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    有機合成方法學精選(九篇)

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    第1篇:有機合成方法學范文

    關鍵詞:計算機應用基礎;課程;教學方法

    計算機學科是一門實踐性很強的學科,幾年的教學工作,使我深深地認識到,熟練掌握計算機的基礎操作與硬件維護對于高職學生的重要性。因此,計算機應用基礎課程在高職教育教學中的重要性不言而喻。在高職計算機應用基礎課程的教學實踐中,應當根據(jù)教學內(nèi)容的特點來選取適當?shù)慕虒W方法,本文總結(jié)了以下幾種常用且教學效果良好的教學方法:

    一、引導式教學

    引導式教學指的是教師通過對學習項目的縝密設計,引導學生尋找疑點,鼓勵學生勇于提問;進而指導學生探索操作、思索解決,通過運用所學知識和技能求解新情境下的新問題,最終實現(xiàn)教學目標。這樣,不但可以增強學生的知識和技能,提高學生分析問題和解決問題的能力,而且能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,提高學生的職業(yè)能力,也完成了傳統(tǒng)教學中,學生被動接受和主動思考模式的轉(zhuǎn)換,創(chuàng)造了一個開放性的課堂氣氛。經(jīng)教學實踐證明,“引導”可以非常好地調(diào)動學生探索的積極性,有利于師生的情感溝通和信息交流,有效地實現(xiàn)教學目標。

    1.以項目為導向、以案例教學為切入點的“引導式”方法。以項目為導向的案例教學法是以一個實際項目的成功實例而引申出對知識和技能學習的教學方法。在教學過程中,教師可以以一個實例項目向?qū)W生展示設計、完成的部分過程,引導學生自行完成其余過程,然后以實際案例完成過程與學生自行設計過程進行對比,從而達到良好的教學效果。通過實際案例可以引導學生在今后的工作中遇到類似的項目應該如何思考、解決,增強學生的學習興趣,使學生在解決實際案例的過程中增長經(jīng)驗并獲取知識,增強能力。

    2.以掌握“探究式學習方法”為目標的“引導式”方法。探究式學習方法就是要讓學生親自探究操作項目并最終得到正確結(jié)果的學習過程,其主旨在于在實踐中探究,在探究中產(chǎn)生對知識與技能的需要,對知識和技能的歸納、升華,從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。當代高職學生在校三年不僅僅要獲得所學基礎知識和專業(yè)知識,更為重要的是要獲得相關學習理論,并轉(zhuǎn)化為實踐的學習能力。“探究式學習”這一學習方法對計算機理論知識部分的學習尤為有效,教師應以學生掌握“探究式學習方法”為目標,打破原有陳舊課程體系,根據(jù)實際工作中相應崗位所包含的各項技能標準要求,確定知識點,組合成基礎部分、專業(yè)技能部分、選修部分等不同的有機組合,形成新的課程體系,在這基礎之上,針對某一部分引導學生探究該部分的背景及當前技術以及未來的發(fā)展方向,在這個過程中,教師應扮演“輔助者”的角色,在出現(xiàn)研究問題時及時提供相關信息點或?qū)W習經(jīng)驗,最終使學生形成由淺入深的知識結(jié)構(gòu)體系。

    二、協(xié)作式教學

    協(xié)作學習法是一種以學生在小組中的合作學習活動為主體,以教師組織安排為主導,以培養(yǎng)學生學習的興趣和能力為中心,以優(yōu)化課堂教學設計、培養(yǎng)學生合作精神、使每一個學生都得到更好的學習情境、提高教學質(zhì)量為目標的課堂教學模式。之所以在計算機應用基礎課程教學中選擇協(xié)作學習法,主要是基于以下幾點:

    1.合作學習法要求小組成員具有異質(zhì)性,這正好對應了高職學生在本課程上差距大的現(xiàn)狀。學生遇到的問題往往由其他同學的只言片語受到啟發(fā)而得以解決,客觀上使協(xié)作學習法的應用顯得非常實用。

