有机合成的常用方法范文
时间：2023-10-30 17:57:08
导语：如何才能写好一篇有机合成的常用方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1.正向合成分析法
此法是一种正向思维方法，其特点是从已知原料入手，先找出合成最终产物所需的下一步产物（中间产物），并同样找出它的下一步产物，如此继续，直至到达最终产品为止。
2.逆向合成分析法
其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料（中间产物），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止
3.正向、逆向合成分析法结合运用
先用“顺推法”缩小范围和得到一个大致结构，再用“倒推法”来确定细微结构。一般正向合成分析法主，逆向合成分析法为辅。
二、有机合成的常见题型
1.一个官能团“变”两个
参考答案：
2.“移动”官能团
3.基团的保护
例3.写出由物质A
【分析】 物质A在氢氧化钠的溶液下先取代，生成醇，醇氧化成醛，醛在催化剂下继续氧化成羧酸，但A物质中有碳碳双键，也容易被氧化，在氧化羟基之前，一定先与HCl的加成反应再氧化羟基。
参考答案：
4.官能团引入的顺序
例4.据《中国制药》报道，化合物C是用于合成抗“非典”药品（盐酸炎痛）的中间体，其合成路线为：
已知：
【分析】 由D物质看出氨基和羧基是邻位，所以甲苯先硝化，再氧化甲基，然后还原硝基。若甲苯先还原硝基，再氧化甲基，那么氨基也被氧化了。因此合成过程中一定要注意官能团引入的顺序和相互转化时的氧化和还原。
参考答案：
5.碳链的增长
【分析】 本题的有机合成题，要采用正向思维和逆向思维相结合的分析方法。由原料合成产物聚对苯二甲酸对苯二甲酯，由产物不难推出对苯二甲酸和对苯二甲醇缩聚反应制得。原料先水解对苯二甲醛，然后对苯二甲醛分别还原和氧化得到对苯二甲醇和对苯二甲酸即可。
参考答案：
三、有机合成遵循的原则
第一，起始原料要廉价、易得、低毒、低污染――通常采用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。
第二，尽量选择步骤最少的合成路线――以保证较高的产率。
第三，满足“绿色化学”的要求。
第四，操作简单、条件温和、能耗低、易实现。
第五，尊重客观事实，按一定顺序反应。
篇2
关键词：原子经济性； 绿色化学； 制药工艺
化学制药工艺学是药物合成路线、工艺原理、工业生产过程及实现其最优化途径和方法的一门学科。制药工业是整个医药产业的核心，如何以消耗原料、能源和资本为主的工业经济，转向以知识和信息的生产、分配、使用的知识经济，开发易于组织生产、操作安全和环境友好的生产工艺，成为新时代制药工艺学教学面临的艰巨任务。
一、原子经济性理论的提出
有机合成技术的发展经历了一个非常漫长曲折的历史进程，从1973年化学大师Woodward的维生素B12全合成，到当代最著名的化学家Corey的反合成分析法，为有机合成奠定了坚实的基础。1991年著名化学家B.M.Trost首次提出“原于经济性（Atom Economy）”的理论，即在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，其计算公式为：原子利用率=（目标生成物的质量/参加该反应所有反应物的总质量）×100%。这一新的评估标准为药物合成的绿色化途径提供了一个指导方向，即尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。B.M.Trost因此获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。
二、原子经济性理论的应用
人们常用原子经济性来评估化学工艺过程，要求尽可能地节约那些不可再生的原料资源。理想的“原子经济性”反应应有100%的反应物转化到最终产物中，而没有副产物生成。传统的有机合成化学比较重视反应产物的收率，而较多地忽略了副产物或废弃物的生成。
1.设计合理的合成工艺路线
一个化合物往往可通过多种不同的合成途径制备，但相对化学当量的反应，高选择性、高效的催化反应才符合绿色化学的基本要求。一方面，基本骨架与功能基团构建的原子经济性，如（+）-生物素的工业化生产工艺路线选择中，其5碳侧链的构建采用C3+C2策略，以二氧化碳为原料，运用典型的双格式反应一步形成5C羧基侧链，比已有的C3+C3-C1合成策略更具原子经济性，且原料易得，原子利用率高，废物排放少。因此该工艺路线在中国的投产以绝对的优势垄断世界，不仅获得巨额利润，更具有保护资源和环境的社会效应；另一方面，有机反应的原子经济性。如环已烯为目标化合物时，从脱水反应的追溯求源思考方法，可以想到其前体化合物需为环已醇；但从原子经济性考虑，我们更应通过其前体化合物为丁二烯与乙烯通过Diels-Alder反应得到。因此工艺路线的选择中尽可能利用加成反应、重排反应等原子经济性反应，避免使用消除反应、取代反应等非原子经济型反应。
2.发展高选择性、高效的催化剂
手性药物获得单一手性分子的方法中，外消旋体的拆分是一个重要的途径。但是，理想的产率也只能达到50%，另一半异构体只能废弃，因此不对称合成反应是理想的原子经济性绿色化学途径。2001年的诺贝尔化学奖授予了Knowles，Noyori和Sharpless三位化学家，以表彰他们在不对称催化反应领域所取得的卓越成就，也表明了催化不对称反应在医药工业的重要意义。
在不对称催化反应日益发展的今天，教学中应重视案例分析，培养学生运用新观念、新技术、新方法和新型手性催化剂的思考。如动态动力学拆分的方法，使用手性催化剂催化异构化反应，这样单一光学活性化合物的产率就可以达到80%～90%。还有如不对称活化（毒化）、不对称放大、去对称化反应等新的观念、方法和技术都是需要深入研究和发展的。至于新型手性催化剂的研制，更需要重视具有我国特色的新型手性配体和相应的手性催化剂的研究和开发，如酶催化剂、有机小分子催化剂都是近年来研究的热点。在我国已有非常成功的例子――（+）-生物素的工业化不对称合成，采用的手性辅助剂和催化剂原料来自氯霉素生产过程中的手性右胺。该手性催化剂成功地应用到了（+）-生物素中间体手性内酯的合成中，大大降低了（+）-生物素的生产成本。此工艺的特点为废物利用和绿色化学的发展作出了卓越的贡献。
当然，目前真正属于高“原子经济性”的有机合成反应，特别是适于工业化生产的高“原子经济性”的有机合成反应还不多见。化学制药工艺学的教学应培养学生自觉地用“原子经济性”的原则去审视已有的有机合成反应，减少化学合成中有毒原料的使用，提高原料和溶剂的利用率，节约能源，努力开发符合“原子经济性”原则的新工艺。
参考文献：
[1]邓立新.药物的传统合成与绿色合成的原子经济性比较[J].化学教学，2005，（11）：22-24.
