劑的有效成分，決定后續性能評定試驗藥劑的加入量。首先，稱取一定質量的高溫高壓處理后的阻垢劑，并放入表面皿中，將表面皿置入烘干箱烘干。

3高溫處理阻垢劑阻垢性能評定實驗

動態阻垢法不同于其他常用阻垢劑性能測定方法，本文是對阻CaCO3的評定，所以，主要是用極限碳酸鹽硬度法和靜態阻垢法對高溫高壓處理后的阻垢劑進行性能評定。

3.1極限碳酸鹽硬度法評定實驗

（1）實驗條件，用極限碳酸鹽硬度法在配水Ca2+：6mmol/L；HCO3-8mmol/L，恒溫水浴80℃條件下評定高溫處理后的PBTCA，藥劑加入量見表2。

（2）結果分析，用極限碳酸鹽硬度法測得一系列高溫處理后的PBTCA對應的極限濃縮倍數分別為：K100=1.258；K150=1.251；K165=1.248；K185=1.212；K200=1.101；K250=1.055，由所得各濃縮倍數與加熱溫度得到阻垢劑阻垢性能隨溫度變化的曲線，如圖1。

從圖1可以得出，PBTCA在100℃-150℃之間極限濃縮倍數下降緩慢，可得在100℃-150℃之間阻垢劑分解極少，當溫度達到165℃時，阻垢劑阻垢性能仍較好，僅有少量分解；當溫度達到185℃后，其對應的極限濃縮倍數下降較快，分解大量增多，說明PBTCA在185℃上時，阻垢能力減弱，即PBTCA適用于185℃以下。

3.2靜態阻垢法評定實驗

在與極限碳酸鹽硬度法相同的實驗配水條件下，將進行高溫處理后的藥劑采用靜態阻垢性能評定法測定其耐高溫的性能曲線，圖2～圖4表明的是各藥劑在不同高溫處理下的阻垢性能。

ATMP的阻垢率降低，溫度升到185℃時阻垢率降到了70%左右，隨著溫度的不斷升高，ATMP的阻垢率下降加快，看見，ATMP在185℃左右分解。

由圖3可以看出，HEDP在低于250℃時較為穩定，當溫度達到250℃時阻垢率降低到10%左右，可見HEDP的阻垢性能在250℃下時良好。

從圖4可刊出，POCA阻垢率隨溫度升高而降低，在130℃時阻垢劑阻垢率為66.59%，而當溫度升高到150℃時阻垢率降到了23.44%，此時POCA發生了水解，阻垢率急劇下降。可見， POCA在低于130℃條件下阻垢效果良好。

3.3結論

本試驗對PBTCA、HEDP、ATMP、POCA四種阻垢劑進行高溫高壓處理，然后進行固含量實驗，在實驗配水Ca2+：6mmol/L，HCO3-：8mmol/L條件下進行性能評定實驗，由極限碳酸鹽硬度法得到PBTCA在低于185℃時，阻垢性能良好；由靜態阻垢法測得HEDP、ATMP、POCA分別在低于250℃、185℃、130℃時阻垢性能良好。

目前，對于阻垢劑耐高溫性能的研究較少，有相關報道多是對阻垢劑在高溫100℃研究其阻垢性能，高于100℃的研究更少。而且許多現有或新合成的液態化合物，純度并不高，通過標準物質的熔沸點很難如實描述其耐高溫的性能。我們通過有機磷阻垢劑耐高溫性能研究，即找現有阻垢劑耐高溫性能評定的方法，也獲得了一種測量有機合成物耐高溫性能的方法。

參考文獻

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[3] 金曉茗，崔心存.高溫冷卻水系統中有機膦羧酸（PBTCA）緩蝕阻垢性能的研究[J]. 廣州化工， 2001， 29（4）： 24-26.

