有机合成

有机合成（共12篇）

有机合成 篇1

引言

绿色合成, 作为当代有机合成发展的一个重要学科前沿, 已成为化学发展的一个方向。众所周知, 有机化学特别是有机合成化学是一门发展得比较完备的学科。化学科学的研究成果和化学知识的应用, 创造了无数的新产品进入每个普通家庭, 使我们衣食住行各方面都受益匪浅, 更不用说化学药物对人们的防病祛疾、延年益寿、享受生活等方面起到的作用。但是另一方面, 随着化学品的大量生产和广泛应用, 给原本和谐的生态环境带来了严重的污染:黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废弃物和各种各样的有毒物威胁着人们的健康, 伤害了我们赖以生存的地球。20世纪90年代初, 化学家提出了与传统的“治理污染”不同的“绿色化学”的概念, 即如何从源头上减少甚至消除污染的产生。通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术, 从根本上降低、以至消除副产品或废弃物的生成, 从而达到保护和改善环境的目的。“绿色化学”的目标要求任何一个化学的活动, 包括使用的化学原料、化学和化工过程以及最终的产品, 对人类的健康和环境都应该是有利的。因而, 绿色化学的研究成果对解决环境问题是有根本意义的。对于环境和化工生产的可持续发展也有着重要的意义。十几年来, 关于绿色化学的概念、目标、基本原理和研究领域等已经迈步明确, 初步形成了一个多学科交叉的新的研究领域。

1 绿色合成的研究方向

绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂, 选择具有高选择性、高转化率, 不生产或少生产对环境有害的副产品合成, 其目的是通过新的合成方法, 开发制备单位产品产污系数最低, 资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术, 从根本上消除或减少环境污染。

目前, 绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂 (如在催化氧化过程中只以空气中的氧气作为氧源) 、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品 (如使用固态酸以取代传统的腐蚀性酸) 、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和最小化反应废弃物的产生等。

2 有机合成实现绿色合成的途径

绿色合成的目标已为有机合成实现绿色合成指明了方向。近年来, 实现绿色合成的研究工作在不断进行, 几种可行的途径已隐约可见。

2.1 使用环境有利介质, 改善合成条件

传统的有机合成中, 有机溶剂是最常用的反应介质, 但是有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。理想的有机合成, 可以水为介质进行;可用超临界液体为介质进行;可在无溶剂存在下进行;可以离子液体为介质进行等。

2.1.1 在有机合成中, 用来代替有机溶剂是一条可行的途径。

这是因为水是地球上广泛存在的一种天然资源, 它价廉、无毒、不危害环境。尽管大多数有机化合物在水中溶解性很差, 且易分解, 但研究表明有些合成反应不仅可以在水相中进行, 而且还具有很高的选择性。最为典型的例子是环戊二烯与甲基乙烯酮发生的D-A环加成反应, 在水中进行较之在异辛烷中进行速率快700倍。

2.1.2 超临界流体是当物质处于其临界温

度和临界压力以上所形成的一种特殊状态的流体, 是一种介于气态与液态之间的流体状态。这种流体具有液体一样的密度、溶解能力和传热系数, 具有气体一样的低粘度和高扩散系数, 同时只需改变压力或温度即可控制其溶解能力并影响它为介质的合成速率。在有机合成中, CO2由于其临界温度和临界压力较低、且具有能溶解脂溶性反应物和产物、无毒、阻燃、价廉易得、可循环使用等优点而迅速成为最常用的超临界流体。

2.1.3 固态化学反应的研究, 使有些反映

可在无溶剂存在的环境下进行, 且比在溶液环境中的反应能耗低、效果更好、选择性更高, 又不用考虑废物处理问题, 有利于环境保护。例如, 手性1, γ联二萘酚的合成, 常规方法是由β萘酚与Fe Cl3在液相氧化偶联制得, 但会产生醌类副产物。而以Fe Cl3-6H2O为氧化剂反应就可以在固相进行, 且可得到产率为95%的联二萘酚。

2.1.4 离子液体, 简单地说就是安全离子组成的液体。

目前研究最多的是在室温左右呈液态的含有机正离子的一类物质。例如, 含N-烷基咪唑正离子的离子液体等。它们不仅可以作为有机合成的优良溶剂, 且具有难挥发等优点, 对环境十分有利。

2.2 使用环境友好催化剂, 提高原子利用率

有机合成中, 减少废物的关键是提高原子利用率, 所以在选择合成途径时, 除了考虑理论产率外, 还应考虑和比较不同途径的原子利用率。如环氧乙烷的合成:

两步完成, 原子利用率为25%。

催化方法:

一步完成, 原子利用率为100%。

又如二联苯的合成, 常规方法是以Pd Cl2为催化剂, 以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行, 但操作过程较为复杂, 原子利用率低。若以具有高反应活性的Ga P纳米晶为催化剂, 就可以直接以苯为原料, 一步合成得到二联苯。

再如对硝基苯甲酸乙酯的合成, 常规方法是以浓硫酸为催化剂来合成的。这种方法, 虽然催化剂 (浓硫酸) 价廉、活性高, 但反应复杂, 副产物多, 且浓硫酸腐蚀设备、污染环境。如果以价廉易得、性质稳定安全的苯磺酸为催化剂来合成就可以克服这些缺点, 且产率可达98.6%。

可见, 在有机合成中, 选择合适的、环境有利的催化剂, 则可以开发新的合成路线, 缩短反应步骤, 提高原子利用率。

2.3 采用洁净的有机电合成

电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂, 且通常在常温、常压下进行, 所以在绿色合成中独具魅力。例如, 实现自由基环化反应, 常规的方法是使用过量的三丁基锡烷, 过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。然而, 利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂进行催化反应, 可在温和、中性条件下完成。

2.4 运用高效的多步合成技术

在药物、农用化学品等精细化学品的合成中, 往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成, 近年来, 研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应, 使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行, 无需分离出中间体, 又不产生相应的废弃物, 和环境保持友好;后者是涉及至少三种不同原料的反应于同一反应器中进行, 而每步反应都是下步反应所必需的, 而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中, 这是一类高效的合成方法。

2.5 发展和应用安全的化学品

发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂, 以及其他实用化学用品, 是实现绿色合成最直接的一环。可以采取适当的手段使某一分子的毒性降低而不影响其功能。例如, 腈类化合物的毒性, 认为是由于腈类分解而生成氰离子产生的。若将腈的α位进行取代, 使其难生成自由基而不产生氰离子, 则可使毒性降低, 而反应功能不受影响。又如, 人们开发的新型化工原料碳酸二甲酯, 以其较高的反应活性和低微的毒性, 代替了剧毒的光气和硫酸二甲酯, 从而被誉为21世纪的“绿色化工原料”。

结语

综上所述, 绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成, 但真正发展还需要从观念上、理论上、合成技术上等, 对传统的、常规的有机合成进行不断的改革和创新。

摘要：介绍了绿色合成的研究方向, 重点探讨了有机合成实现绿色合成的途径。

关键词：绿色合成,研究方向,途径

有机合成 篇2

高雪梅

【教学目标】

1．掌握各类有机物的性质、反应类型及相互转化。2．了解有机合成过程，把握有机合成遵循的基本原则。3．初步学会设计合理的有机合成路线。【教学重点】

1、复习各类有机物的性质、反应类型、相互转化关系，构建知识网

2、初步学会设计合理的有机合成路线 【教学难点】

逆向合成的思维方法 【教学方法】

创设情境

探究讨论

归纳小结

演绎推理 【教学过程】

【课程导入】合成材料的出现，使人类摆脱了只能依靠天然材料的历史，通过本节课的学习，同 学们可以了解有机合成的一般方法和有机合成路线的设计程序，进一步掌握烃的衍生物之 间的转化关系，深化“结构决定性质”的理论。【新课】：第四节 有机合成

一、有机合成的过程

1、有机合成定义；有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。

2、有机合成的任务；包括目标化合物分子骨架构建和官能团的转化。

3、有机合成的思路：就是通过有机反应构建目标分子的骨架，并引入或转化所需的官能团。

4、有机合成的关键—碳骨架的构建。

二、碳链骨架的构建

1、增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN的反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。

2、变短：如烃的劣化裂解，某些烃（如笨同系物、烯烃）的氧化、羧酸盐脱羧反应等。

3、成环：通过形成酯基成环、肽键成环、醚键成环等。

三、官能团的引入

1、C=C的引入

①卤代烃的消去

②醇的消去

③炔烃与氢气 1：1 加成

2、—OH的引入

①烯烃与水的加成反应；②醛（酮）与氢气的加成反应；③卤代烃的水解反应；④酯的水解反应。

3、—X的引入

①烷烃或苯的同系物与卤素单质的取代反应；②不饱和烃与HX或X2的加成反应；③醇或酚的取代反应。

拓展1：引入-CHO，某些醇氧化,烯氧化,炔水化 引入-COOH，醛氧化,苯的同系物被强氧化剂氧化,羧酸盐酸化,酯酸性水解 引入-COO-，酯化反应

拓展2：有机化学反应类型有取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应以及 加聚反应

四、有机合成遵循的原则

1、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。

2、尽量选择步骤最少的合成路线——以保证较高的产率。

3、满足“绿色化学”的要求。

4、操作简单、条件温和、能耗低、易实现。

5、尊重客观事实，按一定顺序反应。.五、有机合成的方法

1、正向合成分析法

此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物。

探究学习一：以乙烯为基础原料，无机原料可以任选，合成下列物质： CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOCH2CH3 探究学习二：卡托普利的合成的产率计算

2、逆合成分析法

又称逆推法，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（中间体），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。探究学习三：由乙烯合成乙二酸二乙酯 【课堂练习】 【课堂小结】 【板书设计】 第四节 有机合成

一、有机合成的过程

二、碳链骨架的构建

三、官能团的引入

四、有机合成遵循的原则

专题20 有机合成与推断 篇3

例1 乙偶姻是一个极其重要的香料品种。乙偶姻（相对分子质量为88）中只含有C、H、O三种元素，其原子个数比为2:4:1，乙偶姻中含有碳氧双键。与乙偶姻有关的反应如下：

[A的相对分

子质量86][乙偶姻][B][链状高分子

化合物C][长时间搅拌][E][D][F][G][浓硫酸，△

反应①][一定条件

反应②][苯甲酸（足量）

浓硫酸，△][HIO4

△][H2/Pt，△

反应③] [△ H2/Pt]

已知：R1CH(OH)CH(OH)R2 [HIO4

△] R1CHO+R2CHO

（1）乙偶姻的分子式为 ；

（2）X属于酯类是乙偶姻的同分异构体，X属于酯类的同分异构体有 种；

（3）写出下列反应的反应类型：乙偶姻→A 、反应①： ；

（4）A的一氯代物只有一种。写出下列物质的结构简式：A 、乙偶姻 ；

（5）写出D→E反应的化学方程式 。

解析 突破口1：乙偶姻（相对分子质量为88）中只含有C、H、O三种元素，其原子个数比为2:4:1，通过计算可知乙偶姻分子式为C4H8O2；突破口2：由附加信息知，D为邻羟基二元醇。由于乙偶姻在Pt作催化剂的条件下还原成D，而D在加热的条件下的氧化产物只有一种物质F；突破口3：乙偶姻在浓硫酸加热的条件下发生消去反应得到的B。答案:（1）C4H8O2；（2）4 （3）氧化反应，消去反应；（4）CH3-CO-CO-CH3， CH3-CO-CH(OH)-CH3；

（5） [—COOH+CH3CH—CHCH3][OH][浓硫酸

△][—COOCHCHOOC—][CH3][+2H2O] [2] [OH] [CH3]

点评 有机合成与推断中的计算，很多是建立在相对分子质量基础上的，一般处理办法是先通过题目中的有关信息，求出该物质的最简式，在最简式的基础上设其分子式，然后利用相对分子质量求出分子式。

考点2 通过性质突破有机合成与推断

例2 咖啡酸是某种抗氧化剂的成分之一，咖啡酸的结构简式为 [HO—][HO—][—R]，其中取代基—R中不含支链，咖啡酸有如下转化关系：

[咖啡酸][A][B（C9H5O4Na3）][足量NaHCO3溶液][1 mol A与2 mol NaOH

溶液恰好完全反应]