    2.計算機應用基礎課程學習強調(diào)操作能力的提高,教師在指導和考量學習效果上有難度,必須改進傳統(tǒng)的學習和測評方式。

    3.協(xié)作學習法中,一群學生為達到共同一致的目標,在小組內(nèi)分工合作、積極溝通,共同利用資源,互相支持,可以促進學生們溝通能力的提高。同時,以小組為本位進行組間競賽,可以營造出團隊比賽的心理氣氛,可增進學習動力和成效,也為學生參加未來的社會實踐提前培養(yǎng)了團隊合作意識。

    三、任務驅(qū)動式教學

    “任務驅(qū)動”是指教學過程中以若干個具體任務為中心,通過完成任務的形式,介紹和學習基本知識和技能。本文研究采用任務驅(qū)動,圍繞項目展開實踐活動,使學生通過自己的認知活動掌握信息獲取、檢索、加工、表達、交流等技能,提高學生的信息素養(yǎng)。任務驅(qū)動計算機教學的構(gòu)建方面要注意以下幾點:

    1.分組要合理。小組是協(xié)作學習的基本組織形式,協(xié)作學習小組不再是原來班級內(nèi)那種共同值日、共同學習的小組,而是為了共同的目標相互依賴、彼此互助的小組。建立任務驅(qū)動下的協(xié)作學習小組的基本原則是保證各小組有足夠但又不是過分多的信息量;保證每個學生在小組中都承擔學習任務,都具有獲得學習成功的機會;要充分重視學生之間的交流和團隊意識的培養(yǎng);保證小組學生之間有積極的相互依賴和合作關系。

    2.分工要明確。讓每一個學生都積極投入到協(xié)作學習的過程當中去,首先必須進行明確的分工,建立個人責任分工表,并提交給老師,以便教師在以后能及時地進行監(jiān)督。每個小組內(nèi)的學生都要承擔部分工作,即分配相應的角色。每個小組成員都要明確自己的工作好壞與小組的成績是至關重要的,任務與角色是緊密聯(lián)系的,合理的角色分配可以提高完成任務的效率與質(zhì)量,保證小組成員的學習興趣。角色分配時要從小組成員的興趣、能力出發(fā),盡可能地給每個學生提供擴展知識與技能的機會,角色分配要有靈活性,組內(nèi)的分工可以按學習需要以及自身發(fā)展的方向隨時調(diào)整。

    總之,任務驅(qū)動下協(xié)作式教學法在計算機教學中的應用能夠很好地改善計算機課堂教學氣氛,提高教育教學的質(zhì)量。

    四、情境式教學

    情境教學是一種將學習者的情感活動與認知活動結(jié)合起來的教學模式,追求教育的整體效益。它是指“在教學過程中為了達到規(guī)定的教學目的,從教學需要出發(fā)制造或創(chuàng)設與教學內(nèi)容相適應的場景或氛圍,引起學生的情感體驗,幫助學生迅速而正確地理解教學內(nèi)容。”當創(chuàng)設情景與學生的現(xiàn)實生活密切結(jié)合時,計算機就富有生命力了,更能激發(fā)學生學習計算機的興趣。

    高職教育的人才培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)具有良好學習能力和解決實際職業(yè)問題能力,適應生產(chǎn)、服務第一線的高素質(zhì)人才。高職計算機教學方法的改革目標也應當以人才培養(yǎng)目標為基準,以市場為導向,針對企業(yè)人才需求,不斷改進教學觀念、調(diào)整教學內(nèi)容、豐富教學模式、采用多種教學方法。計算機教學方法的綜合運用是一個艱辛的課題,需要廣大計算機教育工作者的不斷實踐、不斷完善、不斷思索,以滿足社會對高職計算機教育的人才需求。

    參考文獻:

    [1]盧瑩瑩.淺談如何提高高職計算機教學的實效性[J].中國科教創(chuàng)新導刊.