第7篇：有機合成的常用方法范文

有機化學推斷與合成是高考命題的重點。考查的內容主要有：①根據某有機物的組成和結構推斷同分異構體的結構；②根據相互衍變關系和性質推斷有機物的結構或反應條件和反應類型；③根據實驗現象（或典型用途）推斷有機物的組成或結構；④根據反應規律推斷化學反應方程式；⑤根據質譜圖、紅外光譜圖、核磁共振氫譜圖推斷有機物的分子組成和結構；⑥按要求模擬書寫有機合成流程圖。

研究和分析近幾年高考試題，可發現無論是命題思想還是命題形式，跟以往相比，有著明顯的變化和發展，特別是新教材增加了有機物的儀器分析方法。因此這類試題正逐步向綜合型、信息化、能力型方向發展。

有機化學推斷與合成主要以填空題為主。常將對有機物的組成、結構、性質的考查融為一體，具有較強的綜合性，并多與新的信息緊密結合，因此而成為高考的熱點。展望今后有機化學推斷與合成題將會繼續成為高考的主要考點。

思路、方法和規律

1.找準有機物化學推斷與合成的突破口（題眼）。

找解題“突破口”的一般方法是：

（1）從有機物的物理特征突破。有機物中各類代表物的顏色、狀態、氣味、溶解性、密度、熔點、沸點等往往各有特點，平時留心歸納，解題時可能由此找到題眼。

（2）從特定的反應條件突破。有機反應往往各有特定的條件，因此反應的特定條件有時也是解題的突破口。例如“濃H2S04，170℃”的條件可能是乙醇消去制乙烯；“烴與溴水反應”，則該烴應為不飽和烴，且反應一定是加成反應，而不會是取代反應；“氫氧化鈉的醇溶液/加熱”應該是鹵代烴消去反應的條件；“光照”應該是烷烴基與鹵素單質的取代反應條件；“氫氧化鈉的水溶液/加熱”應該是鹵代烴或酯的水解反應條件等。

（3）從特定的衍變關系突破。

①相互取代關系。如鹵代烴與醇的關系：R-X-R-OH，實質上是鹵素原子與羥基的相互取 十HX代。

②氧化還原關系。如醇、醛、酸之間的轉換，實際上是-CH20H、-CHO、-COOH等官能團之間的轉換關系：

③消去和加成關系。如醇與不飽和烴、鹵代烴和不飽和烴之間的轉換關系： 。前者實際上是醇或鹵代烴消去H20或HX形成新的官能團（即不飽和鍵），后者則是打開不飽和鍵結合H20或HX，生成醇或鹵代烴的過程。

④結合重組關系。如醇與羧酸的酯化反應以及酯的水解，酯化反應實質上是酸和醇分子間脫水；而酯的水解反應則是RCOOR'和H2O相互作用重新生成具有-OH官能團的醇和具有-COOH官能團的羧酸：

（4）從結構關系突破。這其實也是轉化關系的原理。例如某醇催化氧化能得到相應的醛，則該醇必為伯醇；若醇催化氧化得到的是酮，則醇必為仲醇；若醇不能發生催化氧化反應，則該醇必為叔醇。醇及鹵代烴的消去反應、羥基羧酸生成環酯的反應等都與特定的結構有關。

（5）從特征現象突破。如遇FeCl3溶液發生顯色反應，該有機物可能是酚類；能與銀氨溶液反應生成銀鏡，則該有機物含有醛基；能使石蕊顯紅色，則該有機物含有羧基；能使溴水褪色，則該有機物可能含有雙鍵或叁鍵。特征現象可以從產生氣體、沉淀顏

色、溶液顏色變化等方面考慮。

（6）從特定的量變突破。如相對分子質量增加16，可能是加進了氧原子（例：CH3CHOCH3COOH）；相對分子質量減少2，可能是醇的去氫氧化；相對分子質量減少18，可能是有機物發生了脫水消去反應。平時復習有“量”的概念，考試時就可能心明眼亮。

（7）從儀器分析給出的有關數據和圖像突破。結合質譜圖推斷有機物的相對分子質量和分子離子碎片；由紅外光譜圖上的吸收峰，推斷有機物含有的官能團和基團；利用核磁共振氫譜圖上特定的信息判斷等效氫的種類和數目。