（1）咖啡酸的分子式为 ，分子中官能团名称为 ；

（2）1 mol咖啡酸与浓溴水反应最多可以 mol Br2发生反应，该反应涉及的反类型有 ；

（3）写出咖啡酸与NaOH反应的化学反应方程式： 。

解析 （1）由A→B可推知A的分子式为C9H7O4Na，由物质A可以推知咖啡酸分子中含有两个酚羟基和一个羧基，进一步可以写出咖啡酸分子式（C9H8O4）和结构简式（ [HO—][HO—][—CH=CH—COOH]），该分子含有羧基、羟基、碳碳双键三种官能团；（2）酚羟基的邻位和对位可以与溴原子发生取代反应，碳碳双键可以与浓溴水发生加成反应，总共可以消耗4 mol Br2；（3） [HO—][HO—][—CH=CH—COOH]+3NaOH→

[NaO—][—CH=CH—COONa][NaO—]+3H2O

点评 这类题首先基于物质之间的转化，把相应的物质推断出来，再分析物质结构中的官能团以及官能团所处的位置，最后根据这些所处在相应位置的官能团，来讨论物质的相关性质。

考点3 通过合成中的转化关系突破有机合成与推断

例3 A~J有如下转化关系（其中部分产物已略去）。已知E分子中含有一个连有4个不同原子或原子团的碳原子；C分子核磁共振氢谱中共有4个吸收峰，其峰面积比为4：3：2：1；1 mol F与足量的新制Cu(OH)2在加热条件下充分反应可生成2 mol红色沉淀。分析并回答问题：

[A

（C7H13ClO3）][J（高分子化合物）][B][E（C3H6O3）][H（C3H4O2）][I（C3H4O2）n][C

（C4H10O2）][F][D][G白色沉淀][NaOH水溶液

△][H+][催化剂][浓H2SO4

△][催化剂][Cu/O2

△][①稀HNO3

②AgNO3溶液]

（1）A中含有官能团的名称为 ；

（2）C的结构简式为 ，H的结构简式为 ；

（3）I的名称为 ；

（4）H→I的反应类型为 ；

（5）写出E→J反应的化学方程式 。

解析 突破口1：物质A在NaOH的水溶液中反应得到了B、C、D，NaOH的水溶液作为反应的条件主要针对的是酯类和卤代烃类的水解。突破口2：C分子核磁共振氢谱说明C分子有四种环境不同的氢，并且C分子在铜作催化剂的条件下可以氧化为F，说明C含醇基；F与足量的新制Cu(OH)2的反应，可知F分子中含有两个醛基，由此可推知C分子中有两个羟基而且在两端并且对称，故C的结构简式为HOCH2CH(CH3)CH2OH。突破口3：B酸化得到E，说明E分子中含有羧基；由E→H的反应知，E分子在浓硫酸加热的条件下发生消去反应得到了H，又由于E分子中含有一个连有4个不同原子或原子团的碳原子，故E的结构简式为CH3CH(OH)COOH。答案:（1）羟基、酯基、氯原子；（2）HOCH2CH(CH3)CH2OH、CH2＝CHCOOH；（3）聚丙烯酸；（4）加聚反应；

（5）[CH3—CH—C—OH CH2=CH—C—OH][浓硫酸

△] [OH] [O] [O][+H2O]

点评 有机合成与推断题要掌握各种官能团的性质以及这些官能团相互转化时所需要的反应条件，还要注意官能团相互转化时有关量的计算。

【专题训练】

[O2N—][—O—C—][—NO2] [COOH][Cl] [CH2Br][Br] [O] 1. 已知苯環上由于取代基的影响，使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强，现有某有机物的结构简式如右图，下列相关说法正确的是（ ）

A．该有机物分子式：C15H8ClBr2N2O8

B．1 mol该有机物与足量的氢气在一定条件下充分反应后，最多可消耗6 mol氢气

C．该有机物从组成来看，属于卤代烃

D．1 mol该有机物与足量NaOH溶液混合并加热，最多可消耗8 mol NaOH（不考虑硝基与NaOH反应）

2. 下图中，A无酸性，不能水解，在一定条件下发生消去反应可得到两种互为同分异构体的产物，其中的一种B含有一个甲基，可用于制取合成树脂、染料等多种化工产品。E能使溴水褪色，不能发生银镜反应。

[A（C4H8O2）][ B ][ E ][ D ][ C ][消去反应][合适的还原剂][新制Cu（OH）2][H2][H2]

试回答下列问题：

（1）写出B、E的结构简式：B 、E ；

（2）写出D中官能团的名称 ，E生成D的反应类型是 ；

（3）写出A生成C的化学方程式： ；

（4）C的同分异构体C1与C具有相同的官能团，两分子C1脱去两分子水形成含有六元环的化合物，写出C1可能的结构简式： 、 。

3.有机物A是有机合成的中间体，分子中含两个氧原子，其燃烧产物n(CO2):n(H2O)＝2:1，质谱图表明A的相对分子质量为188，在一定条件下可以转变为B和C（分子式：C4H6O），相关转化关系如图所示：

[D][B][C][A][F][H+

△] [一定条件][（高分子化合物）][新制Cu（OH）2

△]

已知：①RCH＝CHOH会自动转化为RCH2CHO；

②同一个碳原子上连有两个双键的结构不稳定；

③B分子苯环上的一氯取代物有两种同分异构体，C分子无支链。根据以上信息，回答下列问题：

（1）A的分子式是 ；（2）B中含氧官能团的名称是 ；（3）F的结构简式是 ； （4）由C生成D的化学方程式： ；（5）C有多种同分异构体，其中与C具有相同官能团的同分异构体(不含C)共有 种；（6）上述转化过程中不涉及的有机反应类型有 （填序号）。

①取代反应 ②聚合反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤还原反应 ⑥水解反应

4. 有机物A由C、H、O、Cl四种元素组成，其相对分子质量为198.5,Cl在侧链上。当A与Cl2分别在Fe作催化剂和光照条件下以物质的量之比为1:1反应时，分别是苯环上一氯取代有两种和侧链上一氯取代有一种；A与NaHCO3溶液反应时有气体放出。A经下列反应可逐步生成B～G。

[高分子

化合物D][A][高分子

化合物F][C][G][E][酸化

②][NaOH水溶液

①][一定条件

⑤][一定条件

③][④ 浓硫酸

][浓硫酸、甲醇

加热 ⑥][B]

（1）A的分子式为 ；D的分子式为 ；

（2）上述反应中属于取代反应的是 ；

（3）C中含氧官能团的名称为 、 ；

（4）E的同分异构体中，满足①苯环上只有一个侧链，且侧链上含有一个-CH3；②能发生银镜反应；③属于酯类。结构简式（写3种）： 、 、 ；

（5）写化学方程式（有机物写结构简式）：

E→F： ；E→G： 。

5.A、B、C、D、E、F、G、H、I、J均为有机化合物，根据以下框图，回答问题：

[B

C4H8O2][C

C4H10O][J

（C5H8O2）n][I

C5H8O2][H

C4H6O2][G

C4H6O][A

C8H16O2][D

C4H8][E

C4H7Cl][F

C4H8O][H+][NaOH溶液△

①][②][浓H2SO4

△ ③][Cl2、光

300℃

④][NaOH/H2O

△ ⑤][O2

催化剂][⑥][催化剂

⑨][CH3OH、浓H2SO4

△ ⑧][Cu（OH）2

△ ⑦]

（1）B和C均为有支链的有机化合物，和B属于同类物质的同分异构体有 种（含B）；C在浓硫酸作用下加热反应得到烯烃，其所得到的烯烃D有 种，烯烃的结构简式为 ；

（2）关于G的下列性質的说法中正确的是（ ）

A. 能发生银镜反应

B. 能使溴的四氯化碳溶液褪色

C. 在一定的条件下形成高分子化合物

D. 能发生酯化反应

（3）写出⑤的化学反应方程式： ，⑨的化学方程式： ；

（4）上述反应中，属于取代反应的有 ，属于氧化反应的有 ；

有机合成的常用技巧 篇4

1.分子中引入羟基 (—OH) 的方法

(1) 烯烃与水加成.如

(2) 醛或酮与氢气加成.如

(3) 卤代烃的水解.如

$\text{B}\text{r}—\text{C}\text{Η}{}_2\text{C}\text{Η}{}_2—\text{B}\text{r}+2\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{△}{\overset{\text{Ν}\text{a}\text{Ο}\text{Η}}{\to }}\text{Η}\text{Ο}—\text{C}\text{Η}{}_2\text{C}\text{Η}{}_2—\text{Ο}\text{Η}+2\text{Η}\text{B}\text{r}$

(4) 酯的水解.如

2.分子中引入卤素原子 (-X) 的方法

(1) 烃与卤素单质的取代反应.如

(2) 不饱和烃与HX或X2的加成反应.如

(3) 醇与HX的取代反应.如

$\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Η}{}_2+\text{Η}\text{B}\text{r}\stackrel{}{\to }\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Η}{}_2$OH—Br+H2O

3.分子中引入双键的方法

(1) 醇或卤代烃发生消去反应.如

(2) 醇的催化氧化.如

二、官能团的消除

1.通过加成反应消除不饱和键.如

R—CH$\text{C}\text{Η}{}_2+\text{Η}{}_2\underset{△}{\overset{\text{Ν}\text{i}}{\to }}\text{R}—\text{C}\text{Η}{}_2\text{C}\text{Η}{}_3$

2.通过消去、氧化、酯化等反应消除羟基.如$\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Ο}\text{Ο}\text{Η}+\text{C}{}_2\text{Η}{}_5\text{Ο}\text{Η}\underset{△}{\overset{\text{浓}\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4}{\to }}$CH3COOC2H5+H2O

3.通过加成或氧化等反应消除醛基

三、官能团之间的衍变

根据合成需要, 可进行有机物官能团的相互衍变, 以使原料和中间产物向目标产物递进.常见以下三种形式:

1.烃的衍生物的主干衍变关系.

2.通过某些途径使1个官能团变为多个官能团.如

3.通过某些途径改变官能团的位置.如

四、碳骨架的增长和变短

1.碳骨架的增长.如:

2.碳链的变短

(1) 烃的裂化 (裂解) 反应.如:

$\text{C}{}_8\text{Η}{}_{18}\stackrel{△\text{或}\text{催}\text{化}\text{剂}}{\to }\text{C}{}_4\text{Η}{}_{10}+\text{C}{}_4\text{Η}{}_8$

(2) 羧酸盐的脱羧反应.如

$\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Η}{}_2\text{C}\text{Ο}\text{Ο}\text{Ν}\text{a}+\text{Ν}\text{a}\text{Ο}\text{Η}\underset{△}{\overset{\text{C}\text{a}\text{Ο}}{\to }}\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Η}{}_3\uparrow +\text{Ν}\text{a}$2CO3

(3) 烯类被强氧化剂氧化.如:

(4) 苯的同系物被氧化.如:

有机合成工作报告 篇5

一、詹氏钌催化剂中间体的合成：

1、ts肼+苯甲醛?苯腙

苯腙+醇钠?重氮夜；

rc-102（rc为钌催化剂项目号）+重氮液?rc-103.此反应为原产物与重氮液反应生成一个双键

2、烯配体的合成

r-oh?r-cl?r-pph3cl?r-= 这个反应是制备磷叶立德并与多聚甲醛反应生成一个双键

3、rc-102+ppcy3?rc-202 这个反应比较简单，是一个基团置换的反应,该反应所得产物稀释后会发生溶胀现象，处理比较麻烦

4、rc-203+炔醇?rc-303 此反应炔醇与钌催化剂中间体反应生成一个带两个双键的五元环

5、苯+异丙基酰氯??异丙基苯甲酰

酰化反应，制备炔醇的一部分

二、hcv丙肝新药中间体的合成

1、五元杂环+格氏试剂

这个反应的反应机理其实是格氏试剂与酰胺反应，与n相连的键断开，由于n是五元环上的杂原子，这个反应为一个开环反应。反应在低温下进行，这可能是格氏试剂不与所得产物的活性基团羰基、乙酯基不反应的原因