篇3
关键词：绿色化学理念；有机化学教学；渗透
中图分类号：O622 文献标识码：A
有机化学的不断发展一方面促进了人类生活质量的提高，另一方面则对生态环境产生了严重污染。绿色化学则有助于从源头上遏制污染。有机化学是大学阶段药学专业的基础课程，绿色化学则是有机化学发展的新阶段。因而，在有机化学教学中渗透绿色化学，是教学改革的发展方向之一。
1.有机化学教学渗透绿色化学的重要意义
当前，绿色化学在西方蓬勃发展，也引起了我国政府的极大重视。绿色化学是对可持续发展理念的贯彻，有利于促进人与自然的和谐发展，因而开展绿色化学宣传及教育意见成为当务之急。高校教育的目的在于培养高素质人才，是进行绿色化学宣传及教育的最优选择。在药学专业有机化学课程中渗透绿色教学最为合适，因为有机化学与绿色化学的研究内容高度相关。高校有机化学任课教师需要在有机化学课中为学生介绍化学学科发展的新形势，并且推广新的研究方法。
2.将绿色化学渗透有机化学教学中
（1）不同种类的有机化学反应的原子经济性。所谓“原子经济性”，即反应物中原子进入产物的量。理想状态的原子经济性反应是反应物中的全部原子都进入产物，因而，教师需要在有机化学反应教学中强调原子经济性[1]。例如，加成反应是把反应物的所有原子加入另外一个反应物上，原料中原子得到充分利用，其原子经济性是100%。
（2）不同种类的有机化合物均与绿色化学相关。在有机化学教材中，有机化合物基本与绿色化学相关。例如，卤代烃，如果排放的氯氟烃量过大，臭氧层就会遭到破坏。氯氟烃进入大气，在光的作用下产生分解现象，大量的氯自由基就会释放出来，导致产生连锁反应，使臭氧分子受到更为严重的破坏。
3.将绿色化学理念渗透有机合成教学中
（1）反应的原子经济性。合成反应过程中，降低废物排放比例的核心是提升目标产物的原子经济性及选择性。例如，教师可以为学生介绍新型的催化氧化法，就是把银作为催化剂，使用氧气氧化乙烯，进而合成环氧乙烷，这种反应的原子经济性可达到100%。
（2）反应原料绿色化。在当前化学反应中有毒有害的原料使用较多，它们会对人体健康造成不利影响。例如，教师在讲解制备α-甲基丙烯酸甲酯时，通常的方法是将丙酮作为原料，并与氢氰酸进行反应，并在浓硫酸作用下加以合成。教师需要帮助学生分析这种方法的缺陷，也就是指出氢氰酸的毒性及浓硫酸的腐蚀性，可这个反应的原子经济性很低，可考虑为学生介绍一种新的方法。
（3）催化剂的绿色化。教师在讲授傅-克反应时，规定的催化剂是三氯化铝。但是，这种物质容易水解，并且腐蚀设备，与绿色化学的要求不符。教师应当为学生讲解新的催化物，比如，固体超强酸、分子筛催化剂、离子液体等。
（4）溶剂的绿色化。在进行有机反应时，溶剂也发挥着重要作用。较为常用的溶剂包括苯类芳香烃、卤代烃 等[2]。但是，大多数有机溶剂是存在一定毒性的，并且容易挥发，挥发物进入空气，经过阳光照射，就会产生光化学烟雾，引发呼吸系统的疾病。教师可以为学生讲解几种绿色溶剂，比如，水、超临界流体、离子液体等。
（5）合成方法的绿色化。通常条件下，化学教材中羧酸的脱酸反应内容只会简单介绍柯尔伯反应，教师应该为学生适当地补充一些绿色化学知识。相较于一般有机合成，有机点合成的优势在于不需要添加氧化还原试剂，在常温环境下就能进行，控制反应则通过调节电流密度和电位来实现，自动控制十分方便。
4.结语
绿色化学提出了崭新的理念及方法，是化学发展的一大趋势，因而，在有机化学教学中渗透绿色化学理念仍然是教育界需要研究和推进的课题，这有助于拓宽学生视野，为实现素质教育奠定基础。
参考文献：
篇4
1．醇羟基
醇羟基中的O－H键并不容易断裂，因而醇类的酸性弱于水，制取醇类相对应的盐只能用Na、K等活泼金属与醇反应。
醇羟基能被O2（CuO）、KMnO4等氧化剂氧化，当羟基所接的碳原子上有2个以上的H时，羟基被氧化为醛基；当羟基所接的碳原子上只有1个H时，羟基被氧化为羰（酮）基；当羟基所接的碳原子上没有H时，羟基无法被氧化。
醇羟基的另一重要特性是消去反应，一般使用浓硫酸作催化剂，使醇类脱去羟基生成含双键的有机物。消去反应的本质是羟基与β位上的一个H原子共同脱去生成H2O的反应，因而能发生消去反应的醇类必须要有β-H原子。
醇类是有机合成中最常见的中间产物，通过醇的氧化制醛，进而制得羧酸，醇和羧酸再反应生成酯，这是高中有机化学中考查的热点。
2．酚羟基
酚羟基的活性较大，O2、酸性KMnO4溶液等都能氧化酚羟基。酚羟基由于受苯环的影响，在水溶液中能发生微弱电离呈现弱酸性，但比碳酸的酸性弱。
酚羟基也能活化苯环的邻、对位，因而酚类与浓溴水反应生成能溴代物沉淀。酚羟基还能与FeCl3溶液发生显色反应。
3．醛基与酮基
醛基既能发生氧化反应，又能发生还原反应。醛基催化加氢即可得到－CH2OH基团，醛基被氧化便可得到羧基。高中阶段提到了三种氧化醛基的方法：O2催化氧化、新制Cu(OH)2氧化、银氨溶液氧化，对后两种应该重点掌握。
醛基、酮基可以发生加成反应，在高中课本中一般涉及到醛与HCN、氢气的加成。
酮与醛在性质上的最大区别在于酮基不能被新制Cu(OH)2、银氨溶液等弱氧化剂氧化。酮类的化学性质在高中阶段要求不高。
4．羧基
由于羧基上的氢原子较容易电离，因而羧酸是最典型的有机酸。羧酸的酸性一般都强于碳酸，因而羧酸能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2气体或溶解CaCO3固体。而将CO2气体通入羧酸的钠盐溶液中并不会生成该种羧酸。
酸的酯化反应及酯的水解反应可以说是有机化学题目中考得最频繁的内容。酯化反应的实际机理比较复杂，而从反应的结果上来看，羧酸提供了羟基而醇提供了氢，生成酯和H2O，因而酯化反应属于取代反应。
利用羧酸的酸性可制取相应的盐类，以便增加有机物在水中的溶解度和有机物的稳定性。羧酸与醇，或自身具有羧基和羟基两种官能团的有机物（如乳酸）在浓硫酸中加热便可合成酯。高中阶段中通过酯化反应涉及到三种类型的酯类：一是由羧基和羟基结合成的普通的酯，其中酸和醇都可能不止1分子，如乙酸乙酯、甘油三酯、已二酸二乙酯等。二是形成环酯，有三种情况，第一种是羟基酸中分子内的羧基和羟基结合，由一分子有机物形成环酯，又称内酯；第二种是两分子的羟基酸通过酯化反应聚合成环酯，产物中相同基团处在对位位置上，最典型的例子便是乳酸（CH3CH(OH)COOH）分子所形成的二聚乳酸；第三种是二元酸与二元醇通过酯化反应聚合成环酯，如乙二酸与乙二醇的聚合物。三是形成高聚酯。小分子的二元酸和二元醇可通过酯化反应形成长链，聚合成高分子化合物。这种反应是缩聚反应，有多少分子的羧酸和醇聚合，就有多少分子的H2O生成。
5．酯基
酯类（包括油脂）最主要的性质便是水解。酯水解有两种方式，经酸化处理后得到的是酸和醇；在碱性条件下，反应生成的酸与碱中和，促进反应的进行，使酯化反应进行得比较彻底。