注：在解題時思路要開闊，打破思維定勢。應該考慮到某有機物可能不止一種官能團，或者有一種但不止一個官能團。要從鏈狀結構想到環狀結構，這樣疑難問題可能就迎刃而解。

2.解答有機推斷與合成題的常用思維方法和解題技巧。

①順推法：以有機物結構、性質和實驗現象為主線，采用正向思維，得出正確結論。

②逆推法：以有機物結構、性質和實驗現象為主線，采用逆向思維，得出正確結論。

③分離法：先根據已知條件，分離出已知條件，把明顯的未知條件分離出來，然后根據已知條件將分離出來的未知條件逐個求解。

④分層推理法：依據題意，分層推理，綜合結果，得出正確推論。

典例剖析

例題 立方烷（）具有高度的對稱性、高致密性、高張力能及高穩定性等特點，因此合成立方烷及其衍生物成為化學界關注的熱點。下面是立方烷衍生物I的一種合成路線：

回答下列問題：

（1）C的結構簡式為

，E的結構簡式為

。

（2）③的反應類型為

，⑤的反應類型為――。

（3）化合物A可由環戊烷經三步反應合成：

反應1的試劑與條件為

。

反應2的化學方程式為

。

反應3可用的試劑為

。

（4）在I的合成路線中，互為同分異構體的化合物是

（填化合物代號）。

（5）1與堿石灰共熱可轉化為立方烷。立方烷的核磁共振氫譜中有 個峰。

（6）立方烷經硝化可得到六硝基立方烷，其可能的結構有

種。

答案：（1） （2）取代反應消去反應 （3） Cl2/光照 （4）G和H （5）1 （6）3

解析：（1）由流程圖可知， 與NBS在特定條件下發生取代反應生成 在特定條件下反應生成的C中沒有溴原子，且反應條件也是鹵代烴消去反應的條件，故生成C的反應是消去反應，結合D的結構可知C的結構簡式為 。D與溴的CC14溶液發生加成反應，生成的E為

。

（2）由CD，EF的有機物結構特征可確定③和⑤的反應類型分別為取代反應和消去反應。

（3）結合流程聯想“烴鹵代烴醇醛（酮）”，可知反應1的試劑是鹵素，條件是光照；反應2是鹵代烴的水解反應；反應3的試劑是02/Cu。

（4）GH的條件是光照，二者分子式均為C10H602Br2，互為同分異構體。

（5）立方烷結構高度對稱，只有一種氫。

第8篇：有機合成的常用方法范文

關鍵詞 麥角隱亭；環二肽；合成

中圖分類號：O629 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0068-01

麥角隱亭是麥角菌產生的一系列有藥用價值的麥角堿，常用于治療高血壓和周圍血管組織的疾病。目前主要由發酵法生產，但是發酵組分復雜，提取分離方法繁瑣，價格偏高，影響了該類藥物的廣泛使用。全合成步驟繁復，不具生產價值。

用發酵生產的麥角酸作母體半合成肽麥角堿，是一種具有應用前景的制造工藝方法，作為半合成麥角肽堿項目的一部分，本研究意在探索一條中間體環二肽的簡單合成方法，以適合工業生產的要求。

1 探究思路

有機合成中常通過引入叔丁氧羰基（即Boc）保護基團，特別運用于氨基酸的氨基保護。合成多肽時，該保護基團的脫除條件溫和，且反應產物的分離提純較之使用其他類型的氨基酸保護劑容易。本項目通過采取對N進行Boc保護的方法以增加環二肽的合成產量，分別是合成N-Boc-L-Pro，和N-Boc-L-Leu兩種思路。

圖1 環二肽的合成路線一

圖2 環二肽的合成路線二

2 實驗過程

1）N-Boc-L-Pro的制備。

將L-Pro加入燒瓶中，溶于丙酮/水（2：1，3 mL）中，加入三乙胺（pH9～10），室溫下攪拌30 min，之后加入

（Boc）2O，室溫下攪拌。TLC跟蹤監測完全反應后，懸蒸除去丙酮。加入1 mL水對剩余物稀釋，異丙醚萃取除去過量的（Boc）2O。水層用3%稀HCL酸化至pH=3后，用乙酸乙酯萃取3次。合并乙酸乙酯層，飽和食鹽水洗滌，無水Na2SO4干燥，濾除Na2SO4，蒸干溶劑，得白色固體。