2、上述产物的还原

这个产物含酯基，选用三乙酰氧基硼氢化钠做还原剂，反应为原料的羰基先与ts肼反应生成踪再还原去掉羰基。

3、上述产物的水解

产物上的酯基水解为酸 alcl3、甲苯 ??③④

4、r+多聚甲醛+苄胺?r/nhbn①?②??? 上面分别涉及到上苄胺、苄胺与苯甲酸甲酯缩合关环、脱甲基、苯上两相邻羟基与dcm反应关环

………

………

……

醇的碱溶液hbrhclk2co3/nmp/dcm篇二：有机合成心得

有机合成心得（1）-引言

做有机合成，感觉最深刻的是关键要有一个灵活的头脑和丰富的有机合成知识，灵活的头脑是天生的，丰富的有机合成知识是靠大量的阅读和高手交流得到的。二者缺一不可，只有有机合成知识而没有灵活的头脑把知识灵活的应用，充其量只是有机合成匠人，成不了高手，也就没有创造性。只有灵活的头脑而没有知识，只能做无米之炊。一个有机合成高手在头脑中掌握的有机化学反应最少应为300个以上，并能灵活的加以运用，熟悉其中的原理（机理），烂熟于胸，就像国学大师烂熟四书五经一样，看到了一个分子结构，稍加思索，其合成路线应该马上在脑中浮现出来。

有机合成心得（2）－基本功的训练 每个行业都有自己的基本功，有机合成的基本功就是对有机化学反应的理解掌握与灵活运用。那么对有机化学反应的理解掌握应从那方面入手？你在大学里学到的有机合成知识，只是入门的东西，远远达不到高手的水平，学了四年化学，基本上不理解化学。遇到问题还是束手无策，不知从何处下手。这不是你的问题，而是大学教育体制的问题，在大学阶段应该打下坚实的基本功，然后才能专，而我们的大学在这方面还做的远远不够。下面我推荐几本有机合成方面的书籍希望能够达到上述的目的。

有机化学反应的理解掌握方面的书籍： 1.march’s advanced organic chemistry.2.carey, f.a.;sundberg, r.j.: advanced organic chemistry.3.michael b.smith: organic synthesis.5.黄宪：新编有机合成化学 6.李长轩：有机合成设计化学

前三本书是从机理方面来讨论有机合成的，4、5两本书是从官能团转变的角度讨论有机合成的，第6本书是讨论有机合成路线设计的。以上几本书应该随时放在自己的身边，作为案头书。认真精读，达到记忆理解，把反应分类记忆理解，这时你可能感觉很枯燥乏味，不要紧，经过一段时间的合成研究再回过头来阅读，就会感觉耳目一新，有新的理解。掌握了这几本书，可以说您已经打下了一定的有机合成基本功，这时你应该最少掌握300个反应了，但并不意味者你已经成为了有机合成高手，接下来你需要做的是将学到的有机合成知识能够灵活运用，熟练的理解化学反应在什么情况下应用。

下面推荐的几本杂志，主要是关于如何运用有机化学反应的。1.organic synthesis(80vol.)2.organic process research & development.这是美国化学会出版的一本有机合成杂志，主要讲述一些化工产品的工艺研究，书中的反应均用在大规模的制备上，对产业化的研究很有帮助，这些反应具有很强的实用性，对理解化学反应的应用很有帮助。

经过以上知识的训练，你已经具备成为有机合成高手的潜力了，接下来需要做的就是大量的实践研究了，相信经过自己的努力和多年的实践，多次的失败，吃的苦中苦，你就成为有机合成高手了。

有机合成心得（3）－合成路线的选择 合成路线的设计与选择是有机合成中很重要的一个方面，它反映了一个有机

合成人员的基本功和知识的丰富性与灵活的头脑。一般情况下，合成路线的选择与设计代表了一个人的合成水平和素质。合理的合成路线能够很快的得到目标化合物，而笨拙的合成路线虽然也能够最终得到目标化合物，但是付出的代价却是时间的浪费和合成成本的提高，因此合成路线的选择与设计是一个很关键的问题。

合成路线的选择与设计应该以得到目标化合物的目的为原则，即如果得到的目标化合物是以工业生产为目的，则选择的合成路线应该以最低的合成成本为依据，一般情况下，简短的合成路线应该反应总收率较高，因而合成成本最低，而长的合成路线总收率较低，合成成本较高，但是，在有些情况下，较长的合成路线由于每步反应都有较高的收率，且所用的试剂较便宜，因而合成成本反而较低，而较短的合成路线由于每步反应收率较低，所用试剂价格较高，合成成本反而较高。所以，如果以工业生产为目的，则合成路线的选择与设计应该以计算出的和实际结果得到的合成成本最低为原则。如果得到的目标化合物是以发表论文为目的，则合成路线的选择与设计则有不同的原则。设计的路线应尽量具有创造性，具有新的思想，所用的试剂应该是新颖的，反应条件是创新的，这时考虑的主要问题不是合成成本的问题而合成中的创造性问题。

如果合成的是系列化合物，则设计合成路线时，应该共同的步骤越长越好，每个化合物只是在最后的合成步骤中不同，则这样的合成路线是较合理的和高效率的，可以在很短的时间内得到大量目标化合物。每个目标化合物的合成路线一般有多步反应，为了避免杂质放大的问题，最好的解决办法是将合成路线一分为二，转化为两个中间体，最后将两个中间体通过一步反应组装起来得到目标化合物。尽量避免连续反应只在最后一步得到产物。

有机合成心得（4）－有机反应的实质 有机合成的任务是运用已知的或可能的化学反应来形成c-c键或c-杂键，从而将两个或多个分子或离子连接起来。有机化学反应类型可分为三种：极性反应，协同反应，自由基反应，其中协同反应与自由基反应又称为非极性反应。非极性反应可以采用‘一锅法’进行，而极性反应则需分步进行。因为极性反应的条件比较苛刻（无水、惰性气体保护、强酸或强碱），而非极性反应的条件比较温和。极性反应占80％，非极性反应占20％。极性反应的实质就是分子中负电性的原子与正电性的原子的结合。所谓负电性与正电性都是指广义而言的，原子的负电性可以是负电荷，也可以是孤电子对；原子的正电性可以是正电荷也可以是空轨道。负电性与正电性的密度越大，反应活性越高，但是高密度的负电性原子通常与高密度的正电性原子结合，低密度的负电性原子与低密度的正电性原子结合。如果分子中同时存在两种相反电荷的原子则产生环合反应，如果分子中存在两种相同电荷的原子，此时与另一分子中相反电荷的原子结合时就容易产生副反应，通常密度较高电荷的原子先进行反应。因此，在记忆化学反应时，只需分清分子中那个原子是正电性的，那个原子是负电性的就可以了。不必去记忆什么人名反应来浪费记忆力，也不必对亲核、亲电反应的类型太在意。所以，学习化学反应时，主要的任务就是了解各种正电性的基团和负电性的基团。这些正电性的基团和负电性的基团称之为合成子。有机合成心得（5）－后处理的问题

在有机合成中，后处理的问题往往被大多数人所忽略，认为只要找对了合成方法，合成任务就可以事半功倍了，这话不错，正确地合成方法固然重要，但是

有机合成的任务是拿到相当纯的产品，任何反应没有100％产率的，总要伴随或多或少的副反应，产生或多或少的杂质，反应完成后，面临的巨大问题就是从反应混合体系中分离出纯的产品。后处理的目的就是采用尽可能的办法来完成这一任务。

为什么对后处理的问题容易忽视呢？我们平时所看到的各种文献尤其是学术性的研究论文对这一问题往往重视不够或者很轻视，他们重视的往往是新的合成方法，合成试剂等。专利中对这一问题也是轻描淡写，因为这涉及到商业利润问题。有机教科书中对这一问体更是没有谈论到。只有参加过工业有机合成项目的人才能认识到这一问题的重要性，有时反应做的在好，后处理产生问题得不到纯的产品，企业损失往往巨大。这时才认识到有机合成不光是合成方法的问题，还涉及到许多方面的问题，那一方面的问题考虑不周，都有可能前功尽弃。后处理问题从哪里可以学到？除了向有经验的科研人员多多请教外，自己也应处处留心，虽说各种文献中涉及较少，但是还有不少论文是涉及到的，这就要求自己多思考，多整理，举一反三。另外，在科研工作中，应注意吸取经验，多多磨练。完成后处理问题的基本知识还是有机化合物的物理和化学性质，后处理就是这些性质的具体应用。当然，首先要把反应做的很好，尽量减少副反应的发生，这样可以减轻后处理的压力。因此，后处理还是考验一个人的基本功问题，只有化学学好了才有可能出色的完成后处理任务。后处理根据反应的目的有不同的解决办法，如果在实验室中，只是为了发表论文，得到纯化合物的目的就是为了作各种光谱，那么问题就简单了，得到纯化合物的方法不外就是走柱子，tlc，制备色谱等方法，不用考虑太多的问题，而且得到的化合物还比较纯；如果是为了工业生产的目的，则问题就复杂了，尽量用简便、成本低的方法，实验室中的那一套就不行了，如果您还是采用实验室中的方法则企业就亏损了。

后处理过程的优劣检验标准是：（1）产品是否最大限度的回收了，并保证质量；（2）原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度的得到了回收利用；

（3）后处理步骤，无论是工艺还是设备，是否足够简化；（4）三废量是否达到最小。后处理的几个常用而实用的方法：（1）有机酸碱性化合物的分离提纯

具有酸碱性基团的有机化合物，可以得失质子形成离子化合物，而离子化合物与原来的母体化合物具有不同的物理化学性质。碱性化合物用有机酸或无机酸处理得到胺盐，酸性化合物用有机碱或无机碱处理得到钠盐或有机盐。根据有机化合物酸碱性的强弱，有机、无计酸碱一般为甲酸、乙酸、盐酸、硫酸、磷酸。

碱为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。在一般情况下，离子化合物在水中具有相当大的溶解性，而在有机溶剂中溶解度很小，同时活性碳只能够吸附非离子型的杂质和色素。利用以上的这些性质可对酸碱性有机化合物进行提纯。以上性质对所有酸碱性化合物并不通用，一般情况下，分子中酸碱性基团分子量所占整个分子的分子量比例越大，则离子化合物的水溶性就越大，分子中含有的水溶性基团例如羟基越多，则水溶性越大，因此，以上性质适用于小分子的酸碱化合物。对于大分子的化合物，则水溶性就明显降低。酸碱性基团包括氨基。酸性基团包括：酰氨基、羧基、酚羟基、磺酰氨基、硫酚基、1，3－二羰基化合物等等。值得注意的是，氨基化合物一般为碱性基团，但是在连有强吸电子基团时就变为酸性化合物，例如酰氨基和磺酰氨基化合物，这类化合物在氢氧化钠、氢氧化钾等碱作用下就容易失去质子而形成钠盐。

中合吸附法：

将酸碱性化合物转变为离子化合物，使其溶于水，用活性碳吸附杂质后过滤，则除去了不含酸碱性基团的杂质和机械杂质，再加酸碱中合回母体分子状态，这是回收和提纯酸碱性产品的方法。由于活性碳不吸附离子，故有活性碳吸附造成的产品损失忽劣不计。化学学习考研复试调剂，提供免费真题笔记课件教材等，为化学工作者提供学中和萃取法：是工业过程和实验室中常见的方法，它利用酸碱性有机化合物生成离子时溶于水而母体分子状态溶于有机溶剂的特点，通过加入酸碱使母体化合物生成离子溶于水实现相的转移而用非水溶性的有机溶剂萃取非酸碱性杂质，使其溶于有机溶剂从而实现杂质与产物分离的方法。成盐法：

对于非水溶性的大分子有机离子化合物，可使有机酸碱性化合物在有机溶剂中成盐析出结晶来，而非成盐的杂质依然留在有机溶剂中，从而实现有机酸碱性化合物与非酸碱性杂质分离，酸碱性有机杂质的分离可通过将析出的结晶再重结晶，从而将酸碱性有机杂质分离。对于大分子的有机酸碱化合物的盐此时还可以采用水洗涤除去小分子的酸碱化合物已经成盐且具有水溶性的杂质。对于水溶性的有机离子化合物，可在水中成盐后，将水用共沸蒸馏或直接蒸馏除去，残余物用有机溶剂充分洗涤几次，从而将杂质与产品分离。