    第2篇:有機合成方法學范文

    【摘要】 目的分析藥對荊芥-桂枝、單味藥荊芥,桂枝的揮發(fā)油成分。方法采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)檢測,通過化學計量學解析法對二維色譜/質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行解析,從而實現(xiàn)對荊芥-桂枝、單味藥荊芥、桂枝的揮發(fā)油成分的分析。結(jié)果荊芥-桂枝、荊芥和桂枝揮發(fā)油成分分別定性得到51,47和61個結(jié)果,占總含量的88.72%, 90.52% 和88.37%。結(jié)論藥對揮發(fā)油成分的數(shù)目大致為荊芥和桂枝揮發(fā)油成分的加和,但相對含量有變化。

    【關鍵詞】 藥對荊芥-桂枝 揮發(fā)油 氣相色譜-質(zhì)譜 化學計量學解析法

    配伍理論是中藥復方的核心問題。藥對是中藥配伍的基本形式,是復方的最小組成單位,又是復方的一種特殊形式[1]。藥對的化學成分研究將為中藥復方的配伍研究提供基本的依據(jù),并揭示配伍理論的化學本質(zhì)。荊芥-桂枝為常用辛溫解表藥對[1]。荊芥祛風解表,宣毒透疹;桂枝散寒解表,溫經(jīng)通脈,通陽化氣[2]。兩者配伍使用,可增強祛風解表、散寒止痛的效果,共收解肌發(fā)表祛風散寒之功。揮發(fā)油成分是解表藥對的藥效物質(zhì)[3],而藥對荊芥-桂枝的揮發(fā)油成分未見報道。化學計量學解析法(Chemometric resolution method, CRM)是對二維色譜/光譜矩陣數(shù)據(jù)進行解析的一種有效方法,它利用二維矩陣數(shù)據(jù)包含的色譜/光譜信息,采用局部因子分析以分辨出單個組分的純色譜和光譜,其原理與解析參照文獻方法[4],它已成功地應用于中藥揮發(fā)油成分的分析[5]。本實驗采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)和CRM分析藥對荊芥-桂枝的揮發(fā)油,并比較了單味藥與藥對的揮發(fā)油成分, 討論了單味藥配伍后揮發(fā)油成分的變化。

    1 器材與方法

    1.1 器材儀器為日本島津QP2010型氣相色譜儀-質(zhì)譜儀。荊芥、桂枝均購自湖南中醫(yī)藥研究院,經(jīng)該院中藥研究所鑒定分別為荊芥Schizonepeta tenuifolia Briq.的干燥莖枝、肉桂Cinnamomum cassia Presl.的干燥嫩枝。

    1.2 揮發(fā)油提取

    1.2.1 藥對揮發(fā)油的提取稱取干燥的荊芥(Herba Schizonepetae, HS),桂枝(Ramulus Cinnamomi, RC)各100 g,混合,按《中國藥典》(2000年版)揮發(fā)油提取法提取[6]。

    1.2.2 單味藥揮發(fā)油的提取分別稱取干燥的荊芥和桂枝各100 g,按照上法提取。

    1.3

    揮發(fā)油的測定條件

    1.3.1 色譜條件色譜柱OV-1( 30 m×0.25 mm)。 程序升溫:起始溫度40℃,以2℃·min-1升至120℃,再以10℃·min-1升至230℃,維持20 min。載氣He;流速1.0 ml·min-1;進口溫度250℃,界面溫度280℃。

    1.3.2 質(zhì)譜條件EI源電子能量70 eV,離子源溫度230℃。倍增電壓1.28 kV,掃描范圍20·600 amu;掃描速率3.8 scans.s-1,溶劑延遲2 min。

    1. 4

    數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析在Celeron(R)2.66GHz(Intel)計算機上進行,程序用Metlab 6.5編寫,所分辨的質(zhì)譜在NIST107標準質(zhì)譜庫中檢索。