分析：計算得N-Boc-L-Pro的收率為65.26%。

2）L-Leu甲酯鹽酸鹽的制備。

在100 mL的三頸瓶內裝入2.0gL-Leu，加入30 mL無水甲醇攪拌溶解，冰鹽浴冷卻至-10℃，攪拌下緩慢滴加二氯亞砜，滴加過程中嚴控溫度在0℃以下。滴加完畢后，繼續放在冰鹽浴內攪拌30 min，移去冰鹽浴，室溫下攪拌48小時。用TLC跟蹤監測反應完全后，蒸除甲醇和二氯亞砜，得膏狀白色固體。在43℃熱水浴用少量甲醇溶解，再滴加乙酸乙酯，置于冰箱中結晶。沉淀過濾后稱重得L-Leu甲酯鹽酸鹽1.88 g，L-Leu甲酯鹽酸鹽的收率為67.14%。

3）N-Boc-L-Pro-L-亮氨酸甲酯的合成。

將氨基酸鹽酸鹽堿化成甲酯，用三乙胺除去鹽酸鹽，乙酸乙酯做溶劑萃取，保留液體。將N-Boc-L-Pro和N--甲基嗎啉溶于二氯甲烷（10 mL）中，0℃下緩慢滴加氯甲酸乙酯，攪拌10 min。之后，向其中緩慢滴加L-亮氨酸甲酯，滴加完畢后，撤去冰浴，室溫下攪拌16 h。TLC監測至反應完全，混合液用二氯甲烷進行稀釋，之后用飽和食鹽水進行洗滌。分離出有機相后進行干燥，旋蒸除去溶劑。

4）環二肽（L-Pro-L-Leu）的合成。

將N-Boc-L- Pro -L-亮氨酸甲酯溶于無水二氯甲烷中，室溫下向其中加入TFA，攪拌反應3 h。之后，蒸干溶劑。所得產物充分溶于2-丁醇：甲苯（4：2 mL）中，加入三乙胺。混合物加熱至回流16 h，蒸干溶劑后，沒有發現有白色固體生成，合成環二肽失敗。

分析：N-Boc-L-脯氨酸-L-亮氨酸甲酯不容易氨解閉環。改換N-Boc-L-Leu路線。

5）N-BOC-L-Leu的合成。

將L-Leu溶于23ml丙酮與水的體系（2：1），水浴25℃下攪拌至完全溶解，之后向反應瓶中加入三乙胺（pH9-10），繼續水浴下攪拌，用丙酮：水（2：1）溶解（Boc）2O，緩慢滴加，監測溫度使其不變，維持反應液的pH8-9。TCL監測反應完全。減壓蒸去丙酮，用乙醚等量萃取3次，用3%HCL調節pH為3，EA等量萃取3次，飽和Nacl溶液洗滌，再用無水硫酸鈉干燥，蒸干EA，用EA-Pet（1：5）結晶，得白色晶體0.98 g。

6）L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽的合成。

在反應瓶中加入甲醇和L-Pro，冰鹽浴下充分攪拌，緩慢滴加二氯亞砜，控制流速保證反應溫度在-10℃以下，滴加完畢后，繼續攪拌至液體透明，撤去冰鹽浴，繼續攪拌，TLC監控（EA：MeoH=3：1）反應完全后，減壓濃縮，反復加無水甲醇除去濃縮液中的二氯亞砜，充分洗滌3次，再加少量甲醇溶解濃縮液，加入適量乙酸乙酯，冷卻觀察結晶。

結果：多次實驗后未得到結晶。

分析：溫度控制不穩定會影響反應進度；必須使用無水甲醇，二氯亞砜遇水分解；得到的L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽中可能存在雜質，或其本身可能不易結晶。

7）N-Boc-L-亮氨酸-L-脯氨酸甲酯的合成。

將N-Boc-L-亮氨酸和NMM（N-甲基嗎啉）溶于二氯甲烷中，0℃下攪拌，緩慢滴加氯甲酸乙酯。只會向其中緩慢滴加脯氨酸甲酯的油狀物，N-Boc-L-亮氨酸使用二氯甲烷溶解。滴加完畢后，撤去冰浴，室溫下攪拌16 h。TLC監測至反應完全，混合液用二氯甲烷進行稀釋，之后用飽和食鹽水進行洗滌。分離出有機相后進行干燥，旋蒸除去溶劑。硅膠柱層析分離純化得到產物0.21 g。

3 結束語

半合成麥角環肽是一種具有可行性的工藝方法，本研究利用簡單氨基酸，探究合成環二肽的方法，實驗方法可參考路線和工藝較多，具有可操作性，對麥角堿類藥物的半合成研究和實際生產具有一定的指導意義。

參考文獻

[1]武振羽，張韞宏，王輝，等.環肽合成進展[J].化學進展，2002，14（2）：113-20.