以上三种方法并不是孤立的，可根据化合物的性质和产品质量标准的要求，采用相结合的方法，尽量得到相当纯度的产品。

（2）几种特殊的有机萃取溶剂

正丁醇：大多数的小分子醇是水溶性的，例如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等。大多数的高分子量醇是非水溶性的，而是亲脂性的能够溶于有机溶剂。但是

中间的醇类溶剂例如正丁醇是一个很好的有机萃取溶剂。正丁醇本身不溶于水，同时又具有小分子醇和大分子醇的共同特点。它能够溶解一些能够用小分子醇溶解的极性化合物，而同时又不溶于水。利用这个性质可以采用正丁醇从水溶液中萃取极性的反应产物。丁酮：性质介于小分子酮和大分子酮之间。不像丙酮能够溶于水，丁酮不溶于水，可用来从水中萃取产物。

乙酸丁酯：性质介于小分子和大分子酯之间，在水中的溶解度极小，不像乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，可从水中萃取有机化合物，尤其是氨基酸的化合物，因此在抗生素工业中常用来萃取头孢、青霉素等大分子含氨基酸的化合物。丁基叔丁基醚：性质介于小分子和大分子醚之间，两者的极性相对较小，类似于正己烷和石油醚，二者在水中的溶解度较小。可用于极性非常小的分子的结晶溶剂和萃取溶剂。也可用于极性较大的化合物的结晶和萃取溶剂。

（3）做完反应后，应该首先采用萃取的方法，首先除去一部分杂质，这是利用杂质与产物在不同溶剂中的溶解度不同的性质

（4）稀酸的水溶液洗去一部分碱性杂质。例如，反应物为碱性，而产物为中性，可用稀酸洗去碱性反应物。例如胺基化合物的酰化反应。

（5）稀碱的水溶液洗去一部分酸性杂质。反应物为酸性，而产物为中性，可用稀碱洗去酸性反应物。例如羧基化合物的酯化反应。化学学习考研复试调剂，提供免费真题笔记课件教材等，为化学工作者提供学习和科研、工作等的网络交流平台

（6）用水洗去一部分水溶性杂质。例如，低级醇的酯化反应，可用水洗去水溶性的反应物醇。

（7）如果产物要从水中结晶出来，且在水溶液中的溶解度又较大，可尝试加入氯化钠、氯化铵等无机盐，降低产物在水溶液中的溶解度－盐析的方法。

（8）有时可用两种不互溶的有机溶剂作为萃取剂，例如反应在氯仿中进行，可用石油醚或正己烷作为萃取剂来除去一部分极性小的杂质，反过来可用氯仿萃取来除去极性大的杂质。（9）两种互溶的溶剂有时加入另外一种物质可变的互不相容，例如，在水作溶剂的情况下，反应完毕后，可往体系中加入无机盐氯化钠，氯化钾使水饱和，此时加入丙酮，乙醇，乙腈等溶剂可将产物从水中提取出来。

（10）结晶与重结晶的方法 基本原理是利用相似相容原理。即极性强的化合物用极性溶剂重结晶，极性弱的化合物用非极性溶剂重结晶。对于较难结晶的化合物，例如油状物、胶状物等有时采用混合溶剂的方法，但是混合溶剂的搭配很篇三：有机合成心得

搞了十余年药物研发，感觉最深刻的是关键要有一个灵活的头脑和丰富的有机合成知识，灵活的头脑是天生的，丰富的有机合成知识是靠大量的阅读和高手交流得到的。二者缺一不可，只有有机合成知识而没有灵活的头脑把知识灵活的应用，充其量只是有机合成匠人，成不了高手，也就没有创造性。只有灵活的头脑而没有知识，只能做无米之炊。一个有机合成高手在头脑中掌握的有机化学反应最少应为300个以上，并能灵活的加以运用，熟悉其中的原理（机理），烂熟于胸，就像国学大师烂熟四书五经一样，看到了一个分子结构，稍加思索，其合成路线应该马上在脑中浮现出来。

有机合成心得（2）－基本功的训练

每个行业都有自己的基本功，有机合成的基本功就是对有机化学反应的理解掌握与灵活运用。那么对有机化学反应的理解掌握应从那方面入手？你在大学里学到的有机合成知识，只是入门的东西，远远达不到高手的水平，学了四年化学，基本上不理解化学。遇到问题还是束手无策，不知从何处下手。这不是你的问题，而是大学教育体制的问题，在大学阶段应该打下坚实的基本功，然后才能专，而我们的大学在这方面还做的远远不够。下面我推荐几本有机合成方面的书籍希望能够达到上述的目的：

有机化学反应的理解掌握方面的书籍： 1.march’s advanced organic chemistry.2.carey, f.a.;sundberg, r.j.: advanced organic chemistry.3.michael b.smith: organic synthesis.5.黄宪：新编有机合成化学 6.李长轩：有机合成设计 前三本书是从机理方面来讨论有机合成的，4、5两本书是从官能团转变的角度讨论有机合成的，第6本书是讨论有机合成路线设计的。以上几本书应该随时放在自己的身边，作为案头书。认真精读，达到记忆理解，把反应分类记忆理解，这时你可能感觉很枯燥乏味，不要紧，经过一段时间的合成研究再回过头来阅读，就会感觉耳目一新，有新的理解。掌握了这几本书，可以说您已经打下了一定的有机合成基本功，这时你应该最少掌握300个反应了，但并不意味者你已经成为了有机合成高手，接下来你需要做的是将学到的有机合成知识能够灵活运用，熟练的理解化学反应在什么情况下应用。

下面推荐的几本杂志，主要是关于如何运用有机化学反应的。1.organic synthesis(80vol.)2.organic process research & development.这是美国化学会出版的一本有机合成杂志，主要讲述一些化工产品的工艺研究，书中的反应均用在大规模的制备上，对产业化的研究很有帮助，这些反应具有很强的实用性，对理解化学反应的应用很有帮助。

经过以上知识的训练，你已经具备成为有机合成高手的潜力了，接下来需要做的就是大量的实践研究了，相信经过自己的努力和多年的实践，多次的失败，吃的苦中苦，你就成为有机合成高手了。

有机合成心得（3）－合成路线的选择

合成路线的设计与选择是有机合成中很重要的一个方面，它反映了一个有机合成人员的基本功和知识的丰富性与灵活的头脑。一般情况下，合成路线的选择与设计代表了一个人的合成水平和素质。合理的合成路线能够很快的得到目标化合物，而笨拙的合成路线虽然也能够最终得到目标化合物，但是付出的代价却是时间的浪费和合成成本的提高，因此合成路线的选择与设计是一个很关键的问题。

合成路线的选择与设计应该以得到目标化合物的目的为原则，即如果得到的目标化合物是以工业生产为目的，则选择的合成路线应该以最低的合成成本为依据，一般情况下，简短的合成路线应该反应总收率较高，因而合成成本最低，而长的合成路线总收率较低，合成成本较高，但是，在有些情况下，较长的合成路线由于每步反应都有较高的收率，且所用的试剂较便宜，因而合成成本反而较低，而较短的合成路线由于每步反应收率较低，所用试剂价格较高，合成成本反而较高。所以，如果以工业生产为目的，则合成路线的选择与设计应该以计算出的和实际结果得到的合成成本最低为原则。

如果得到的目标化合物是以发表论文为目的，则合成路线的选择与设计则有不同的原则。设计的路线应尽量具有创造性，具有新的思想，所用的试剂应该是新颖的，反应条件是创新的，这时考虑的主要问题不是合成成本的问题而合成中的创造性问题。

如果合成的是系列化合物，则设计合成路线时，应该共同的步骤越长越好，每个化合物只是在最后的合成步骤中不同，则这样的合成路线是较合理的和高效率的，可以在很短的时间内得到大量目标化合物。

每个目标化合物的合成路线一般有多步反应，为了避免杂质放大的问题，最好的解决办法是将合成路线一分为二，转化为两个中间体，最后将两个中间体通过一步反应组装起来得到目标化合物。尽量避免连续反应只在最后一步得到产物。有机合成心得（4）－有机反应的实质

有机合成的任务是运用已知的或可能的化学反应来形成c-c键或c-杂键，从而将两个或多个分子或离子连接起来。

有机化学反应类型可分为三种：极性反应，协同反应，自由基反应，其中协同反应与自由基反应又称为非极性反应。非极性反应可以采用‘一锅法’进行，而极性反应则需分步进行。因为极性反应的条件比较苛刻（无水、惰性气体保护、强酸或强碱），而非极性反应的条件比较温和。极性反应占80％，非极性反应占20％。极性反应的实质就是分子中负电性的原子与正电性的原子的结合。所谓负电性与正电性都是指广义而言的，原子的负电性可以是负电荷，也可以是孤电子对；原子的正电性可以是正电荷也可以是空轨道。负电性与正电性的密度越大，反应活性越高，但是高密度的负电性原子通常与高密度的正电性原子结合，低密度的负电性原子与低密度的正电性原子结合。如果分子中同时存在两种相反电荷的原子则产生环合反应，如果分子中存在两种相同电荷的原子，此时与另一分子中相反电荷的原子结合时就容易产生副反应，通常密度较高电荷的原子先进行反应。因此，在记忆化学反应时，只需分清分子中那个原子是正电性的，那个原子是负电性的就可以了。不必去记忆什么人名反应来浪费记忆力，也不必对亲核、亲电反应的类型太在意。所以，学习化学反应时，主要的任务就是了解各种正电性的基团和负电性的基团。这些正电性的基团和负电性的基团称之为合成子。下面举例简单说明：

有机合成心得（5）－后处理的问题

在有机合成中，后处理的问题往往被大多数人所忽略，认为只要找对了合成方法，合成任务就可以事半功倍了，这话不错，正确地合成方法固然重要，但是有机合成的任务是拿到相当纯的产品，任何反应没有100％产率的，总要伴随或多或少的副反应，产生或多或少的杂质，反应完成后，面临的巨大问题就是从反应混合体系中分离出纯的产品。后处理的目的就是采用尽可能的办法来完成这一任务。为什么对后处理的问题容易忽视呢？我们平时所看到的各种文献尤其是学术性的研究论文 对这一问题往往重视不够或者很轻视，他们重视的往往是新的合成方法，合成试剂等。专利中对这一问题也是轻描淡写，因为这涉及到商业利润问题。有机教科书中对这一问体更是没有谈论到。只有参加过工业有机合成项目的人才能认识到这一问题的重要性，有时反应做的在好，后处理产生问题得不到纯的产品，企业损失往往巨大。这时才认识到有机合成不光是合成方法的问题，还涉及到许多方面的问题，那一方面的问题考虑不周，都有可能前功尽弃。后处理问题从哪里可以学到？除了向有经验的科研人员多多请教外，自己也应处处留心，虽说各种文献中涉及较少，但是还有不少论文是涉及到的，这就要求自己多思考，多整理，举一反三。另外，在科研工作中，应注意吸取经验，多多磨练。完成后处理问题的基本知识还是有机化合物的物理和化学性质，后处理就是这些性质的具体应用。当然，首先要把反应做的很好，尽量减少副反应的发生，这样可以减轻后处理的压力。因此，后处理还是考验一个人的基本功问题，只有化学学好了才有可能出色的完成后处理任务。

后处理根据反应的目的有不同的解决办法，如果在实验室中，只是为了发表论文，得到纯化合物的目的就是为了作各种光谱，那么问题就简单了，得到纯化合物的方法不外就是走柱子，tlc，制备色谱等方法，不用考虑太多的问题，而且得到的化合物还比较纯；如果是为了工业生产的目的，则问题就复杂了，尽量用简便、成本低的方法，实验室中的那一套就不行了，如果您还是采用实验室中的方法则企业就亏损了。下面只简单的介绍一些工业中的方法。