    2 結(jié)果

    2.1

    揮發(fā)油化學成分的定性分析圖1~3分別是荊芥、桂枝和荊芥-桂枝的揮發(fā)油的GC-MS總離子流圖(TIC),其中許多色譜峰產(chǎn)生重疊。圖2中A的保留時間段為53.05~53.50 min,放大為圖4。

    圖1 荊芥揮發(fā)油的總離子流圖(略)

    圖2 桂枝揮發(fā)油的總離子流圖(略)

    圖3 藥對荊芥-桂枝的揮發(fā)油總離子流圖(略)

    圖4 A峰的總離子流圖(略)

    圖5 解析后A峰的色譜圖(含化合物1,2,3,和4)(略)

    從圖4可見,A似乎是兩個分離很好的色譜峰。直接從色譜庫中進行檢索,左側(cè)峰中不同位置質(zhì)譜變化很大,且檢索結(jié)果與被測物質(zhì)譜相似度都較低,其中左半部分中間部分檢測為Dodecanoic acid, 2-phenylethyl ester,相似度為70%,右半部分檢測為1,2-Benzenedicarboxylic acid, diundecyl ester,相似度為81%,右側(cè)峰檢測結(jié)果為Pentadecanoic acid,相似度為64%。可見,直接從色譜庫中進行檢索的定性結(jié)果其可靠程度和準確度都較低,同時由于色譜峰重疊,難以進行定量分析。

    利用CRM分析,結(jié)果表明A是一個四組分體系(圖5)。根據(jù)各組分的純色譜和質(zhì)譜,再將它們與NIST標準庫進行匹配,可檢索到4種組分,分別為 ①4-(phenylmethoxy)-Benzoic acid;② Phen-1,4-diol;③2,3-dimethyl-5-trifluoromethyl-Tridecanoic acid;④Benzoic acid,2-phenylethyl ester, 相似度(相對含量)分別為97.9%(0.09%),94.4(0.05%), 91.5(0.07%), 93.8(0.02%)。由于得到的是純組分的質(zhì)譜,定性結(jié)果的準確性和可靠程度大為提高。

    與上述解析A過程相似,對桂枝其它保留時間段的組分以及荊芥和荊芥-桂枝TIC圖,利用CRM逐步進行分辨,可得到組分的純質(zhì)譜,再用質(zhì)譜庫對分辨出的組分進行質(zhì)譜定性檢索,得到組分定性結(jié)果。荊芥-桂枝、荊芥和桂枝揮發(fā)油定性鑒定的組分分別為51,47和61個, 占總含量的88.72%, 90.52% 和88.37%。

    2.2

    揮發(fā)油化學成分的定量分析對解析后的所有色譜采用總體積積分法積分,可得到各個組分的定量分析結(jié)果,荊芥,桂枝和藥對荊芥-桂枝定性組分含量分別占總含量的90.52% ,88.37%和88.72%,三者的揮發(fā)油主要化學成分見表1。

    3 討論

    由表1可見,藥對荊芥-桂枝揮發(fā)油主要化學成分的數(shù)量大致是兩個單味藥荊芥和桂枝的加和,含量較高的主要成分或來自荊芥,如5-methyl-2-(1-methylethylidene)-Cyclohexanone,(2R-trans)-5-methyl-2-(1-methylethyl)-Cyclohexanone等;或來自桂枝,如3-(2-methoxyphenyl)-2-Propenal,Benzaldehyde等;或來自二者之疊加,如D-Limonene,Benzylidenemalonaldehyde等。 這些主要成分在藥對中的含量與在單味藥中的不同。實驗結(jié)果還表明,藥對荊芥-桂枝揮發(fā)油中還出現(xiàn)了多個單味藥中沒有的新的化學成分,如(E)-3,7-dimethyl-2,6-Octadien-1-ol acetate,(S)-1-methyl-4-(5-methyl-1-methylene-4-hexenyl)-Cyclohexene,Octanal,3-phenyl-2-Propen-1-ol acetate等,但它們的含量都較低。這些新化學成分的出現(xiàn)可能是由于合煎中的化學反應和物理變化,如增溶作用、助溶作用等。由于這些物理作用,單味藥中的某些化學成分在配伍后溶出率將提高,因此,單味藥中含量很低而未能檢測到的揮發(fā)性成分,在藥對中含量提高而可被檢測。這些物理變化也會導致其它揮發(fā)性成分在藥對中的含量變化。