[2]劉洪強，林浩，田桂杰，等.Mannich型環肽的液相及固相合成比較[J].有機化學，2003，23（8）：804-808.

第9篇：有機合成的常用方法范文

國外對綠色化學的研究始于九十年代中期. 1995 年美國宣布建立5綠色化學計劃6 并于1996 年設立了/ 總統綠色化學挑戰獎0, 日本制定了以環境無害制造技術等綠色化學為內容的/ 新陽光計劃0, 歐洲、拉美的一些國家也紛紛制定了綠色化學與技術的科研計劃.

1997 年由國家科委主辦的主題為/ 可持續發展問題對科學的挑戰0綠色化學的香山科學會議在北京召開, 宣告了我國綠色化學研究工作正式起步. 如何把綠色化學融合于化學系列課程教學內容和課程體系改革中, 對化學教育工作者來說是一個重要的課題.

在教學實踐中, 滄州師范學院化學與環境科學系教師不斷探索綠色化學實驗教學理念, 1993 年率先在無機化學實驗教學中進行了實驗微型化的實踐探索并獲得成功, 之后其他實驗室全面開展了實驗室綠色化的教學實踐.

1 綠色化學實驗探索

1. 1 減量( Reduction)

1. 1. 1 性質實驗的微型化

我們的微型化學實驗探索始于1993 年, 首先從基礎無機化學實驗開始. 基礎無機化學實驗中氣體的制備與性質試驗一直占有相當大的比例, 很多都是有毒氣體( 如Cl2 ,HCl, HBr,H2S, NO2 ,NH3 , CO, SO2 等) , 排入環境會導致環境污染, 即使在通風設備良好的實驗室對實驗者也會造成一定的傷害.

我們首先對常規實驗中/ 氯氣、次氯酸鈉、氯酸鉀的制備和性質實驗0的全部內容和/ 硫0、/ 氮0的部分內容實行了微型化改革[ 1-5] .

無機化學的性質實驗一般在試管中完成, 液體用量大多為2ml- 3ml, 甚至更多, 藥品用量大, 廢液處理工作量也很大. 于是, 我們把微型實驗引入其中. 學生把實驗改在白瓷板、井穴板、玻璃板或塑料片上, 用幾滴藥品即可完成實驗.

隨著微型實驗研究的深入, 從單純的性質驗證發展為理論探討性實驗, 如反應速率和活化能測定實驗.

反應速率和活化能測定實驗, 在現行的高等無機化學實驗和基礎化學實驗教材中都是用過二硫酸銨和碘化鉀的反應, 實驗現象明顯, 但試劑用量大. 我們在實際教學中, 減少藥品用量為常規劑量的十分之一, 用微型注射器量取液體, 反應器改為微型容量瓶進行實驗, 指示劑淀粉的用量降低到1 滴, 微型化測定過二硫酸銨與碘化鉀的反應速率和活化能, 實驗效果令人滿意, 實驗的重現性很高, 提高了實驗的準確度[ 6] .

1. 1. 2 合成實驗的減量與微型化

有機合成實驗中采取試劑用量減半的操作方法. 過去, 多數有機合成實驗為常量合成實驗, 試劑平均使用量約15- 25g( ml) , 再加上相應的反應溶劑, 每年每名學生要消耗多達1Kg, 選用小量-半微量實驗, 由于試劑用量的減少, 廢液廢氣的產生也少[ 7] .

實踐證明, 微型化后的實驗有以下幾方面的優點:

( 1) 藥品用量大大減少, 有毒氣體的排放量大大減少, 同時節約了大量實驗經費. 以氯氣及其性質實驗為例, 實驗向200 名學生開出( 100 組) . 微型實驗藥品消耗經費僅為常規實驗的3. 7% , 且微型儀器相對常規儀器也便宜, 這也節省了不少經費, 如表1 所示.( 2) 反應時間短, 污染小. 氣體的制備、收集、性質、尾氣吸收用膠管連接成套, 氣體不易泄漏, 污染減小,反應時間大大縮短. 氯氣及其性質實驗, 從實驗開始的5min 之內即可完成, 且一個班的學生同時進行, 氯氣泄漏很少, 實驗內容基本能順利完成. 而SO2 的制備及性質實驗只需1min. NH3 制備和性質實驗在2min 內即可完成.