后处理过程的优劣检验标准是：（1）产品是否最大限度的回收了，并保证质量；（2）原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度的得到了回收利用；（3）后处理步骤，无论是工艺还是设备，是否足够简化；（4）三废量是否达到最小。后处理的几个常用而实用的方法：

（1）有机酸碱性化合物的分离提纯 具有酸碱性基团的有机化合物，可以得失质子形成离子化合物，而离子化合物与原来的母体化合物具有不同的物理化学性质。碱性化合物用有机酸或无机酸处理得到胺盐，酸性化合物用有机碱或无机碱处理得到钠盐或有机盐。根据有机化合物酸碱性的强弱，有机、无计酸碱一般为甲酸、乙酸、盐酸、硫酸、磷酸。碱为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。在一般情况下，离子化合物在水中具有相当大的溶解性，而在有机溶剂中溶解度很小，同时活性碳只能够吸附非离子型的杂质和色素。利用以上的这些性质可对酸碱性有机化合物进行提纯。以上性质对所有酸碱性化合物并不通用，一般情况下，分子中酸碱性基团分子量所占整个分子的分子量比例越大，则离子化合物的水溶性就越大，分子中含有的水溶性基团例如羟基越多，则水溶性越大，因此，以上性质适用于小分子的酸碱化合物。对于大分子的化合物，则水溶性就明显降低。

酸碱性基团包括氨基。酸性基团包括：酰氨基、羧基、酚羟基、磺酰氨基、硫酚基、1，3－二羰基化合物等等。值得注意的是，氨基化合物一般为碱性基团，但是在连有强吸电子基团时就变为酸性化合物，例如酰氨基和磺酰氨基化合物，这类化合物在氢氧化钠、氢氧化钾等碱作用下就容易失去质子而形成钠盐。

中合吸附法：

将酸碱性化合物转变为离子化合物，使其溶于水，用活性碳吸附杂质后过滤，则除去了不含酸碱性基团的杂质和机械杂质，再加酸碱中合回母体分子状态，这是回收和提纯酸碱性产品的方法。由于活性碳不吸附离子，故有活性碳吸附造成的产品损失忽劣不计。中和萃取法：

是工业过程和实验室中常见的方法，它利用酸碱性有机化合物生成离子时溶于水而母体分 子状态溶于有机溶剂的特点，通过加入酸碱使母体化合物生成离子溶于水实现相的转移而用非水溶性的有机溶剂萃取非酸碱性杂质，使其溶于有机溶剂从而实现杂质与产物分离的方法。

成盐法：

对于非水溶性的大分子有机离子化合物，可使有机酸碱性化合物在有机溶剂中成盐析出结晶来，而非成盐的杂质依然留在有机溶剂中，从而实现有机酸碱性化合物与非酸碱性杂质分离，酸碱性有机杂质的分离可通过将析出的结晶再重结晶，从而将酸碱性有机杂质分离。对于大分子的有机酸碱化合物的盐此时还可以采用水洗涤除去小分子的酸碱化合物已经成盐且具有水溶性的杂质。对于水溶性的有机离子化合物，可在水中成盐后，将水用共沸蒸馏或直接蒸馏除去，残余物用有机溶剂充分洗涤几次，从而将杂质与产品分离。

以上三种方法并不是孤立的，可根据化合物的性质和产品质量标准的要求，采用相结合的方法，尽量得到相当纯度的产品。（2）几种特殊的有机萃取溶剂

正丁醇：大多数的小分子醇是水溶性的，例如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等。大多数的高分子量醇是非水溶性的，而是亲脂性的能够溶于有机溶剂。但是中间的醇类溶剂例如正丁醇是一个很好的有机萃取溶剂。正丁醇本身不溶于水，同时又具有小分子醇和大分子醇的共同特点。它能够溶解一些能够用小分子醇溶解的极性化合物，而同时又不溶于水。利用这个性质可以采用正丁醇从水溶液中萃取极性的反应产物。

丁酮：性质介于小分子酮和大分子酮之间。不像丙酮能够溶于水，丁酮不溶于水，可用来从水中萃取产物。

乙酸丁酯：性质介于小分子和大分子酯之间，在水中的溶解度极小，不像乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，可从水中萃取有机化合物，尤其是氨基酸的化合物，因此在抗生素工业中常用来萃取头孢、青霉素等大分子含氨基酸的化合物。

异丙醚与特丁基叔丁基醚：性质介于小分子和大分子醚之间，两者的极性相对较小，类似于正己烷和石油醚，二者在水中的溶解度较小。可用于极性非常小的分子的结晶溶剂和萃取溶剂。也可用于极性较大的化合物的结晶和萃取溶剂。

（3）做完反应后，应该首先采用萃取的方法，首先除去一部分杂质，这是利用杂质与产物在不同溶剂中的溶解度不同的性质。

（4）稀酸的水溶液洗去一部分碱性杂质。例如，反应物为碱性，而产物为中性，可用稀酸洗去碱性反应物。例如胺基化合物的酰化反应。（5）稀碱的水溶液洗去一部分酸性杂质。反应物为酸性，而产物为中性，可用稀碱洗去酸性反应物。例如羧基化合物的酯化反应。

（6）用水洗去一部分水溶性杂质。例如，低级醇的酯化反应，可用水洗去水溶性的反应物醇。

（7）如果产物要从水中结晶出来，且在水溶液中的溶解度又较大，可尝试加入氯化钠、氯化铵等无机盐，降低产物在水溶液中的溶解度－盐析的方法。（8）有时可用两种不互溶的有机溶剂作为萃取剂，例如反应在氯仿中进行，可用石油醚或正己烷作为萃取剂来除去一部分极性小的杂质，反过来可用氯仿萃取来除去极性大的杂质。

（9）两种互溶的溶剂有时加入另外一种物质可变的互不相容，例如，在水作溶剂的情况下，反应完毕后，可往体系中加入无机盐氯化钠，氯化钾使水饱和，此时加入丙酮，乙醇，乙腈等溶剂可将产物从水中提取出来。

（10）结晶与重结晶的方法

基本原理是利用相似相容原理。即极性强的化合物用极性溶剂重结晶，极性弱的化合物用

非极性溶剂重结晶。对于较难结晶的化合物，例如油状物、胶状物等有时采用混合溶剂的方法，但是混合溶剂的搭配很有学问，有时只能根据经验。一般采用极性溶剂与非极性溶剂搭配，搭配的原则一般根据产物与杂质的极性大小来选择极性溶剂与非极性溶剂的比例。若产物极性较大，杂质极性较小则溶剂中极性溶剂的比例大于非极性溶剂的比例；若产物极性较小，杂质极性较大，则溶剂中非极性溶剂的比例大于极性溶剂的比例。较常用的搭配有：醇－石油醚，丙酮－石油醚，醇－正己烷，丙酮－正己烷等。但是如果产物很不纯或者杂质与产物的性质及其相近，得到纯化合物的代价就是多次的重结晶，有时经多次也提不纯。这时一般较难除去的杂质肯定与产物的性质与极性及其相近。除去杂质只能从反应上去考虑了。

（11）水蒸气蒸馏、减压蒸馏与精馏的方法

这是提纯低熔点化合物的常用方法。一般情况下，减压蒸馏的回收率相应较低，这是因为随着产品的不断蒸出，产品的浓度逐渐降低，要保证产品的饱和蒸汽压等于外压，必须不断提高温度，以增加产品的饱和蒸汽压，显然，温度不可能无限提高，即产品的饱和蒸汽压不可能为零，也即产品不可能蒸净，必有一定量的产品留在蒸馏设备内被设备内的难挥发组分溶解，大量的斧残既是证明。

水蒸气蒸馏对可挥发的低熔点有机化合物来说，有接近定量的回收率。这是因为在水蒸气蒸馏时，斧内所有组分加上水的饱和蒸汽压之和等于外压，由于大量水的存在，其在100℃时饱和蒸汽压已经达到外压，故在100℃以下时，产品可随水蒸气全部蒸出，回收率接近完全。对于有焦油的物系来说，水蒸气蒸馏尤其适用。因为焦油对产品回收有两个负面影响：一是受平衡关系影响，焦油能够溶解一部分产品使其不能蒸出来；二是由于焦油的高沸点使蒸馏时斧温过高从而使产品继续分解。，水蒸气蒸馏能够接近定量的从焦油中回收产品，又在蒸馏过程中避免了产品过热聚合，收率较减压蒸馏提高3－4％左右。虽然水蒸气蒸馏能提高易挥发组分的回收率，但是，水蒸气蒸馏难于解决产物提纯问题，因为挥发性的杂质随同产品一同被蒸出来，此时配以精馏的方法，则不但保障了产品的回收率，也保证了产品质量。应该注意，水蒸气蒸馏只是共沸蒸馏的一个特例，当采用其它溶剂时也可。

共沸蒸馏不仅适用于产品分离过程，也适用于反应物系的脱水、溶剂的脱水、产品的脱水等。它比分子筛、无机盐脱水工艺具有设备简单、操作容易、不消耗其它原材料等优点。例如：在生产氨噻肟酸时，由于分子中存在几个极性的基团氨基、羧基等，它们能够和水、醇等分子形成氢键，使氨噻肟酸中存在大量的游离及氢键的水，如采用一般的真空干燥等干燥方法，不仅费时，也容易造成产物的分解，这时可采用共沸蒸馏的方法将水分子除去，具体的操作为将氨噻肟酸与甲醇在回流下搅拌几小时，可将水分子除去，而得到无水氨噻肟酸。又比如，当分子中存在游离的或氢键的甲醇时，可用另外一种溶剂，例如正己烷、石油醚等等，进行回流，可除去甲醇。可见共沸蒸馏在有机合成的分离过程中占有重要的地位。

（12）超分子的方法，利用分子的识别性来提纯产物。（13）脱色的方法 一般采用活性炭、硅胶、氧化铝等。活性炭吸附非极性的化合物与小分子的化合物，硅胶与氧化铝吸附极性强的与大分子的化合物，例如焦油等。对于极性杂质与非极性杂质同时存在的物系，应将两者同时结合起来。比较难脱色的物系，一般用硅胶和氧化铝就能脱去。对于酸碱性化合物的脱色，有时比较难，当将酸性化合物用碱中和形成离子化合物而溶于水中进行脱色时，除了在弱碱性条件下脱色一次除去碱性杂质外，还应将物系逐渐中和至弱酸性，再脱色一次除去酸性杂质，这样就将色素能够完全脱去。同样当将碱性化合物用酸中和至弱碱性溶于水进行脱色时，除了在弱酸性条件下脱色一次除去酸性杂质外，还应将物系逐渐中和至弱碱性，再脱色一次除去碱性杂质。篇四：有机合成心得 有机合成心得——工艺优化方法学

有机合成心得——工艺优化方法学 1．合成工艺的优化主要就是反应选择性研究

有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物，是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题，是将化学动力学的基本概念转化为有机合成的实用技术。

首先分清三个基本概念转化率、选择性、收率。转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。可见，收率为转化率与选择性的乘积。可以这样理解这三个概念，反应中消耗的原料一部分生成了目标产物，一部分生成了杂质，为有效好的原料依然存在于反应体系中。生成目标产物的那部分原料与消耗的原料之比为选择性，与初始原料之比为收率，消耗的原料与初始原料之比为转化率。

反应的目标是提高收率，但是影响收率的因素较多，使问题复杂化。化学动力学的研究目标是提高选择性，即尽量使消耗的原料转化为主产物。只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下，主副产物之和是一个常数，副产物减少必然带来主产物增加。提高转化率可以采取延长反应时间，升高温度，增加反应物的浓度，从反应体系中移出产物等措施。而选择性虽只是温度和浓度的函数，看似简单，却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题，可简化研究过程。2．选择性研究的主要影响因素 提高主反应的选择性就是抑制副反应，副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。平行副反应是指副反应与主反应同时进行，一般消耗一种或几种相同的原料，而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争，反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数，两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是，活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值，只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道，升高温度有利于活化能高的反应，降低温度有利于活化能低的反应，因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小，而不是绝对大小。

（1）温度范围的选择：在两个反应温度下做同一合成实验时，可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小，由此判断是低温还是高温有利于主反应，从而缩小了温度选择的范围。实际经验中，一般采取极限温度的方式，低温和高温，再加上二者的中间温度，可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。