酯类中有一类非常特殊的物质――甲酸酯。它们的官能团酯与醛的特性，既能水解，又能发生银镜反应等醛基的特征反应。
篇5
关键词：有机化学实验；教学；绿色化学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0088-02
师范院校担负着为未来中学教育培养后备军的重任。而作为一名合格的师范类化学专业毕业生，除了能够独立教授中学化学专业理论课之外，还应能独立开展实验课并且具备对实验课进行设计与创新的能力。有机化学实验是师范院校化学专业的必修基础课。如何能更好地提高学生学习的主动性，培养学生的实验创新能力，让学生在基础条件较差、教学经费有限的情况下能有效地利用资源开展有机化学实验，是广西等西部地区师范院校有机化学实验课教学中遇到的迫切问题。而“绿色化”教学采用先进的科学技术和教学手段，以实验过程和终端产物均达到零排放或零污染为目标，同时强调“原子经济性”的概念，能够充分利用资源和防止污染。所以，在师范院校的有机化学实验中引入绿色化学的概念，不仅能有效节约实验资源，减少化学试剂和药品的使用和污染，而且能够培养学生绿色化学思想和环境可持续发展意识。在近十年的有机化学实验教学过程中，我们总结了以下几点开展“绿色化”实验教学的经验。
一、实验内容的“绿色化”设计
目前，大多数师范院校有机化学实验课仍采用较为传统的教学模式，即基础操作实验、性质实验和基础合成实验。这其中不乏大量的重复性操作，比如分馏操作实验为基本操作实验，而在乙酰苯胺和环己烯的制备实验中同样用到，这样就存在一个操作重复进行，不仅浪费了宝贵的学时数，更消耗了大量的试剂。因此在教学内容的设计上，我们首先尽可能把基础操作实验合并到某些合成实验中，尽可能不独自训练学生的基本操作而把基本操作的训练与具体的实验结合在一起，充分利用有限的时间尽可能多做些实验。同时，把性质实验也融入到合成实验中，使学生在合成完化合物后，对化合物进行定性或定量检测，以达到性质实验的教学目的。我设计提取或合成的目标产物尽可能具有使用价值或有广西的地方持色，使学生对有机实验保持浓厚的兴趣。其次，我们加强了多步骤实验组合的探索。以往单步骤合成实验以训练学生基础操作能力为目的，实验结束后，最终产物不是简单地抛弃就是回收封存，长期积累，对环境造成极大地危害。因此我们在多步骤实验组合中把以往单步骤合成实验的产品作为下一步合成实验的原料，从而实现实验产品的综合循环利用。这种实验教学方法不仅充分体现绿色化学教育的思想，更增加了学生的学习兴趣，可谓一举而多得。比如：将乙酰乙酸乙酯的制备实验设计成多步骤合成实验，其内容包括：无水乙醇的制备，乙酸乙酯的制备和乙酰乙酸乙酯的制备。这样，一个合成实验的产物作为下一个实验的原料，当某一步的产物不够时，老师可以进行补充。
二、多媒体教学手段和网络课程的应用
我们都知道，实验操作只有多实践才能掌握，然而在学时和资金的限制下，如何让学生在有限的时间内熟练掌握实验操作技能是摆在我们面前的一个难题。为此，我们将现代化的多媒体技术应用在了有机化学实验教学中。十年来，我们采用了两步走的方针来实现教学手段的现代化。第一步：购买和引进国内外先进的获奖的多媒体教学课件，教学录像带。我们已经购买了多所高校的有机化学实验课件，如：大连理工大学的《有机化学实验》多媒体课件，高教出版社的《基础有机化学演示试验》和《减压蒸馏》教学录像带并刻成光盘。由于多媒体辅助教学引入课堂，极大提高了学生的学习兴趣，使学生在单位时间内掌握的知识比过去多得多，同时扩展了学生的知识面。第二步：实现课程教学的网络化。网络教育不仅具有突破时空限制和实现资源共享的基本特点，而且具有实现以学习者为主体的学习和协作式学习的优势，因此网络教学已经成为世界各国教育改革和发展的重要趋势。我们根据本门课程的教学需要，设计和制作了《有机化学实验》网络课程。同时，网络课程还集成了一门课程所需的所有功能，包括：实验报告的网上提交和批改，网上答疑，在线考试，学生成绩管理，网上信息资源库等功能。充分满足了《有机化学实验》的教学要求。
三、应用有机合成新方法和新技术
近年来，微波技术和超声波技术在有机合成中的应用得到了空前的发展。酶和微生物等生物催化剂和离子液体等绿色溶剂的使用对于加快反应速度、减少能耗和污染、提高产率起到了积极的作用。例如：肉桂酸是重要的有机合成工业中间体之一，广泛用于医药、香料、塑料和感光树脂等化工产品中。实验室常用的制备方法是通过苯甲醛和醋酸酐在无水醋酸钾的存在下反应制备的，但传统的合成路线反应时间较长，反应温度较高并且副产物较多，因此，产率很难提高，就算延长反应时间，产率也不超过60%。因此，为了提高产率，减少副产物乙酸的生成，简化分离步骤，我们将微波技术引入实验中，我们以吡啶作为缩合剂，采用微波辐射技术使苯甲醛和丙二酸充分反应，这样不仅缩短了反应时间，提高了反应的产率，最大限度地体现了“原子经济性”。微波技术用于肉桂酸的合成不仅避免了有机副产物的生成，也同时避免了分离纯化时有机溶剂的挥发对环境造成的负面影响，简化了实验操作步骤。在微波环境下进行肉桂酸的合成，可使产品的粗产率达100%，精产率达67%以上。由此可见先进合成方法的引用可以有效的降低污染，保护环境，是我们在条件许可的情况下值得探索和推广的有机化学实验“绿色化”的方法。
四、培养学生的“绿色化”意识
有机化学实验教学不仅要培养学生的实验操作技能和科学的实验方法，更要使学生建立绿色环保的理念。我们认为“绿色化”教育思想不仅要体现在有机化学实验课上，在有机化学理论课上也要得到充分的展现。特别是要在有机化学理论课教学过程中结合实验有关内容，进行绿色化学的教育。比如实验试剂的处理和溶剂回收再利用问题，“三废”的处理和利用，特别是要结合本地的实际情况，对“三废”的现状及危害进行分析[6]。使学生具备良好的技能、思维和判断能力。
随着科学技术的不断发展和进步，将会出现大量新的实验技术手段和新的教学理念，它们的出现会给广大教育工作者带来更多的启迪。因此，构建有机化学实验绿色化的教学模式也要与时俱进，但无论怎样改革，教学模式的科学性和可行性是我们必须注意的问题。
参考文献：
[1]马同森.从源头阻止污染的新兴学科——绿色化学[J].河南大学学报（自然科学版），2002，32（4）：53-64.
[2]周淑晶，白术杰，张义英，刘红，沙靖全.有机化学实验绿色化教学模式的探究[J].化工高等教育，2009，（5）：82-84.
[3]王永红，周先波，毛红雷，魏旻晖.微波技术在有机化学实验教学中的应用[J].实验室科学，2010，13（3）：55-56.
[4]侯敏，余波，李志良.微波辐射下肉桂酸的合成研究[J].合成化学，2002，（3）：211-215.