    每個單味藥含有特定的活性化合物群。兩個單味藥配伍形成藥對,在合煎過程中,由于化學反應與物理變化,形成新的活性化合物群,它與單味藥的活性化合物群在量與質(zhì)方面均存在差別,從而導致藥效的不同。兩個單味藥在合煎過程發(fā)生什么物理變化與化學反應,值得深入研究。

    表1 荊芥、桂枝和藥對桂枝-荊芥的主要揮發(fā)油成分(略)

    rt為保留時間;rc為相對含量;-為未檢出

    【參考文獻】

    [1] 胥慶華,劉麗云,趙瑞華.中藥藥對大全[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,1996:360.

    [2] 田代華.實用中藥辭典[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2002:1818,1533.

    [3] 沈映君.解表中藥方劑研究[M]. 北京: 中國醫(yī)藥出版社, 2005:198.

    [4] Guo FQ, Liang YZ, Xu CJ, et.al. Determination of the volatile chemical constituents of Notoptergium Incium by gas chromatography-mass spectrometry and iterative or non-iterative chemometrics resolution methods [J]. J. Chromatogr. A, 2003, 1016 (1) : 99.

    [5] Li X R, Liang Y Z, Guo F Q.Analysis of volatile oil in rhizoma ligustici chuanxiong-radix paeoniae rubra by gas chromatography-mass spectrometry and chemometric resolution [J]. Acta Pharmacologica Sinica, 2006, 27(4):491.

    第3篇:有機合成方法學范文

    1有機化學的內(nèi)涵

    有機化學可以稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制備方法與應用的科學,它的研究主要包括:高選擇性反應,高效反應、合成方法學、綠色合成、新合成方法、試劑、復雜天然產(chǎn)物的合成、組合化學。迄今大約有2000多萬個化合物,其中絕大多數(shù)是有機化合物。有機化學學科的發(fā)展,揭示了構(gòu)成物質(zhì)世界的有機化合物分子以及有機分子轉(zhuǎn)化的規(guī)律,設計合成具有特定性能的有機分子。有機化學研究手段的發(fā)展經(jīng)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。它能為的相關學科如生命科學、環(huán)境科學、材料科學等的提供了理論、材料和技術。有機化學是一系列相關工程的基礎,包括在環(huán)境工程的應用。在能源、材料、信息、健康、環(huán)境等,在為推動科技發(fā)展、社會進步、提高人類生活質(zhì)量,改善人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮巨大作用。所以,有機化學是一門具有創(chuàng)新性的應用學科,它的化學研究主要包括新型藥物、高效低毒農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑的研究和開發(fā);具有潛在光、電、磁等功能的有機分子的合成和有序組裝,進行物理化學方法得到新型具有光電磁性能的分子材料。為了保證可持續(xù)發(fā)展,有機化學的研究方向天然有機化學方面、綠色有機方面研究,它還面臨著許多課題,在環(huán)境工程中,諸如環(huán)境中微量、超微量有機污染物的檢測,有機污染物在環(huán)境中的反應變化和遷移等都是有機化學的一個研究方向,也是一項極大的挑戰(zhàn)。