（2）某一组分浓度的选择：在同一温度下（第一步已经选择好的温度下），将某一组分滴加（此组分为低浓度，其他组分就是高浓度）或一次性加入（此组分为高浓度，其他组分就是低浓度）进行反应，就可根据监测主副产物的相对含量来判断该组分是低浓度还是高浓度有利于主反应。确定了某一组分的浓度影响，接下来就是研究该组分的最佳配比问题。相同的条件下，再确定其他组分浓度的影响。3．定性反应产物

动力学研究方法要求副反应最小，而其他方法要求主反应最大。因此研究反应的选择性，搞清副反应的产物结构是必要地前提。在条件允许的情况下，应尽量分析反应混合物的全部组分，包括主产物，各种副产物，分析他们在气相色谱、液相色谱或薄层色谱上的相对位置和相对大小。从而可以看出各组分的相对大小及各组分随温度和浓度条件不同的变化。对不同的副反应采取不同的抑制方法。

（1）首先搞清反应过程中那些副产物生成；（2）重点找出含量较多的副产物的结构，因为只有抑制了主要副反应，才能显著提高主反应的选择性；（3）根据主要副产物的结构，研究其生成的机理，速度方程和对比选择性方程，并据此进行温度效应、浓度效应分析；（4）由对比选择性方程确定部分工艺条件，并据此设计获取活化能相对大小和反应级数相对高低的试验方按。（5）也应该找出最难除去的杂质的结构，进行（3），（4）的方法研究。4．跟踪定量反应产物

在定分析的基础上，对同一实验不同时刻各组分的含量进行跟踪测试，根据跟踪测试结果认识影响因素，再根据影响因素调整实验方按。

（1）可在同一实验中考察原料、中间体、产物，各副产物在不同条件下的变化趋势，从一个实验中尽可能获取更多的信息，实验效率大大提高。

（2）根据实验过程中的新现象调整和修改预定方按，使每一具体实验的目标多元化，即可使每一次实验的目的在实验中调整和增加，从而提高工作效率和研究开发进度。

（3）将不同时刻、不同组分的相对含量，整理成表格或曲线，从数据表或曲线中观察不同组分的数量，各组分在不同阶段依不同条件的变化趋势和变化率，从而找出宏观动力学影响因素，并根据这些因素去调整温度、浓度因素，以提高选择性。

这里的定量并非真正的含量，只是各组分的相对值。5．分阶段研究反应过程和分离过程

大多数人习惯于每次实验部分都分离提纯产品并计算收率。然而，除非简单的实验外这是不科学的。

（1）研究开发的初始阶段，分离过程是不成熟的，很难估算分离过程损失，这样，所得产品不能代表反应收率。（2）实验的最终结果是反应过程与分离过程的总结果，影响因素太多，考察某一影响因素 太难。

（3）一个实验真正做到完成分离提纯的程度很难，往往后处理时间多于反应时间，若每个实验都做到提纯分离，则工作效率降低。（4）为降低科研费用，往往进行微量制备，而微量制备的实验几乎不能完成全过程。比如精馏，没有一定数量就无法进行。

（5）反应过程中直接取反应液进行中控分析最接近于反应过程的在线测试，最能反映出过程的实际状态，对于某一因素的变化的影响也最敏感，应用起来方便。

（6）做好反应过程是分离过程研究的基础。副产物越少，则分离过程越简单。

总之，在研究开发的最初阶段，应先回避分离过程而仅研究反应过程。可以在反应过程中得到一系列的色谱分析谱图和定性分析结果，根据原料、中间体、产品、副产品出峰的相对大小来初步定量，根据不同反应温度条件下不同组分的消涨来判断活化能的相对大小；根据副产物结构机不同的加料方式引起的副产物的消涨来判断活性组分的反应级数的相对高低。从理论到实践实现了动力学所要求的温度效应、浓度效应，再实现最大转化率，最后研究分离过程。这是一种循序渐进的、条理清晰的、理性的和简单化的工艺优化程序。6．程序升温法确定温度范围

程序升温法是另一种反应温度的优化方法。其是在实验的最初阶段采用的。一般采用微量制备，物料以满足分析测试即可。为使放热反应的温度可控制，反应物料不必成比例（一般使某一种原料微量）。

在跟踪测试的基础上，采取程序升温大方法，往往一次实验即可测得反应所适合的温度范围，并可得到主反应与某一特定副反应活化能的相对大小和确认反应温度最佳控制条件。程序升温过程如图所示。

在t1 温度下反应一段时间，取样a分析；若未发生反应，则升温至t2后反应一段时间后取样b分析；若发现反应已经发生，但不完全，则此时应鉴别发生的是否是主反应；若在温度t2下先发生的是主反应，则继续取样c分析；若反应仍不完全，升温至t3后反应一段时间取样d分析；若仍不完全则升温至t4，取样e分析，直至反应结束。

若样品d中无副产物，e中有副产物，则主反应的活化能小于副反应的活化能，反应温度为t4以下，再在t3上下选择温控范围。

若样品b中发生的是副反应，则应立即升温，并适时补加原料，边升温边取样f,g,h等，直至主反应发生。若主反应在较高温度时发生了，说明主反应的活化能大于副反应的活化能，反应应避开较低温度段。此时的程序升温过程应在缺少易发生副反应的那种主原料下进行，即预先加热反应底物至一定温度，再滴加未加入的原料，后滴加的原料用溶剂稀释效果更加。可见，一次程序升温过程便可基本搞清主副反应活化能的相对大小和反应温度控制的大致范围，取得了事半功倍的效果。

在低温有利于主反应的过程中，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，反应速度逐渐减慢，为保持一定的反应速度和转化率以保证生产能力，就必须逐渐缓慢升温以加速化学反应的进行，直至转化率达到目标，这才实现最佳控制。7．调节加料法

滴加的功能有两个，（1）对于放热反应，可减慢反应速度，使温度易于控制。(2)控制反应的选择性，对每种原料都应采取是滴加还是一次性加入对反应选择性影响的研究。如果滴加有利于选择性，则滴加时间越慢越好。如不利于选择性的提高，则改为一次性的加入。温度效应、浓度效应对反应选择性的影响是个普遍存在的一般规律，但在不同的具体实例中体现出特殊性，有时某一种效应更重要，而另一种效应不显著。因此必须具体问题具体分析，在普遍的理论原则指导下解决特殊的问题。7．动力学方法的工艺优化次序

有了上面所述的方法，一般的工艺优化需要按以下的步骤进行。

（1）反应原料的选择 反应原料的选择除了考虑廉价易得的主要因素外，另一个必须考虑的因素是副产物的形成，所用的原料应该尽可能以不过多产生副反应为准，原料的活性应该适当，活性高了相应的副反应形成的速度也就加大了，原料的反应点位应该尽可能少，以防进行主反应的同时进行副反应。以阿立哌唑的中间体合成为例。不同的原料产生不同的副反应从而形成不同的杂质，原料的性质不同，产生杂质的数量也就不同。图1 为 以1，4－二溴丁烷为原料反应形成的杂质。在该实例中，a 是所需要的中间体，但因为1，4－二溴丁烷及另一原料的双重反应部位，产生了大量的杂质，给后处理带来了极大的麻烦。因而是不合适的。但是如以4－溴丁醇为原料（图2），则反应形成的杂质数量大大减少，给提纯及后续反应带来极大的方便。可见原料的选择对抑制副反应也有者重要的作用。

（2）溶剂的选择：主要根据反应的性质和类型来考虑：非质子极性溶剂：乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、丙酮、n,n-二甲基乙酰胺、n－甲基吡咯烷酮；质子极性溶剂：水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等；极性非常小的溶剂：石油醚、正己烷、乙酸乙酯、卤代烃类、芳香烃类等。

（3）重复文献条件，对反应产物定性分析。

（4）变化反应温度确认主副反应活化能的相对大小并确定温度控制曲线。

（5）根据副产物的结构改变加料方式，以确定主副反应对某一组分的反应级数的相对大小并确定原料的加料方式。此时反应选择性已达最佳。（6）选择转化率的高低。力求转化完全或回收再用。此时反应收率最佳。

（7）选择简单的分离方式并使分离过程产物损失最小。此时优化的工艺大到了。（8）酸碱强度的影响：强酸还是弱酸，强碱还是弱碱，有机酸还是有机碱。在质子性溶剂

中一般选择无机碱，因为此时无机碱一般溶于这类溶剂中使反应均相进行，例如氢氧化钠、氢氧化钾溶于醇中，但是弱无机碱碳酸钠等不容于该类溶剂，须加入相转移催化剂；在非质子极性溶剂中一般选择有机碱，此时反应为均相反应，若选择无机碱一般不溶于该类溶剂，也需加入加入相转移催化剂。

（9）催化剂的影响：相转移催化剂，无机盐，路易斯酸，路易斯碱。篇五：有机合成心得

有机合成心得

有机合成心得（1）-引言

搞了十余年药物研发，感觉最深刻的是关键要有一个灵活的头脑和丰富的有机合成知识，灵活的头脑是天生的，丰富的有机合成知识是靠大量的阅读和高手交流得到的。二者缺一不可，只有有机合成知识而没有灵活的头脑把知识灵活的应用，充其量只是有机合成匠人，成不了高手，也就没有创造性。只有灵活的头脑而没有知识，只能做无米之炊。一个有机合成高手在头脑中掌握的有机化学反应最少应为300个以上，并能灵活的加以运用，熟悉其中的原理（机理），烂熟于胸，就像国学大师烂熟四书五经一样，看到了一个分子结构，稍加思索，其合成路线应该马上在脑中浮现出来。

本系列心得基本上是作者在工作中的经验之谈，也有部分内容取材于参考资料，本心得主要是想提供方法上的指导。

有机合成心得（2）－基本功的训练

每个行业都有自己的基本功，有机合成的基本功就是对有机化学反应的理解掌握与灵活运用。那么对有机化学反应的理解掌握应从那方面入手？你在大学里学到的有机合成知识，只是入门的东西，远远达不到高手的水平，学了四年化学，基本上不理解化学。遇到问题还是束手无策，不知从何处下手。这不是你的问题，而是大学教育体制的问题，在大学阶段应该打下坚实的基本功，然后才能专，而我们的大学在这方面还做的远远不够。下面我推荐几本有机合成方面的书籍希望能够达到上述的目的： 有机化学反应的理解掌握方面的书籍： 1.march’s advanced organic chemistry.2.carey, f.a.;sundberg, r.j.: advanced organic chemistry.3.michael b.smith: organic synthesis.5.黄宪：新编有机合成化学 6.李长轩：有机合成设计

前三本书是从机理方面来讨论有机合成的，4、5两本书是从官能团转变的角度讨论有机合成的，第6本书是讨论有机合成路线设计的。以上几本书应该随时放在自己的身边，作为案头书。认真精读，达到记忆理解，把反应分类记忆理解，这时你可能感觉很枯燥乏味，不要紧，经过一段时间的合成研究再回过头来阅读，就会感觉耳目一新，有新的理解。掌握了这几本书，可以说您已经打下了一定的有机合成基本功，这时你应该最少掌握300个反应了，但并不意味者你已经成为了有机合成高手，接下来你需要做的是将学到的有机合成知识能够灵活运用，熟练的理解化学反应在什么情况下应用。

下面推荐的几本杂志，主要是关于如何运用有机化学反应的。1.organic synthesis(80vol.)2.organic process research & development.这是美国化学会出版的一本有机合成杂志，主要讲述一些化工产品的工艺研究，书中的反应均用在大规模的制备上，对产业化的研究很有帮助，这些反应具有很强的实用性，对理解化学反

应的应用很有帮助。

经过以上知识的训练，你已经具备成为有机合成高手的潜力了，接下来需要做的就是大量的实践研究了，相信经过自己的努力和多年的实践，多次的失败，吃的苦中苦，你就成为有机合成高手了。