篇6
关键词：甲醇 合成 进展
合成甲醇是煤化工技术在能源转换背景下研究开发的，其宗旨是以水煤气为原料，扩大炭资源的使用范围，缓和石油危机。随着天然气资源的大量开发，加之天然气转换合成气技术日益成熟，使以天然气为原料经合成气合成的甲醇比以煤炭为原料经合成气合成的甲醇在市场上更具竞争力。因此在合成甲醇的原料中，用得最多的是天然气。70年代，大型甲醇厂均以天然气为合成甲醇的原料。但是到80年代末，随着生产规模的日益扩大，以煤合成甲醇的成本大幅度降低，与天然气合成甲醇相当，所以在近几年来又有回到煤合成甲醇的趋势，预计未来甲醇合成工业仍以煤炭资源为主。
一、氯甲烷水解
在常压、温度为573～620K 的操作条件下，氯甲烷在碱性溶液中可以水解制取甲醇。
氯甲烷的转化率为98%，甲醇得率为67%。该工艺虽然简单，同时又是令人所期望的常压操作，甲醇产率和氯甲醇的转化率也比较理想，但是迄今为止此法尚未得到工业应用。其原因是氯甲烷是以氯化钙的形式损失，成本太高。尽管如此，这还是实验室制备甲醇的一种常用方法。
二、甲烷氧化工艺
甲烷可以直接氧化合成甲醇， 在热力学上是可行的， 分为催化选择性氧化和非催化氧化两种方法。
1.催化氧化法
目前催化氧化的工艺技术是基于天然气蒸汽转化即部分氧化成甲醇后再部分氧化成合成气。但是，由于活化甲烷分子比较困难，所以氧化甲烷的条件很苛刻。鉴于甲烷氧化为甲醇后又极容易再度氧化成二氧化碳和氢气，所以从热力学上考虑，目的产物甲醇是不稳定的。因此，选择甲烷氧化制甲醇的催化剂必须具备高的选择性，同时又具有较好的稳定性[1]。一般的催化剂随温度的升高，甲烷的转化率升高，而甲醇的选择性则降低。典型的较理想的催化剂的转化率只有5%，甲醇的选择性只有50%，其他产物主要是甲醛、甲酸，约占40%。
2.间接氧化法
甲烷无催化剂直接选择氧化制甲醇的研究始于1980年，Francis[4]Michael[5]等人作了大量的工作，他们在1992年分别各自研究了没有催化剂存在条件下，如何控制甲烷部分氧化成甲醇。他们认为，该法能够大量降低投资和能耗，但控制条件较为苛刻。原料中不宜存在某些烃类，否则将降低转化率，氧含量宜在8%左右，过小则转化率降低，过大则氧化过度，操作条件在644～755K，9Mpa，宜采用小直径反应器。所得甲醇收率（摩尔分数）为217%， Hunter 等人在温度为723K、6MPa的压力操作条件下，所得收率（摩尔分数），可达8～9%。据报道经济可行的转化率（摩尔分数）为10～15%。
三、生物催化氧化法
除了甲烷选择控制催化制取甲醇外，国内中科院兰化所尉迟力[8]等对甲烷生物催化氧化制甲醇进行了研究，据报道加氧酶的活性可为1kg酶1h生产2.02kg甲醇。他认为，由于大部分甲醇被甲醇脱氢酶继续氧化、代谢掉，寻找更好的抑制甲醇继续氧化的抑制剂，提高酶稳定性减少，酶活性的损失是甲烷生物催化氧化制甲醇的关键。
四、煤、气、油综合利用工艺
采用煤气化、天然气转化、渣油裂解（DCC）装置的副产气（CH4和H2 ）作为生产甲醇的原料，经成分配比后生产甲醇，实现了原料的优势互补，多种能源的综合利用，达到了循环经济的目的。
五、CO2 加氢工艺
近年来，CO2 加氢制取甲醇引起了各国科学家的兴趣，成为甲醇合成的一个新的研究方向。环境问题日益引起人们的警惕，据悉全世界大约每年向大气排放35亿t的CO2 （以每年消耗10亿t标准煤计算），CO2 引起的温室效应，已经影响到全世界的气候变化。欧共体、 日本等1990年在135个国家和地区参加的会议上承诺控制和减CO2 的排放量，美国答应每年提供7500万美元用于CO2 综合开发和利用[9]。用CO2 制取甲醇便成为甲醇合成的新课题，尤其是近年来连续发现CO2 大气田以及CO2 矿源，把这一课题又赋予新的意义。
由于二氧化碳的惰性以及热力学上的不利因素，使用二氧化碳难以活化还原，一般催化剂都存在甲醇选择性不高、 CO2 转化率低的不足。开发新型催化剂， 提高催化剂的活性和甲醇选择性是目前O2 加氢制甲醇的研究重点。
不少学者对这一课题进行了大量的实验研究，取得了可喜的成就，到目前为止已经有了中试装置。例如， 80年代初，HolderTopsUe公司利用炼油厂的废气中的H2 和CO2 直接合成甲醇，开发了一种CO2 加氢催化剂，仍以Cu-Zn为主，已完成中试。实验结果表明，在280e、120MPa的操作条件下，将H2 、CO2 通过催化剂绝热反应即可得到燃料用的或有机合成用的甲醇，还有醚、酯等少量副产物。东京瓦斯公司古田博贵等人用 CO2 和H2 在Cu-Zn-Al催化剂上合成甲醇，压力3～9Mpa，温度250～300e，空速5200～14000h-1，原料气中H2与CO2 的摩尔比为3～416，CO2 转化率为20%。
CO2 加氢与CO加氢表面上看来不一样， 但是由于存在水气转化反应，两者又有内在的联系， 所以开发CO2 加氢催化剂开始基于铜、锌、铝， 调节它们的比例； 增加一些金属Pt、Pd、W、Ga、Cr、Th、Rh、Re 等等[11]；更换一些助剂， 如SiO2 [12]、ZrO[13]等。大多数催化剂的转化率都很低， 只有4%左右， 甲醇的选择性也只有50%左右， 因此还远不成熟， 距工业化应用还有一段距离。用H2 和CO2 合成甲醇的研究论文很多，目前尚未工业化的原因是催化剂没有过关能否找到合适的催化剂是用H2 和CO2 合成甲醇工业化的关键。
篇7
关键词：有机化学实验；教学改革；实践
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0042-02
化学是一门实验性的科学，而有机化学实验是一门独立的化学基础课程，该课程目的在于训练学生基本的有机化学实验操作技能，让学生掌握简单有机化合物的合成、纯化及结构测定方法；加深学生对化学基础理论、基本知识的理解，提高观察、分析和解决实际问题的能力，培养学生严谨和实事求是的科学态度。在高等师范院校化学专业教学计划中，有机化学实验所占的学时比重比较大，实验教学对于培养化学专业人才的重要性是人所共知的，所以有机化学实验的教学不容忽视。在过去的二十多年教学过程中，我们深刻体会到在有机化学实验的教学中首先要强化技能训练。下面谈谈我们在有机化学实验教学改革与实践的体会。
一、改革实验教学内容，突出操作技能训练
1.弱化性质实验，增加制备及综合性实验。有机化学实验一般由性质实验、基本操作实验、制备实验所组成。而目前高师通常所用的教材为华南师大等五校合编的？有机化学实验？（由高等教育出版社出版），此种实验类型只是验证了原先从教材中得知的结论，学习过程相对来说缺乏探索的乐趣。因此，在教学改革过程中增加设计性实验成了当前教学改革的一个重要方向。通过这种改革，我们淡化了原有有机化学实验教学的知识体系，而更注重于学生的基本操作、制备及综合性实验操作技能和产物的分离提纯方法等能力的训练上面。
2.增加开放性质实验。我们在实际教学过程中，根据中学化学教师教学的实际需要，对有机化学实验教材中的性质实验由传统的验证型性质实验改为设计型性质实验，在实验室的开放时间段，让学生有所选择地完成有机化合物性质实验的操作。
3.规范实验操作。高师化学专业是培养中学化学教师的摇篮，它要求学生有较强的动手能力。有机化学实验作为培养优秀中学化学教师的一门重要课程，它直接和长久地影响着学生的素质和能力。因而在有机化学实验操作过程中要求学生操作规范化，随着实验课程的进行，教师的指导重点也应有所改变。通过每次实验对每一个基本实验操作的反复训练，结果表明这种做法确实加强了本科生的实验操作能力，而且使他们养成了良好的规范实验操作的习惯。