( 3) 增強學生創新能力, 提高動手能力. 在微型實驗中, 通過新想法、新思維、新手段和新成果的不斷涌現, 增強了學生的創新意識, 提高了動手能力[8] .

1. 2 循環( Reuse)

1. 2. 1 多步合成反應循環

把合成實驗的產品作為后一步合成的原料來實現學生的實驗產品的循環利用, 提高原子經濟性. 這種實驗教學方法不僅能滲透綠色化學教育的思想, 而且也能較好地檢查學生的操作技能和實驗教學效果, 增強了學生的實驗綜合能力. 由于實驗原料由學生自己合成, 更增加了他們的學習興趣, 可謂一舉而多得. 例如, 選擇乙酸乙酯和乙酰乙酸乙酯的制備兩個實驗, 其中制備的乙酸乙酯用作制備乙酰乙酸乙酯的原料. 乙酰苯胺、對硝基苯胺、對位紅的制備三個實驗連續進行, 制備的乙酰苯胺作為合成對硝基苯胺的原料, 而對硝基苯胺又作為合成對位紅的原料[ 9] .

1. 2. 2 有機廢棄物的循環利用

化學實驗中常用的一些溶劑甲醇、乙醚、乙醇、丙酮、四氯化碳等, 容易對環境造成污染. 實驗過程我們對這些有機廢棄物進行了循環利用的探索. 例如液相色譜實驗用甲醇-水做流動相, 每年需要消耗大量高純度甲醇, 雖然液相色譜用甲醇哪怕引入微量雜質都不能再用, 我們嘗試把甲醇水溶液用于化工的精餾實驗, 精餾產物又用于做有機實驗的溶劑.

1. 3 回收[ 10] ( Recycling)

1. 3. 1 廢液集中處理

對于實驗后的廢液, 尤其是一些有毒的重金屬離子廢液, 養成了集中處理的習慣, 避免了廢液流入下水道污染地下水, 達到了綠色實驗的效果. 如含汞的廢液我們采用硫化物共沉淀法, 將含汞鹽廢液加過量的Na2S 生成HgS 沉淀, 再用FeSO4 , 與過量的S2- 生成FeS 沉淀. 使廢液中含汞量可降至容許排放的濃度.

1. 3. 2 以廢治廢綠色排放

試驗中我們嘗試廢物的利用, 以廢治廢, 節約費用, 降低環境污染. 如銀量法測定食鹽中氯離子含量所用的鉻酸鉀指示劑, 重鉻酸鉀法測定鐵礦石中鐵的標準溶液重鉻酸鉀均含有致癌的Cr( ? ) , 如果將其直接排入水體, 將會造成環境污染. 我們啟發學生/ 以廢治廢0, 利用所學的氧化還原知識, 將廢酸、廢鐵釘、鐵片、鐵絲等與含鉻廢液混合放置數日, 在酸性條件下Cr( ? ) 被還原為Cr( ?) , 廢液由黃色轉變為灰綠色, 然后加入消石灰使Cr

3+ 轉化為低毒的Cr( OH) 3 沉淀, 分離沉淀, 達標后排放廢液.

1. 4 再生( Regeneration)

1. 4. 1 貴金屬的提取再生[ 11] ( P51-53)

我們設計了/ 實驗室含銀廢液的回收利用0實驗方案, 從含Ag+ 廢液得到硝酸銀. 實驗前布置學生自己查找相關的資料, 設計實驗方案, 列出實驗步驟. 通過方案設計教學將理論和實驗有機地結合了起來, 改變了以往重理論輕實踐, 眼高手低, 照方抓藥的不良學習風氣. 實驗的廢棄物變成了可利用的寶貝, 既節約了貴金屬藥品又對以前的知識進行了綜合提高, 同時也鍛煉了學生設計實驗、解決實際問題的能力.

1. 4. 2 陳化試劑的再生

例如把陳放的苯胺用水蒸氣蒸餾, 得到較純的苯胺用于其它實驗中.