有机合成心得（3）－合成路线的选择 合成路线的设计与选择是有机合成中很重要的一个方面，它反映了一个有机合成人员的基本功和知识的丰富性与灵活的头脑。一般情况下，合成路线的选择与设计代表了一个人的合成水平和素质。合理的合成路线能够很快的得到目标化合物，而笨拙的合成路线虽然也能够最终得到目标化合物，但是付出的代价却是时间的浪费和合成成本的提高，因此合成路线的选择与设计是一个很关键的问题。

合成路线的选择与设计应该以得到目标化合物的目的为原则，即如果得到的目标化合物是以工业生产为目的，则选择的合成路线应该以最低的合成成本为依据，一般情况下，简短的合成路线应该反应总收率较高，因而合成成本最低，而长的合成路线总收率较低，合成成本较高，但是，在有些情况下，较长的合成路线由于每步反应都有较高的收率，且所用的试剂较便宜，因而合成成本反而较低，而较短的合成路线由于每步反应收率较低，所用试剂价格较高，合成成本反而较高。所以，如果以工业生产为目的，则合成路线的选择与设计应该以计算出的和实际结果得到的合成成本最低为原则。

如果得到的目标化合物是以发表论文为目的，则合成路线的选择与设计则有不同的原则。设计的路线应尽量具有创造性，具有新的思想，所用的试剂应该是新颖的，反应条件是创新的，这时考虑的主要问题不是合成成本的问题而合成中的创造性问题。

如果合成的是系列化合物，则设计合成路线时，应该共同的步骤越长越好，每个化合物只是在最后的合成步骤中不同，则这样的合成路线是较合理的和高效率的，可以在很短的时间内得到大量目标化合物。

每个目标化合物的合成路线一般有多步反应，为了避免杂质放大的问题，最好的解决办法是将合成路线一分为二，转化为两个中间体，最后将两个中间体通过一步反应组装起来得到目标化合物。尽量避免连续反应只在最后一步得到产物。

有机合成心得（4）－有机反应的实质 有机合成的任务是运用已知的或可能的化学反应来形成c-c键或c-杂键，从而将两个或多个分子或离子连接起来。

有机化学反应类型可分为三种：极性反应，协同反应，自由基反应，其中协同反应与自由基反应又称为非极性反应。非极性反应可以采用‘一锅法’进行，而极性反应则需分步进行。因为极性反应的条件比较苛刻（无水、惰性气体保护、强酸或强碱），而非极性反应的条件比较温和。极性反应占80％，非极性反应占20％。极性反应的实质就是分子中负电性的原子与正电性的原子的结合。所谓负电性与正电性都是指广义而言的，原子的负电性可以是负电荷，也可以是孤电子对；原子的正电性可以是正电荷也可以是空轨道。负电性与正电性的密度越大，反应活性越高，但是高密度的负电性原子通常与高密度的正电性原子结合，低密度的负电性原子与低密度的正电性原子结合。如果分子中同时存在两种相反电荷的原子则产生环合反应，如果分子中存在两种相同电荷的原子，此时与另一分子中相反电荷的原子结合时就容易产生副反应，通常密度较高电荷的原子先进行反应。

因此，在记忆化学反应时，只需分清分子中那个原子是正电性的，那个原子是负电性的就可以了。不必去记忆什么人名反应来浪费记忆力，也不必对亲核、亲电反应的类型太在意。

所以，学习化学反应时，主要的任务就是了解各种正电性的基团和负电性的基团。这些正电性的基团和负电性的基团称之为合成子。下面举例简单说明：

有机合成心得（5）－后处理的问题

在有机合成中，后处理的问题往往被大多数人所忽略，认为只要找对了合成方法，合成任务就可以事半功倍了，这话不错，正确地合成方法固然重要，但是有机合成的任务是拿到相当纯的产品，任何反应没有100％产率的，总要伴随或多或少的副反应，产生或多或少的杂质，反应完成后，面临的巨大问题就是从反应混合体系中分离出纯的产品。后处理的目的就是采用尽可能的办法来完成这一任务。

为什么对后处理的问题容易忽视呢？我们平时所看到的各种文献尤其是学术性的研究论文对这一问题往往重视不够或者很轻视，他们重视的往往是新的合成方法，合成试剂等。专利中对这一问题也是轻描淡写，因为这涉及到商业利润问题。有机教科书中对这一问体更是没有谈论到。只有参加过工业有机合成项目的人才能认识到这一问题的重要性，有时反应做的在好，后处理产生问题得不到纯的产品，企业损失往往巨大。这时才认识到有机合成不光是合成方法的问题，还涉及到许多方面的问题，那一方面的问题考虑不周，都有可能前功尽弃。

后处理问题从哪里可以学到？除了向有经验的科研人员多多请教外，自己也应处处留心，虽说各种文献中涉及较少，但是还有不少论文是涉及到的，这就要求自己多思考，多整理，举一反三。另外，在科研工作中，应注意吸取经验，多多磨练。

完成后处理问题的基本知识还是有机化合物的物理和化学性质，后处理就是这些性质的具体应用。当然，首先要把反应做的很好，尽量减少副反应的发生，这样可以减轻后处理的压力。因此，后处理还是考验一个人的基本功问题，只有化学学好了才有可能出色的完成后处理任务。后处理根据反应的目的有不同的解决办法，如果在实验室中，只是为了发表论文，得到纯化合物的目的就是为了作各种光谱，那么问题就简单了，得到纯化合物的方法不外就是走柱子，tlc，制备色谱等方法，不用考虑太多的问题，而且得到的化合物还比较纯；如果是为了工业生产的目的，则问题就复杂了，尽量用简便、成本低的方法，实验室中的那一套就不行了，如果您还是采用实验室中的方法则企业就亏损了。下面只简单的介绍一些工业中的方法。后处理过程的优劣检验标准是：（1）产品是否最大限度的回收了，并保证质量；（2）原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度的得到了回收利用；（3）后处理步骤，无论是工艺还是设备，是否足够简化；（4）三废量是否达到最小。后处理的几个常用而实用的方法：（1）有机酸碱性化合物的分离提纯

具有酸碱性基团的有机化合物，可以得失质子形成离子化合物，而离子化合物与原来的母体化合物具有不同的物理化学性质。碱性化合物用有机酸或无机酸处理得到胺盐，酸性化合物用有机碱或无机碱处理得到钠盐或有机盐。根据有机化合物酸碱性的强弱，有机、无计酸碱一般为甲酸、乙酸、盐酸、硫酸、磷酸。碱为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。在一般情况下，离子化合物在水中具有相当大的溶解性，而在有机溶剂中溶解度很小，同时活性碳只能够吸附非离子型的杂质和色素。利用以上的这些性质可对酸碱性有机化合物进行提纯。以上性质对所有酸碱性化合物并不通用，一般情况下，分子中酸碱性基团分子量所占整个分子的分子量比例越大，则离子化合物的水溶性就越大，分子中含有的水溶性基团例如羟基越多，则水溶性越大，因此，以上性质适用于小分子的酸碱化合物。对于大分子的化合物，则水溶性就明显降低。酸碱性基团包括氨基。酸性基团包括：酰氨基、羧基、酚羟基、磺酰氨基、硫酚基、1，3－二

羰基化合物等等。值得注意的是，氨基化合物一般为碱性基团，但是在连有强吸电子基团时就变为酸性化合物，例如酰氨基和磺酰氨基化合物，这类化合物在氢氧化钠、氢氧化钾等碱作用下就容易失去质子而形成钠盐。

中合吸附法：

将酸碱性化合物转变为离子化合物，使其溶于水，用活性碳吸附杂质后过滤，则除去了不含酸碱性基团的杂质和机械杂质，再加酸碱中合回母体分子状态，这是回收和提纯酸碱性产品的方法。由于活性碳不吸附离子，故有活性碳吸附造成的产品损失忽劣不计。

中和萃取法：

是工业过程和实验室中常见的方法，它利用酸碱性有机化合物生成离子时溶于水而母体分子状态溶于有机溶剂的特点，通过加入酸碱使母体化合物生成离子溶于水实现相的转移而用非水溶性的有机溶剂萃取非酸碱性杂质，使其溶于有机溶剂从而实现杂质与产物分离的方法。成盐法：

对于非水溶性的大分子有机离子化合物，可使有机酸碱性化合物在有机溶剂中成盐析出结晶来，而非成盐的杂质依然留在有机溶剂中，从而实现有机酸碱性化合物与非酸碱性杂质分离，酸碱性有机杂质的分离可通过将析出的结晶再重结晶，从而将酸碱性有机杂质分离。对于大分子的有机酸碱化合物的盐此时还可以采用水洗涤除去小分子的酸碱化合物已经成盐且具有水溶性的杂质。对于水溶性的有机离子化合物，可在水中成盐后，将水用共沸蒸馏或直接蒸馏除去，残余物用有机溶剂充分洗涤几次，从而将杂质与产品分离。

以上三种方法并不是孤立的，可根据化合物的性质和产品质量标准的要求，采用相结合的方法，尽量得到相当纯度的产品。（2）几种特殊的有机萃取溶剂

正丁醇：大多数的小分子醇是水溶性的，例如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等。大多数的高分子量醇是非水溶性的，而是亲脂性的能够溶于有机溶剂。但是中间的醇类溶剂例如正丁醇是一个很好的有机萃取溶剂。正丁醇本身不溶于水，同时又具有小分子醇和大分子醇的共同特点。它能够溶解一些能够用小分子醇溶解的极性化合物，而同时又不溶于水。利用这个性质可以采用正丁醇从水溶液中萃取极性的反应产物。

丁酮：性质介于小分子酮和大分子酮之间。不像丙酮能够溶于水，丁酮不溶于水，可用来从水中萃取产物。

乙酸丁酯：性质介于小分子和大分子酯之间，在水中的溶解度极小，不像乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，可从水中萃取有机化合物，尤其是氨基酸的化合物，因此在抗生素工业中常用来萃取头孢、青霉素等大分子含氨基酸的化合物。

异丙醚与特丁基叔丁基醚：性质介于小分子和大分子醚之间，两者的极性相对较小，类似于正己烷和石油醚，二者在水中的溶解度较小。可用于极性非常小的分子的结晶溶剂和萃取溶剂。也可用于极性较大的化合物的结晶和萃取溶剂。

（3）做完反应后，应该首先采用萃取的方法，首先除去一部分杂质，这是利用杂质与产物在不同溶剂中的溶解度不同的性质。

（4）稀酸的水溶液洗去一部分碱性杂质。例如，反应物为碱性，而产物为中性，可用稀酸洗去碱性反应物。例如胺基化合物的酰化反应。（5）稀碱的水溶液洗去一部分酸性杂质。反应物为酸性，而产物为中性，可用稀碱洗去酸性反应物。例如羧基化合物的酯化反应。

（6）用水洗去一部分水溶性杂质。例如，低级醇的酯化反应，可用水洗去水溶性的反应物醇。

（7）如果产物要从水中结晶出来，且在水溶液中的溶解度又较大，可尝试加入氯化钠、氯化铵

等无机盐，降低产物在水溶液中的溶解度－盐析的方法。

（8）有时可用两种不互溶的有机溶剂作为萃取剂，例如反应在氯仿中进行，可用石油醚或正己烷作为萃取剂来除去一部分极性小的杂质，反过来可用氯仿萃取来除去极性大的杂质。

（9）两种互溶的溶剂有时加入另外一种物质可变的互不相容，例如，在水作溶剂的情况下，反应完毕后，可往体系中加入无机盐氯化钠，氯化钾使水饱和，此时加入丙酮，乙醇，乙腈等溶剂可将产物从水中提取出来。

（10）结晶与重结晶的方法

基本原理是利用相似相容原理。即极性强的化合物用极性溶剂重结晶，极性弱的化合物用非极性溶剂重结晶。对于较难结晶的化合物，例如油状物、胶状物等有时采用混合溶剂的方法，但是混合溶剂的搭配很有学问，有时只能根据经验。一般采用极性溶剂与非极性溶剂搭配，搭配的原则一般根据产物与杂质的极性大小来选择极性溶剂与非极性溶剂的比例。若产物极性较大，杂质极性较小则溶剂中极性溶剂的比例大于非极性溶剂的比例；若产物极性较小，杂质极性较大，则溶剂中非极性溶剂的比例大于极性溶剂的比例。较常用的搭配有：醇－石油醚，丙酮－石油醚，醇－正己烷，丙酮－正己烷等。但是如果产物很不纯或者杂质与产物的性质及其相近，得到纯化合物的代价就是多次的重结晶，有时经多次也提不纯。这时一般较难除去的杂质肯定与产物的性质与极性及其相近。除去杂质只能从反应上去考虑了。