二、开设设计性实验，培养学生科研素质
1.增设设计性实验，可以培养学生科研素质。有机化学实验的目的不仅仅是使学生获取知识，更重要的是要在以后的实际工作中提高分析问题和解决问题的能力。因此，在有机化学实验教学过程中，要设计有益于学生探究的环节。高师院校化学专业学生在大二阶段普遍地学习劲头较足，特别是那些有意向报考研究生的本科生，会强烈要求有机会自己设计一些实验探究的项目。这种情况下，我们可以让这些学有余力的本科生在周末或其他课余时间来完成自己设计的有机化学方向的实验以补充专业基础课时间和实验设施的不足。在实施实验前要求学生做好充足的准备，实验设计要求首先进行同学间讨论，写成预习实验报告后交给专任实验教师检查，并让专任教师提出建议后再形成完善的思路。选择让在进入实验室前有充足准备的本科生进行探究实验，这样不仅有利于达到预期效果，也能防止实验安全方面不良事故的发生。例如针对我校有机化学专业研究生有糖化学的研究方向，我们特开设了设计性实验“2，3，5，6-二-O-异丙叉基-α-D-呋喃甘露糖的制备”。实验课前要求先查阅文献，根据前面所学知识和所查阅的文献确定合成2，3，5，6-二-O-异丙叉基-α-D-呋喃甘露糖的路线。实验实施前教师先通过检查，认为实验路线及步骤可行后再开始实施。实验过程中若出现某些问题先要求学生自己解决，若解决不了，可以同学间或师生间进行讨论，实验结束后小组间进行比较和总结。通过此类设计性的有机化学合成实验，可以培养学生有机合成实验路线与步骤的设计、操作、结果分析及独立解决实际问题的能力，全面系统地训练学生有机化学实验操作技能和科学研究的素质，为本科生以后的工作及继续深造打下坚实的基础。有机化学（及实验）的两大支柱为有机合成与有机分析，在有机合成过程中所合成的产物的分离提取及结构鉴定也离不开有机分析。如何从天然产物中进行分离提取某一有机化合物大学有机化学实验教材中只涉及了生物碱的提取，如黄连中提取黄连素和茶叶中提取咖啡因。这两个实验只涉及简单的回流及升华法进行分离提取，以及薄层色谱技术，尚未涉及天然产物分离提取研究中普遍采用的柱层析（或称为柱色谱）分离技术，而且如何进行产物的结构鉴定尚未涉及。因此，在有机化学实验教学中开展生产实践性实验内容，是提高学生实践能力、提高学生考研与就业竞争力亟待解决的一个关键问题。为此我们增加了一个以类胡萝卜素的分离提取及结构鉴定的设计性实验。以从蕃茄中分离提取蕃茄红素或胡萝卜中提取胡萝卜素为研究目标，要求学生通过文献查阅和优选实验条件，寻找出一种适合于实验室学生实验的低成本、绿色环保的实验方案。通过专职教师的检查后再实施。通过本实验，学生掌握了天然产物分离提取常用的柱层析技术，学会了用薄层色谱检测有机化合物的技术，并学会用旋转蒸发仪进行浓缩的技术，以及用波谱分析法测定有机化合物结构的方法。通过该实验教学，也使本科生的有机化学实验教学紧密与现代科学研究相结合，从而提高学生分析问题、解决问题的实践能力。
2.高水平科研教师参与实验教学。有机化学综合性实验和设计性实验对高等院校培养创新人才是非常关键的，此类实验具有所需专业知识多、需要综合运用和实验难度大等特点。开设此类实验的目的是要提高本科生综合运用多学科知识与实际工作中分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新能力，锻炼学生对专业知识综合运用的能力，以及实事求是和严谨的科学态度。如果能充分利用现有的高校科研资源，将科研背景、专职的科研教师融入有机化学实验教学中，可以帮助本科生在较短的时间内完成一些综合性设计实验，将对学生专业知识的运用及创新能力的提升起到非常大的帮助。高校科研教师参与有机化学实验教学也能保证实验教学队伍的稳定和实验教学水平的提升，也可为有机化学实验教学注入新的研究方式和实验教学思维，并有力地促进有机化学实验课内容和教学思想的更新。在设计性实验指导过程中如果能有较高水平的科研教师在有机化学实验思路和实验方法上给予适当地指导，对本科生的科研能力、创新能力的培养将有很大的帮助，这样培养出来的学生才能满足社会对创新型、实用型人才的需求。
总之，我们经过多年的有机化学实验教学改革与实践证明，高师有机化学实验教学改革是今后高师化学教学中的一项长期而艰巨的任务，培养化学专业本科生的创新精神和创造能力是当前和今后的教学目标，是当今时代的需要，也是化学教育的新课题。因此，高校教师需要更新教育理念，当好主导，把握新的机遇，迎接新的挑战，积极探索，努力实践，为社会培养出具有综合能力和创新能力的人才。
篇8
关键词： 机合成题 解题策略 特征条件 信息方程式 题设问题信息
引言
一条完整的有机合成路线是一个严谨的思维过程，它要求学生在熟练掌握各类有机物性质的基础上，并能够结合相关信息综合分析在生活中一些重要有机物的合成过程和原理。有机推断的总体思路是快速浏览整个有机题目（包括已知的信息方程式和题设问题），寻找合适的突破口，再采用正向推断、逆向断或者正逆推断相结合的方法进行有效推导。因此，有机推断最核心的地方就是寻找突破口，根据安徽近五年高考有机题的特征，寻找合适的突破口有以下几种主要方法。
一、以已知的信息方程式为突破口
【说明】题目中若已知信息方程式，则往往可以作为突破口。认真分析该已知信息方程式反应的机理和注意反应条件，并会套用在合成路线上推导相应的物质或必含结构。
【典型例题】（2012年安徽）
PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：
分析：此信息方程式反应的机理为RCCH中三键碳连氢的碳氢键断裂与另一个有机物中羰基发生加成反应获得炔醇。明显在推导C的结构时要利用此信息方程式，原因是生成C的反应物乙炔含有三键碳连氢的碳氢键和甲醛含有羰基（注意乙炔中含两个三键碳连氢，故反应时乙炔和甲醛按照物质的量1：2反应），由此可分析出C的结构为HOCHCCCHOH。
【解题策略】对于给出的已知信息方程式的有机合成题，题目解决思路较简单，肯定利用信息方程式做突破口进行推导。但信息方程式的套用过程相当较难，要求考生必须分析出反应的机理，即有机物发生反应的部分或官能团及反应过程中化学键的断裂和形成过程。因此，在教学各类有机物的不同性质时要透彻讲解在反应过程中有机物的反应机理，切忌死记硬背有机方程式。并且在涉及陌生信息方程式时要引导学生分析和运用。这对学生的分析理解运用能力要求很高，因此要注意在日常练习中的能力培养，不可一蹴而就。
二、以题设的问题中信息为突破口
【说明】有些题目的突破口不出现在合成路线上，也不在已知的信息或信息方程式中，而是出现在题设的问题中。
分析：B的结构简式推导若直接利用路线中B生成C的条件（可能是醇脱水成醚），可能误推出B也是一种醇。但回答题设问题1时发现所推得B的结构不吻合A生成B的反应类型。因此B结构的推断利用题设问题中信息“AB为加成反应”可知B为CH=CH-CCH。
【解题策略】要求学生通读整个题目，切忌只把重点放在合成路线和信息方程式。并且在快速读题中梳理出重要信息的能力。特别是发现只根据合成路线和信息无法推断时，一定要注意下面的题设问题。