    2有機化學在環(huán)境工程中的利弊分析

    有機化學不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)療研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用,而且在日益突出的環(huán)境治理、環(huán)境保護的環(huán)境工程中得到廣泛的應用,它的發(fā)展在污染治理和環(huán)境生物檢測等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。生態(tài)環(huán)境問題是一個多學科交叉的綜合性大課題,化學在環(huán)境工程中起著至關重要的作用,化學給人類創(chuàng)造和維持了豐富多彩的物質(zhì)生活,提高人們的生活質(zhì)量。然而,人們要清醒的認識到有機化學是一把雙刃劍,給人們提高生活質(zhì)量的同時也造成了一些污染,不得不注意。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,為了增產(chǎn)人們使用化肥、農(nóng)藥,這些物質(zhì)都是有機合成物質(zhì),對我們環(huán)境及人類健康都造成嚴重影響。例如,六六六和DDT具有很強的殺蟲效果,同時也極難分解化合物,在農(nóng)作物上大量的使用之后,它們不僅在土壤中殘留,也進入了農(nóng)作物并通過食物鏈進入人體或牲畜體內(nèi),目前,人們意識到這個危害性,這種含氯的農(nóng)藥被禁止使用;室內(nèi)環(huán)境中,有機化學在室內(nèi)環(huán)境的影響,就是人們在室內(nèi)裝修的裝飾材料的影響,人們忽略了一些新穎的建筑材料含有的有害成分釋放出來會給室內(nèi)環(huán)境能夠造成污染。比如:甲醛、氨氣、笨、油漆、各種膠粘劑、放水材料等,都是有機化合物,如不重視,對人的身體健康有巨大的危害。自然環(huán)境中,汽車尾氣的排放,汽車燃油是從石油的分餾、裂化等方式中得到的,正是有機化學的生成,有許多副產(chǎn)物,這些副產(chǎn)物對環(huán)境具有一定的破壞,因此,要控制化學副產(chǎn)物的產(chǎn)生,達到合理排放。雖然傳統(tǒng)有機化學影響了生態(tài)環(huán)境,但是也可以改善生態(tài)環(huán)境。例如:今天使用的煤轉(zhuǎn)化為清潔燃料,以減少在燃煤過程中產(chǎn)生的廢氣,達到排放標準,甚至達到零排放污染。這種手段就是利用化學原理,將煤中的元素原子100%轉(zhuǎn)化成為人類有益的有機產(chǎn)物。在環(huán)境保護上提高能源的利用率。因此,開發(fā)綠色有機物對有機化學是一大挑戰(zhàn),有機化學就要擔當起治理或減輕環(huán)境污染的重任。

    3有機化學在環(huán)境工程中的具體應用措施

    3.1充分調(diào)查,選擇適宜的有機化學類型

    我國在改革開放的三十多年中,經(jīng)濟和社會發(fā)展得到了顯著的進步,但是,過于重視經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)進程的加快,沒有重視到化工業(yè)對自然環(huán)境造成的一定程度的污染和破壞。環(huán)境污染的污染源飛速增多,例如原油泄漏、燃煤煙塵、酸雨、汽車尾氣、溫室效應、有機氯農(nóng)藥、環(huán)境致癌物、霧霾、煙霾等。因此,在運用有機化學時,首要的任務就是對環(huán)境所存在的污染源進行準確識別。通過取樣調(diào)查分析,明確污染源的類型和數(shù)量,制定準確的方案進行化學物質(zhì)投放。做好對環(huán)境工程的調(diào)查,按要求選型可以應用的有機化學,這樣,就可以規(guī)避污染源種類帶來的危害,使化學制劑更具針對性。

    3.2建立實驗項目,準確把握有機化學的應用時效

    有機化學在環(huán)境工程的應用上,需要從多方面進行考量。有機化學在不同的環(huán)境治理上有不同的特殊要求和局限性。環(huán)境科學問題是一項長期的任務,需要環(huán)境科學人員堅持動態(tài)觀察的工作方法。根據(jù)各地區(qū)污染情況的差異,環(huán)境科學部門要建立實驗機制,通過對有機化學的認識了解,采用實驗的方式進行實驗組合,在實驗中得出有效的結(jié)論。有機化學在環(huán)保上的應用需要更加謹慎,以有利于與環(huán)境維護為基礎標準。