1. 4. 3 配位滴定法實驗中含Bi3+ 和Pb2+ 廢液的再生[ 11] ( P51-53)以配位連續滴定法測定混合液中Bi3+ 和Pb2+ 的含量是無機及分析化學教學的一個重要實驗, 供學生測定的混合試液幾乎都是由分析純的硝酸鹽配制. 眾所周知, 可溶性鉛鹽對人體危害極大, 是6 種劇毒金屬元素之一; 鉍只占地殼重量的2 @ 10- 5% , 資源稀少, 價格較貴. 含Bi3+ 和Pb2+ 的廢液如不回收, 既污染環境又浪費資源. 若以硫化鈉為沉淀劑處理廢液則Bi3+ 和Pb2+ 的EDTA 配合物均可轉化為硫化物沉淀的形式回收.

繼而用稀硝酸加以溶解, 并通過硝酸用量的控制, 使再生后試液的酸度恰為滴定所需的pH, 則可供學生實驗反復使用.

1. 5 拒用( Rejection)

1. 5. 1 在設計性試驗中選用低毒物質

例如設計大豆或花生中粗脂肪提取及肥皂制備, 在提取工藝上有壓榨、溶出兩種, 在我們實驗室中壓榨方式不易實現, 采取溶出方法在溶劑的選擇使用上有多種選擇可進行比較, 我們選擇低毒的溶劑作為溶出溶劑, 雖然可能產率低些但既節約又環保.

1. 5. 2 改進實驗方法選用綠色化學試劑

盡量選用無毒無害的試劑, 這樣可最大限度地減少甚至避免實驗過程中產生的污染. 有機化學實驗基本操作訓練所涉及熔點測定、蒸餾、折光率測定、重結晶、水蒸氣蒸餾等, 教材上指定的試劑都是萘、苯甲酸、甲醇、苯甲醛、呋喃甲醛、苯胺等有機化合物, 這些試劑都有不同程度的毒性, 而且有的氣味很難聞. 基本操作實驗的目的主要是訓練學生的操作技能, 使學生熟悉各種操作的應用范圍, 為此, 設計改進實驗試劑, 以無毒試劑、毒性較小的試劑或合成實驗的粗產品做基本操作訓練的原料. 比如蒸餾實驗用水代替乙醇或者甲苯, 效果也非常好.

1. 6 生活化的化學

在中學化學實驗研究中, 我們利用生活中的物品和廢棄物設計了/ 實驗探究) ) ) 哪種物質催化H2O2 分解制氧氣效果最好0、/ 自制水電解器探究水的組成0、/ 鑒別真假葡萄酒0、/ 尋找理想的天然酸堿指示劑0等實驗, 開拓了學生實驗探究式教學設計的思路. 如自制水電解器探究水的組成: 利用身邊的廢舊物品, 小組合作自制水電解器, 探究水的組成. 實驗材料是兩只大鐵釘( 用作電極) 、一個飲料瓶、橡皮塞、兩只小試管、銅導線、學生電源( 或用六節一號電池、或用6V 廢手機充電器代替) 、兩個五角的銅幣、線繩, 稀氫氧化鈉溶液( 8%) 或碳酸鈉溶液.

2 綠色化學教研成果

2. 1 促進了教師專業化發展

從1993 年微型實驗教學改革開始, 經過多年的探究與實踐, 綠色化學理念已經深深扎下了根, 在教學和管理中始終貫穿綠色化學理念, 形成了我們的特色和傳統. 通過一系列的綠色化學教學改革和活動, 在綠色化學研究與實踐中形成了系列成果, 發表數十篇有價值的論文, 省級立項課題多項, 并獲河北省優秀教學成果二等獎和三等獎等獎項, 教師綠色化學理念得到提升, 教研能力得到提高.2. 2 體現了新的育人觀在綠色化學探索與實踐中, 改變了學生的培養模式, 提升了學生的科學素質, 增強了探索與發現的意識和主動設計、組織的能力. 實驗中很多方案是學生自己設計的, 簡單儀器設備也是學生自己制作的, 學生們在綠色化實驗的不斷設計、實驗、改進、完善的過程中, 新想法、新手段和新成果不斷涌現, 探究理念逐漸形成,創新能力和動手能力得到提高, 并能把這種創新理念應用于今后學習和工作中.

2. 3 加強了綠色理念的推廣與普及