以上是结合近几年高考试题的特点并符合有机考查的规律总结出有机推断的两种常用方法。当然，有机合成的推断突破口不止这两种。但无论何种方法，它都要求学生具备扎实的基础知识、较高的逻辑推理能力、完整的综合能力，因此教师要积极引导培养学生分析问题、解决问题的能力，学生要不断练习、总结、反思，提高解决有机推断的能力。
一、引言
“学科馆员”制度起源于20世纪80年代的美国，20世纪末期才盛行于国内本科院校图书馆。而近十年国内高职院校图书馆也逐渐开始这一领域的工作，并取得了一些突破性的进展，但高职院校图书馆建立“学科馆员”制度还远未像本科院校图书馆那样普及，有的甚至根本没有涉及，即使正在实施“学科馆员”制度的离真正“学科馆员”制度的理念和要求也相距甚远，二者之间还是有比较大的差距。而高职院校图书馆近几年发展迅猛，人才济济，博士、硕士、正高、副高大有人在，专业辐射面也非常广泛。仅以我馆为例，符合“学科馆员”标准的图书馆员就占全馆总人数的1/3以上，具备了在图书馆尝试建立具有高职院校特色的“学科馆员”制度的基础条件。
二、图书馆建立“学科馆员”制度的必要性
1.提供主动性、个性化服务，提高文献资源利用率。
电子信息资源的盛行，导致图书馆每年花费大量经费购买的各类图书信息文献资源的利用率很低，有些信息文献资源从新的放成旧的都没有被读者查阅过一次，读者人数逐年下滑，尤其是教师读者逐年减少，高职院校图书馆尤为突出，图书馆已经快要沦落到学生自修室的地步，图书馆前景堪忧，必须创新服务。“学科馆员”是既具有专业学科背景又受过图书文献资料专业训练，为特定学科领域的读者提供深层次的、个性化的综合的复合型专业人才。如今网络环境下的各类信息文献资源急剧扩张，内容十分庞杂，面对繁杂无序的海量信息文献资源，学科教师、专家们在短时间内，很难全面准确地搜寻到自己所需的信息文献资源，正所谓隔行如隔山，“学科馆员”可以利用自己的专业学科背景和图书文献检索知识提供代查代检服务、定题跟踪服务、文献资源的开发与推广服务等，密切关注专业、学科教师的学术动态，及时将专业、学科教师的教学科研需求反馈给图书馆相关部门，主动参与专业、学科的科研活动，提供个性化服务，提高文献资源的利用率。
2.在图书馆与系部、学科之间起到“桥梁”作用。
所谓的“桥梁”作用，就是要求“学科馆员”具备良好的沟通能力、娴熟的公关技巧，深入到系部、学科教师的科研或教学活动中，帮助他们发现并提供更多专业信息文献资源，为他们的研究和工作提供针对性强的个性化服务，以恰当的言谈举止取得他们的欢迎和配合，是图书馆创新精神和学科化服务特征的具体体现。只有当系部、学科的教师深刻体会到“学科馆员”的巨大作用时，图书馆在学院的地位才能真正提高，图书馆人的人生价值和自我实现的心理需求才可能得到满足，通过建立“学科馆员”制度，可以切实架起图书馆与教研第一线的“桥梁”，带动整个图书馆服务的深化，这也是图书馆改革和发展的需要。
3.高职院校图书馆形势发展的需要。
目前，我国高职院校的数量已超过了本科院校，高职教育已占据高等教育的半壁江山。高职院校图书馆的服务对象发生了很大变化，高学历、高职称的教师成为师资队伍的主干力量，需求也越来越高，了解读者，研究读者，已成为图书馆可持续发展的关键环节。为适应高职院校图书馆的发展，先进的办馆理念和全新的服务模式应运而生。随着高职院校图书馆“学科馆员”制度的引入和深化，“学科馆员”对口服务已成为图书馆读者服务的一项重要内容，与以前传统的借借还还、参考咨询等浅层次服务等相比，是一项开拓性的参与式的创新服务，也是图书馆摆脱当前办馆困境的重要举措。一所合格的高职院校与合格的图书馆是分不开的，在信息高度发展的今天，图书馆的服务方式也在不断变革，在做好传统服务工作的同时，图书馆要适应学院专业、学科的发展和建设的需要，必须拥有结构合理的各方面专业人才，创新图书馆的服务模式，必须顺应大潮引入“学科馆员”制度。
三、图书馆“学科馆员”制度建立的具体措施
1.建立具有高职院校特色的“学科馆员”选拔条件。
“学科馆员”制度建立的根本是组建一支专业素质、综合素质、思想素质高的“学科馆员”队伍。按照目前本科院校选拔学科馆员的基本标准：硕士及以上学历，拥有一定的专业背景，具备良好的外语和计算机操作能力；或具有中级及以上职称，2年以上图书馆工作经验，熟悉图书馆业务。因本科院校推行“学科馆员”制度的目的重在科研，高职院校的重点应立足于应用方面，不能照搬本科院校模式，“学科馆员”制度的建立也就有截然不同的特点和追求。故高职院校图书馆选拔“学科馆员”的条件标准应不能等同本科院校，应考虑高职院校教学特点和目的及高职院校图书馆自身实际，建立一套有高职院校特色的“学科馆员”选拔条件，规范运作，不应片面追求高学历、高职称等硬件为唯一目标，应兼顾创新意识、进取精神、主观能动性、优良的服务意识等软件条件，这样在图书馆内选拔“学科馆员”的余地就比较大，可以精挑细选出专业知识扎实、知识面广、适应性强，真正符合“学科馆员”条件、具有高度的责任心和良好的敬业精神，能够胜任“学科馆员”的人加入到“学科馆员”队伍中。
2.导入竞聘制度，落实绩效机制。
本科院校图书馆经过多年的实践，逐渐完善了“学科馆员”管理体制，对高职院校建立“学科馆员”制度起到了参考作用。高职院校图书馆应结合本馆实际情况，借鉴本科院校实施“学科馆员”制度的成功经验，适时引入“学科馆员”竞聘制度和绩效考评机制。由于“学科馆员”的特殊性，为了增强“学科馆员”的竞争意识和敬业精神，必须建立一套科学的适合高职院校图书馆操作运行的“学科馆员”竞聘、考评及奖励制度。图书馆需要对“学科馆员”的待遇给予一定的提高和提供优于普通馆员外出进修学习的机会，把“学科馆员”的一整套规章制度落实到实处，增强竞争意识，调动全体馆员的积极性，主动参与到“学科馆员”的竞聘选拔中，同时通过公开、规范的绩效考评，使压力变成动力，促使“学科馆员”积极改进服务方式，从而提高图书馆的整体服务水平，提升图书馆馆员的地位，不能使“学科馆员”仅仅起到系部、学科的联络员的作用。
3.优先选取重点学科试行，以点带面，积累经验。
高职院校图书馆“学科馆员”制度因有诸多本科院校的实践经验做基础，对高职院校图书馆建立“学科馆员”制度有良好的参考和借鉴作用。然而，因“学科馆员”制度介入高职院校图书馆的时间还较短，图书馆在“学科馆员”制度的试行尚处于摸索发展阶段，实践经验相对不足，前期肯定困难不少，这都要在实践中不断完善，加之高职院校图书馆的规模没有本科院校图书馆规模大，人才多，馆员自身专业知识涉及面广，“学科馆员”队伍建设的摊子不必铺得太大。可以先选取学院几个重点专业、学科安排拥有相关专业背景的“学科馆员”进行科技查新、文献资源开发与应用、课题跟踪、推荐新书的采购与查阅等全方位的对口服务。取得了一定效果、经验后，以点带面，再在全院专业、学科开展“学科馆员”的对口服务，实现人力、物力、财力的最优化利用，使得“学科馆员”队伍发挥最大优势并为图书馆深化服务提供展示舞台，把它打造成为图书馆对学院教学科研服务的一张名片。
四、结语
图书馆要发展，就需要因需而变。可以说，“学科馆员”制度的建立，造就了图书馆新的服务时代，使图书馆的服务迈上一个新台阶，也使以读者为中心的服务理念得以真正实现，更使图书馆的服务具有互动性、参与性、开放性等时代特征。通过“学科馆员”的不懈努力，扩大图书馆的读者群体，提高读者满意度。高职院校图书馆“学科馆员”们只有具备良好的思想素质和职业道德，牢固树立“读者第一”的工作理念，才能针对不同专业、学科读者的不同需求，提供更专业化、规范化、个性化的服务。
参考文献：
[1]孙翌.学科化服务技术与应用[M].上海：上海交通大学出版社，2013.