    3.3發(fā)展綠色化學,保障環(huán)保效果明顯

    從環(huán)境工程工業(yè)發(fā)展來看,綠色化學是有機化學應用于環(huán)保的進步。綠色化學采用綠色技術,旨在提高廢物的利用率,降低廢物的數(shù)量和毒性。綠色化學是化工也革命性的變化,能夠繼續(xù)推進綠色能源工業(yè),綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。有機化學在應用過程中,需要從技術角度和專業(yè)化角度進行分析,通過實驗得出結(jié)論,通過結(jié)論推廣產(chǎn)生良好的環(huán)境治理效應。

    4結(jié)語

    第4篇:有機合成方法學范文

    關鍵詞:綠色化學;環(huán)境保護;生物技術

    人類正面臨有史以來最嚴重的環(huán)境危機,由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴大,人均耕地、淡水和礦產(chǎn)等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來越尖銳;環(huán)保問題就成為經(jīng)濟與社會發(fā)展的重要問題之一。作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學工業(yè)及相關產(chǎn)業(yè),在為創(chuàng)造人類的物質(zhì)文明作出重要貢獻的同時,在生產(chǎn)活動中不斷排放出大量有毒物質(zhì),化學工業(yè)也為環(huán)境和人類的健康帶來一定的危害。發(fā)達國家對環(huán)境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉(zhuǎn)向治本,即開發(fā)清潔工業(yè)技術,消減污染源頭,生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。

    綠色化學又稱綠色技術、環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學、清潔化學。綠色化學即是用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。

    化學可以粗略地看作是研究從一種物質(zhì)向另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化的科學。傳統(tǒng)的化學雖然可以得到人類需要的新物質(zhì),但是在許多場合中卻既未有效地利用資源,又產(chǎn)生大量排放物,造成嚴重的環(huán)境污染。綠色化學則是更高層次的化學,它的主要特點是“原子經(jīng)濟性”,即在獲得物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中充分利用每個原料原子,實現(xiàn)“零排放”,因此既可以充分利用資源,又不產(chǎn)生污染。傳統(tǒng)化學向綠色化學的轉(zhuǎn)變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉(zhuǎn)變。綠色化學可以變廢為寶,可使經(jīng)濟效益大幅度提高。綠色化學已在全世界興起,它對我國這樣新興的發(fā)展中國家更是一個難得的機遇。

    1采用無毒、無害并可循環(huán)使用的新物料

    1.1原料選擇

    工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新物料,它們在不斷改善人類物質(zhì)生活的同時,也帶來大量生活廢物,使人類的生活環(huán)境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平,又不破壞環(huán)境,我們必須研制并采用對環(huán)境無毒無害又可循環(huán)使用的新物料。

    以塑料為例,據(jù)統(tǒng)計,到1989年美國在包裝上使用的塑料就超過55.43億kg(20世紀90年代數(shù)量進一步上升),打開包裝后即被拋棄,這些塑料廢物破壞環(huán)境是我們面臨的一大問題:掩埋它們將永久留在土地里中;焚燒它們會放出劇毒。

    我國也大量使用塑料包裝,而且在農(nóng)村還廣泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越來越嚴重。解決這個問題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前國際上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已經(jīng)投入生產(chǎn)。光生物雙降解塑料研究是我國“八五”科技攻關的一個重大項目,已取得一些進展。

    1.2溶劑的選擇

    大量的與化學制造相關的污染問題不僅來源于原料和產(chǎn)品,而且源自在其制造過程中使用的物質(zhì)。最常見的是在反應介質(zhì),分離和配方中所用的溶劑。在傳統(tǒng)的有機反應中,有機溶劑是最常用的反應介質(zhì),這主要是因為它們能較好地溶解有機化合物。但有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環(huán)境有害的因素。因此,在無溶劑存在下進行的有機反應,用水作反應介質(zhì),以及超臨界流體作反應介質(zhì)或萃取溶劑將成為發(fā)展?jié)崈艉铣傻闹匾緩健?/p>