篇9
[关键词] 添加剂 苏丹红 检测
一、苏丹红对人体的危害
苏丹红(sudan dyes)又名油溶红、溶剂红,是一组人工合成的以苯基偶氮萘酚为主要基团的人工合成色素,其合成的前体通常是芳香胺。苏丹红系列化合物主要包括苏丹红I、II、III和IV4种,其中苏丹红Ⅱ、III和Ⅳ为苏丹红I的化学衍生物,I、II号为单偶氮染料,III、Ⅳ为双偶氮染料。大量的研究报告指出,几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质,某些合成色素甚至会危害人体健康,特别是偶氮化合物类合成色素的致癌作用更为明显。
早期的研究表明,苏丹红本身不会直接对人体产生有害的影响,然而该类物质为什么被如此关注,主要的原因是苏丹红在体内和环境中会发生代谢,而其代谢产物具有致癌性。对苏丹红系列化合物的代谢研究表明,这类偶氮染料主要是经食物从口摄入进入肌体,而人类皮肤对苏丹红的吸收率较低,进入体内的苏丹红主要通过胃肠道微生物还原酶、肝和肝外组织微粒体和细胞质的还原酶进行代谢,在体内代谢成相应的芳香胺类物质。苏丹红在体内代谢的产物均为苯胺或萘酚的衍生物。苯胺是制造染料、橡胶促进剂及抗氧剂等的原料,是一种重要的有机合成中间体。一旦苯胺接触人体皮肤或进入消化系统以后,一方面由于苯胺可直接作用于肝细胞,引起中毒性肝病,还有可能诱发肝脏细胞基因发生变异,增加了人体癌变的几率;另一方面,有可能因为苯胺将血红蛋白结合的Fe(II)氧化为Fe(III),导致血红蛋白无法结合氧,使人患上高铁血红蛋白症,引起中枢神经系统、心血管系统受损,甚至导致不孕。萘酚作为中间体,主要应用在染料、油脂、农药的合成与生产中,还可作为着色剂用于染发剂中。萘酚具有致癌、致畸、致敏、致突变的潜在毒性,对眼睛、皮肤、粘膜有强烈的刺激作用,大量吸收可引起出血性肾炎。
苯胺或萘酚的衍生物均被国际癌症研究机构(IARC)列为二类(对动物怀疑有致癌性物质)或三类致癌物质,具有遗传毒性,摄入对人体有害。而苏丹红I、Ⅱ、III和Ⅳ在体内代谢的产物均为苯胺或萘酚的衍生物,因此在食品中必须禁止使用。
二、定性检测原理
荧光分析法选择性好,灵敏度高,检测下限低,在分析科学及其它相关领域的应用已越来越广泛。因此开展研究苏丹红分子的荧光性质,利用其荧光现象建立起苏丹红的检测新方法具有重要的实际意义。
常规的荧光法是在固定的激发波长位置激发,通过扫描发射波长得到发射光谱:然后固定发射波长,扫描激发波长可得到激发光谱。同步荧光扫描技术是由Lloyd首先提出,它与常用的荧光测定方法最大的区别是同时扫描激发和发射两个单色器波长,由测得的荧光强度信号与对应的激发波长(或发射波长)构成光谱图,称为同步荧光光谱。由于常规的荧光分析法在实际应用中往往受到限制,对一些复杂混合物分析常遇到光谱相互重叠、不易分辨的困难,和常规荧光分析法相比,同步荧光分析法具有谱图简化、谱带窄化、选择性提高和光散射干扰减少等特点,是一种具有高选择性、高灵敏度的分析方法,尤其适合多组分混合物的分析。
三、主要试剂及仪器
(1)试剂
苏丹红II(纯度90%,Dr.Ehrenstorfer Gmbh,Germany)标准储备液浓度为110μg•mL-1;苏丹红III(纯度97%,Dr.Ehrenstorfer Gmbh,Germany)标准储备液浓度为70μg•mL-1;溶剂为O.2g•L-1KOH--乙醇;KOH(A.R.级);无水乙醇(重蒸馏)。
(2)仪器
多功能荧光分光光度计。
四、检定方法
取试液置于1.0×1.0cm石英液池中,设置仪器扫描参数:激发和发射单色仪狭缝带通宽度均为5nm,扫描速度为240nm•min-1。采用λ=60nm的波长差进行恒波长同步荧光分析法测定。
五、结果与讨论
(1)人工合成样的回收率
移取已知量的苏丹红II和苏丹红III溶液作为人工混合样品,在与标准工作曲线相同条件下进行恒波长同步荧光测定。测得的恒波长同步荧光信号强度值查对应的工作曲线,得各组分的含量值,测定结果见表1。
(2)香肠样品的分析
采用加标回收法,考察了不同浓度比的苏丹红Ⅱ和苏丹红III在香肠样品中的回收率。分别称取2.00g搅碎的香肠样品6份,加入不同浓度比的苏丹红II和苏丹红III,混匀。然后用10mL的0.2g•L-1KOH-乙醇溶液超声提取三次,各离心10min(3000r/min),合并三次上清液,定容至50mL。溶液采用λ=60nm进行同步荧光扫描,根据所得同步荧光信号的强度值查对应的工作曲线,得每次测定的含量值,结果如下表2。
六、结语
本研究利用苏丹红Ⅱ和III的荧光现象所建立的同步荧光分析方法,在无须预分离的情况下,通过选择适当的波长差,只需一次扫描就可同时测定苏丹红II和III两种物质,检测限分别为14μg•mL-1和llμg•mL-1。虽然其它苏丹红高浓度时存在一定的干扰,但荧光分析法简单、快速、灵敏、实用性强,成为苏丹红的常规检测方法。
参考文献:
[1]夏元洵.化学物质毒性全书[M].上海:上海科学技术文献出版社,1991.720.