    1.2.1固相反應

    固相化學反應實際上是在無溶劑化作用的新穎化學環(huán)境下進行的反應,有時可比溶液反應更為有效并達到更好的選擇性。它是避免使用揮發(fā)性溶劑的一個研究動向。

    1.2.2以水為溶劑的反應

    由于大多數(shù)有機化合物在水中的溶解性差,而且許多試劑在水中會分解,因此一般避免用水作反應介質(zhì)。但水作為反應溶劑有其獨特的優(yōu)越性,因為水是地球上自然豐度最高的“溶劑”,價廉、無毒、不危害環(huán)境。此外水溶劑特有的疏水效用對一些重要有機轉(zhuǎn)化是十分有益的,有時可提高反應速率和選擇性,更何況生命體內(nèi)的化學反應大多是在水中進行的。

    水相有機合成在有機金屬類反應,水相Lewis酸催化的反應現(xiàn)都已取得較大進展。因此在某些有機化學反應中,開發(fā)利用以水作溶劑是大有可為的。

    1.2.3超臨界流體作為有機溶劑

    超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發(fā)超臨界流體(SCF),特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因而有常規(guī)常態(tài)溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質(zhì)速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調(diào)節(jié)。其最大優(yōu)點是無毒、不可燃、價廉等。

    1.3催化劑的選擇

    許多傳統(tǒng)的有機反應用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑,這些液體酸催化劑的共同缺點是:對設備腐蝕嚴重,對人身危害和產(chǎn)生廢渣污染環(huán)境。為了保護環(huán)境,多年來人們從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料入手,大力開發(fā)固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術較為成熟,這種催化劑選擇性高,乙苯收率超過99.6%,而且催化劑壽命長。

    2化學反應的綠色化

    為了節(jié)約資源和減少污染,合成效率成了當今合成方法學研究中關注的焦點。合成效率包括兩方面,一是選擇性(化學、區(qū)域、非對映體和對映體選擇性),另一個就是原子經(jīng)濟性,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,理想的原子經(jīng)濟反應是原料分子中的原子百分之百的轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢棄物,實現(xiàn)廢物的“零排放”。為此,化學化工工作者在設計合成路線時,要減少“中轉(zhuǎn)”、增加“直快”、“特快”,更加經(jīng)濟合理地利用原料分子中的每一個原子,減少中間產(chǎn)物的形成,少用或不用保護基或離去基,避免副產(chǎn)物或廢棄物的產(chǎn)生。實現(xiàn)原子經(jīng)濟反應的有效手段很多,在些不作贅述。超級秘書網(wǎng)

    3生物技術的應用

    生物科學是當代科學的前沿。生物技術是世界范圍內(nèi)新技術革命的重要組成部分,生物化工是21世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一,它將成為創(chuàng)造巨大社會財富的重要產(chǎn)業(yè)體系。采用生物技術已在能源、采油、采礦、肥料、農(nóng)藥、蛋白質(zhì)、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機化工原料、精細化學品的制造等方面得到廣泛應用。從發(fā)展綠色化學的角度出發(fā),它最大的特點和魅力就在節(jié)約能源和易于實現(xiàn)無污染生產(chǎn)而且可以實現(xiàn)用一般化工技術難以實現(xiàn)的化工過程,其產(chǎn)品常常又具有特殊性能。因此,生物技術的研究和應用倍受青睞。

    綠色化學是人類的一項重要戰(zhàn)略任務。綠色化學的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統(tǒng)化學,從而使我們對環(huán)境的治理可以從治標中轉(zhuǎn)向治本。綠色化學的發(fā)展不僅將對環(huán)境保護產(chǎn)生重大影響,而且將為我國的企業(yè)與國際接軌創(chuàng)造條件。

    參考文獻

    1朱清時.綠色化學和新的產(chǎn)業(yè)革命[J].現(xiàn)代化工,1998(6)

    2閔思澤.環(huán)境友好石油煉制技術的發(fā)展[J].化學進展,1998(1)

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