篇10
关键词：环状大分子 环扩张反应 静电自组装 分子内耦合
中图分类号：TS727+2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0019-02
环状聚合物是一种很独特的材料，因为与线形聚合物相比，它的所有结构单元在物理性质和化学性质上都是等同的。传统上合成环状大分子的方法有两种，即逐步聚合和链式聚合。逐步聚合是指，在某些大分子体系中存在的环―链平衡，这种环―链平衡主要发生在当链末端的官能团能与同一链上的官能团反应时，随着高分子链长度的增长，成环的可能性将随之降低。由此可见，通过“咬尾”的方式无法得到分子量很大的高分子。至于链式聚合，所关注的是主链上的碳―碳联接。末端―末端环化作用是指，一个α-ω双负碳离子高分子的活性链端在有化学当量比的适当的双官能团亲电试剂的环境下发生分子内耦合。这种反应只有在很低的浓度下才会发生，否则会存在严重的竞争反应――分子间链增长反应。以上两种传统方法都包括了线形预聚物的环化反应，而大分子的环化反应通常产率较低，而且受严重的竞争反应影响，需要进行冗长繁杂的纯化操作才能得到纯净的环状大分子。Deffieux和Schappacher发展了一种纯化环状大分子的方法，就是在合成的过程中引入在极低浓度下高效率的偶合反应。而现在，已经有越来越多的方法来大分子环化反应的低效率问题，如环扩张法、静电自组装和高活性基团的成环反应。以下将简略介绍几个近年来发展的合成环状大分子的新方法。[1]
1 环状大分子的制备方法
1.1 一环扩张法制备环状大分子
环扩张法制备环状大分子的主要优点是省却了制备线形预聚物的步骤，从而可以在合成的环节上便得到了纯净的环状聚合物。环扩张反应的关键是必须有合适的催化剂。近年来，随着现代合成化学的巨大进步和有机化学家在有机合成方面取得的巨大成果，投放到催化领域后也产生了很大的推动作用，很多特殊结构的化合物，尤其是大量手性不对称合成和金属有机化合物的成功合成，都拥有成为某种特殊结构催化剂的可能性。
（1）开环交换聚合制备环状聚合物
加州理工的Grubbs等人发现了一种可利用环扩张来制备环状大分子的催化剂L（PCy3）Cl2Ru=CHPh（A），结构如下：
利用这种环状催化剂，可以制备聚（1，8―辛二叉），再进行氢化反应即可以得到聚乙烯。
Grubbs等使用的单体是顺―环辛烯，在化合物A的引发下可进行本体聚合或在40 ℃下进行溶液聚合。当预先确定总量的单体完成聚合后，得到结果如下图中B所示的大分子环状化合物。该环状化合物B可以通过分子内链转移转化为线形聚合物和化合物A。这个聚合过程约需12 h。12 h后，加入过量的丙酮或甲醇作沉淀剂，再进行过滤便分离出聚合物，而不需要进行其它的纯化操作。通过改变单体/引发剂的比例或引发剂的浓度，可以得到不同数均分子量的聚合物，最高可达1200 kD。在所有的情况下该实验所得聚合物的多分散系数都在2.0附近。[2]
除了使用顺―环辛烯作为单体外，Grubbs等人还用1，5―环辛二烯作为单体，同样以A为催化剂，可以得到环状聚（1，4―丁二叉）。[3] 这种利用环状催化剂进行的开环交换聚合通过提供了一个“无尾”的聚合过程。由于使用了环状催化剂，因而在聚合物增长的过程中，单体的连接是在一个完全呈环状的体系中进行的。以上这一点是毋庸置疑。可以肯定最后得到的产物都是环状聚合物，从而大大简化了分离、纯化的手续。但是，目前为止可以用开环交换聚合制备的环状聚合物还是相当有限的，故这种方法仍然有很大的发展空间。
（2）自由基单体插入式环扩张反应
中国科技大学的潘才元等通过可以转化为稳定自由基的环状引发剂，成功制备了环状化合物，其机理也是属于环扩张反应。
该反应使用的是如下引发剂
该引发剂在加热、紫外光或γ射线的引发下，由于其C―S键较弱，会均裂生成有活性的稳定自由基，从而引发单体聚合，生成增长链自由基。当增长自由基与几个单体反应后，增长链自由基与原先存在的稳定自由基之间存在可逆终止反应。对于所有的引发位置而言，其均裂、增长、终止的机会是一样的，因此制备出的环状聚合物聚合度和分布都是可以控制。为了降低扩散速度和抑制副反应（如链转移反应），该反应必须在低温下进行，可以采用60Co进行照射，因为相比较于紫外光而言，γ射线在低温下的作用更明显。 [4]
1.2 静电自组装制备环状大分子
Tezuka等人发现了一种称为“静电自组装与共价稳定”的方法。最初，他们通过带有环状铵盐基团和羧酸根反离子的远螯聚四氢呋喃（telechelic poly（THF）s），发现这种方法可以制备带有环状高分子单元的大分子结构。当在有机介质中的浓度小于1g/L时，原先聚集在一起的预聚物完全分离开来，形成阴阳离子平衡的最小组合。[5―7]他们发现，当远螯聚四氢呋喃的末端为不同的吡咯烷盐和草酸根反离子时，可以通过稀释来制备由单一的预聚体单元得到的有独特形态的离子组合预聚物。在加热的同时，定量的吡咯烷盐末端基团发生开环反应，引起共价转化，可以得到产率较高的相对应的环状大分子。现在的步骤非常简单方便，只需要将预聚物适当地分散到0.2 g/L即可。[8]
这种环化作用也具有相当的实用潜力，因为其溶剂可以从所有用于反应的非易失性聚合物试剂中很方便地进行循环使用。因而，通过对不同的性质的估计，可以很容易得到在“克”数量级上的拓扑结构独特的聚合物。而且，通过使用适当的预聚物和含多官能团的羧酸盐，我们还可以得到大量前所未有的、带有环状拓扑结构的聚合物。
1.3 高效基团的环化反应
最近，Grayson等人通过植被具有高效可控端基的遥爪线形预聚物，从而发现了可以通过“点击”环化作用来得到环状聚合物。因其高效而且技术要求简单，“点击化学”自问世以来便被广泛使用。最常用的“点击”反应是一个末端炔基和一个叠氮化武在铜催化下的Huisgen两极性环加成，可以制得一个1，4―双取代1，2，3―三氮杂茂。“点击”反应的高效性可又有效地解决环状聚合物合成是成环难得问题。该实验事先利用ATRP聚合得到了分子量一定的线形聚苯乙烯。由于使用了带有炔基的引发剂，故引入了端基炔。而末端的苄基溴很容易通过亲核取代转化为叠氮基。因此，该线形聚苯乙烯的两端分别为炔基和叠氮基。实验结果表明，这种“点击”反应使苯乙烯聚合物的环化具有很高的效率。末端的修饰和线形苯乙烯的环化反应都是几乎定量的，不需要进行分离提纯。由于线形预聚物可以通过ATRP等方法精确控制其分子量和官能团，可以预见这种环化反应的技术在应用方面会有很大的发展空间。[9]
2 结语
近年来，在高分子成环反应方面出现了许多新的方法，还有很多有值得一试的新的思路，这些都极大的拓宽了合成环状大分子的道路。但是，从总体上讲，由于大分子成环在热力学和动力学上均较难进行，大多数此类合成还是在极低的浓度下进行的。这极大的限制了环状聚合物在实际应用领域的发展。而且，上述的几种新方法虽然有效，但都具有各自的局限性，只能应用在少数种类的环状聚合物的合成上面。因此，环状聚合物的合成仍有很大的发展空间，值得人们去继续探。
参考文献
[1] Koji Ishizu；Yoshihito Akiyama.Polymer，1997，38，491.
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