（11）水蒸气蒸馏、减压蒸馏与精馏的方法

这是提纯低熔点化合物的常用方法。一般情况下，减压蒸馏的回收率相应较低，这是因为随着产品的不断蒸出，产品的浓度逐渐降低，要保证产品的饱和蒸汽压等于外压，必须不断提高温度，以增加产品的饱和蒸汽压，显然，温度不可能无限提高，即产品的饱和蒸汽压不可能为零，也即产品不可能蒸净，必有一定量的产品留在蒸馏设备内被设备内的难挥发组分溶解，大量的斧残既是证明。

《有机合成化学》学习方法探讨 篇6

关键词： 有机合成化学 学习方法 化学教学 教学方法

有机合成化学是我校应用化学专业精细化工方向本科学生专业方向模块课程，也是高校应用化学专业领域课程。有机合成是有机化学中的一个重要领域，与生化、材料、环保等学科具有密切联系。有机合成是对整个有机化学基础知识的综合运用，是培养学生运用所学理论知识分析问题及解决问题能力的主干课程之一，对提高学生创新能力至关重要[1]-[2]。

1.有机合成化学教学方法现状分析

现代高校化学教育不仅要求教师传授知识，而且教给学生学习方法，启发引导学生钻研问题和发现规律，培养学生获得知识、运用知识和创造新知识的能力。由于有机化合物数目庞大，种类繁多，反应复杂，很多学生对这门学科望而生畏，这就要求教师在有机化学课堂教学中，使用多种教学方法和教学技巧，但是传统有机合成教学方法与一般化学课程的教学方法类似，不能很好地调动学生的积极性。我们以黄培强等人编的有机合成教材为例，可以分成以下几个章节：绪论；逆合成分析法与有机反应概览；基于非稳定碳负离子的碳碳键形成方法；稳定碳负离子的烃基化和酰基化；稳定碳负离子的缩合反应；基于有机硼、硅、锡、钯试剂的碳碳键形成方法；自由基反应；极性颠倒；成环反应；氧化反应；还原反应；有机合成中的保护基；不对称合成；合成策略与复杂目标分子的全合成；有机合成化学的近期趋势。纵观本教材的各个章节不难发现，在教材的开始和结尾均对合成策略进行相应讲解。一般教学方法是分别对每一章节的内容进行学习，最后拿出部分的合成实例进行简单讲解，让学生有有机合成设计的概念。

但是，通过近几年教学我发现，传统教学方法不适合所教学生，主要体现在以下几点：首先，学生基础相对较差，相对其他课程，有机化学知识点多且很难联系在一起，不利于学习记忆，不能很好地掌握基础有机化学讲述的基本知识点；其次，一些同学的学习意识淡薄，只为期末考试及格通过，并试图靠考前突击达到目的；再次，对学生学习监测手段不够高明，期中考试一般不进行，期末考试知识面太窄，难度较浅，不能很好地反映学生的水平。通过以上几点分析，我们发现部分后果：学生只靠死记硬背学习一些基础知识，对于反应机理题根本无心学习，考试直接放弃，除非从教材中死记，对于合成题基本没有明确的解题思路，再加上匮乏的基础知识，基本无法独立解决问题。因此，改进有机化学教学手段与方法，使学生对基础有机化学知识有系统了解和掌握显得尤为重要。

2.串联相关知识，进行系统学习

引导学生在错综复杂的课程内容中找出知识线索和规律，掌握内在联系，提高学习效率。纵观基础有机化学教材我们发现：虽然需要学习的知识点很多，但是章节之间还是有很多规律可循的。教材大多以官能团不同对内容进行讲解，通过不同官能团可以将内容联系起来，在烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、醛酮、羧酸之间我们可以用氧化还原反应将其联系起来，胺类、亚胺、醛酮肟、重氮、叠氮和硝基化合物可以通过氧化还原联系起来。按这样两条主线进行记忆会使知识点显得少了很多，记忆的时候也不会那么吃力，有利于同学们学习，但更利于对知识点的运用。我们以氧化反应进行各官能团化合物之间的相互转化为例：烷烃通过脱氢氧化可以得到烯烃，进一步脱氢可以得到炔烃，烷烃也可以进一步脱氢得到炔烃，当然要求换成氧化性能力更强的氧化剂。上述三种烃可以分别通过氧化反应得到相应的醛酮或酸甚至碳和二氧化碳等，但是，选择的反应体系肯定千差万别，这些差别需要我们特别记忆，别无他法，可以死记。但是，我们在记忆的时候也要求灵活，如同样用烃类化合物氧化合成醛酮和羧酸，对催化体系的要求就大不相同，一般合成醛酮不要考虑氧化性较强的氧化剂，高锰酸钾体系不能在中性和酸性条件下运用，重铬酸钾也不能在中性和酸性条件下运用，那么怎么能达到分级氧化的目的呢？那就是控制氧化体系的氧化性，我们可以用氧化性较低的二氧化锰代替高锰酸钾同时控制一些辅助条件，如温度压力等。这样我们可以同时记住多种不同的氧化体系。

3.统筹相关知识，学会灵活运用

在系统掌握了基础知识之后，我们的脑海里应该有一个系统又明确的框架，对于具体的问题还要学会灵活运用。有机合成化学的主要目的是利用已知的、简单的原料合成所需的目标化合物。换句话说，利用相同的底物合成相同的产物，但是中间可以选择的路线有很多种，而且不同合成路线需要的基础知识也是千差万别的，这就要求我们平时有足够的知识积累。然而，有了足够知识积累只是学好有机合成的前提条件，而不是充要条件，接下来我们要解决的主要问题是如何灵活运用所学基础知识。灵活运用可以说是我们学习知识的最高状态，几乎是所有同学都曾遇到的难题。要做到灵活运用，首要问题是灵活掌握，其次才是灵活运用。这就要求同学们把教材中死的知识点学活，例如，同样是羰基官能团，在有机酮和有机醛中可以表现出不同的化学性质，羰基的活性是由碳氧双键的极性决定的，双键的极性越大则羰基的活性越高，反之则越低。由于碳氧电负性的差异，导致双键电子云向氧原子偏移，从而引发双键的断裂，即化学反应的发生。由此我们可以推断：凡是能引起双键电子云向氧原子偏移的因素都可以提高此类化合物的活性，不论是醛羰基还是酮羰基及其他含羰基化合物，那么，为什么醛的活性比酮的活性普遍偏高就不成问题了。反之，改变某个条件有没有可能使酮的活性比醛的活性高呢？答案是肯定的，我们可以想象把酮羰基的一端或两端引入强吸电子的基团，进而提高酮的活性达到甚至超过醛。如靛红这一类化合物的酮羰基的活性非常高有时甚至超过了一般醛的活性，在一般化学反应中可以作为一种特殊结构的醛来应用。

4.结语

在有机合成化学的学习过程中，我们应该首先学会正确的学习方法：串联相关知识，进行系统掌握，对知识点进行统筹并能灵活运用。总之，只有把死的分散的知识点进行系统整理掌握，在自己的脑海形成一定的框架，在具体运用中才能手到擒来，才能顺利找到相关切入点，才能在遇到复杂的有机化合物的合成时，顺利形成相关思路，从而顺利解决问题。

参考文献：

[1]张春香，周诗彪，陈贞干，郑青云，申有名，张向阳，肖安国，杨思蒙.应用化学专业有机合成化学课程教学改革探讨[J].广州化工，2012，40（6）：150-151.

绿色有机合成教学研究 篇7

关键词：绿色有机合成,有机化学,教学研究

绿色有机合成是指用生态环境所能接受的反应条件包括反应介质、催化剂和反应试剂等来实现高效的有机合成,并要求反应方法在具有经济合理性[1]。当前,绿色有机合成已经成为有机化学朝着节能、环保和低碳方向发展的必然趋势[2]。近年来,绿色有机合成领域取得了许多令人瞩目的研究成果,一些新的合成方法已经在化工和制药行业得到了应用[3,4,5]。《有机合成化学》是化学和应用化学专业硕士研究生一门重要的专业基础课。在有机合成的教学中充分地体现这些绿色有机合成的基本内容和研究成果,对于学生建立绿色化学理念,了解有机合成的前沿领域,以及科研能力的培养都具有重要的意义[6,7]。然而,目前的有机合成教材一般仅对绿色有机合成进行简单的介绍,学生所能够了解的知识相当有限。近年来,在硕士研究生的有机合成课程中,我们对绿色有机合成进行了较为深入的讲解,收到了良好的教学效果。

1 结合实例介绍绿色有机合成的基本概念

绿色有机合成是从原子经济性,试剂和反应条件,以及转化方法的环境友好性等方面对传统的有机合成反应进行改进,设计新的环境友好的反应。其基本内容包括:使用无毒无害的原料和利用可再生资源;开发高效、环保的新型催化剂;选择对环境无害的溶剂和反应介质;寻找新的转化方法等[4,5,8]。在教学中,我们主要围绕这几个方面介绍绿色有机合成的基本内容。

例如,对于原子经济性的概念,我们结合具体的反应实例进行讲解,使学生对这个重要的原则有了深入的理解。原子经济性是指高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之转化到目标分子中,达到零排放。原子经济性反应有两大优点:一是最大限度地利用原料;二是最大限度地减少废物的生成和环境污染[1]。原子经济性是绿色有机合成的一个重要指标,也是是现代有机合成追求的重要目标。在现有的有机合成反应中有些反应具有较高的原子经济性,同时也有很多原子经济性较差的反应。在教学中通过这些反应之间的对比,能够加深学生对原子经济性的理解,并充分认识到其重要性。例如,重排反应是指在同一分子内,原子或基团从一个原子迁移到另一个原子而形成新分子的反应,即同一个分子的重新组合。因此,重排反应一般是原子利用率达到100%的原子经济性反应,其典型的例子有 Claisen重排反应。而另外一些反应如Wittig反应,虽然具有重要的应用价值,并且其发现者因此获得1979年的诺贝尔化学奖,但它却是一个原子经济性较差的反应。在这个反应中,原料溴化甲基三苯基膦的分子中仅利用了CH2,即356份质量的原料仅利用了14份,原子利用率仅有26%,同时产生了80份废物溴化氢和278份废物氧化三苯基膦,因此这是一个原子经济性较差的反应。

2 系统讲解绿色有机合成的主要研究内容

近年来绿色有机合成形成了若干重要的研究方向,世界各国的科研人员围绕这些研究方向开展了深入系统的研究工作,产生了一批新的理论、方法和技术[8],这些研究方向代表着未来绿色有机合成的发展趋势。在教学中,我们对绿色化学的主要研究内容如:水相有机反应[9];离子液体作为反应介质的有机合成[4,5,10];多相催化和固体酸碱催化的有机反应[4,5]等分别进行了较为详细的讲解,使学生对相关知识有了基本的了解。例如,在离子液体作为反应介质的有机合成这部分内容中,我们介绍了离子液体的结构和种类,离子液体作为反应介质的优越性,离子液体在不同类型反应如:氢化反应、氧化反应、碳碳键和碳杂键形成的反应中的应用。通过学习,学生对绿色有机合成的研究内容有了初步的了解,这对于学生在研究生阶段的科研工作,以及今后从事有机合成方面的工作都具有重要的价值。

3 分析绿色有机合成的成功范例

近年来,绿色有机合成在很多方面取得了令人瞩目的研究成果,通过设计新的合成路线、改进溶剂和反应条件,以及开发新型的催化剂等途径,大大提高了传统合成方法环境友好性,并有效降低了生产成本。在教学中我们对一些已经在实际生产中得到应用的绿色有机合成的成功范例进行了详细的讲解。例如,布洛芬是一种广泛使用的抗炎药物,其传统的合成路线是英国诺丁汉Boots公司在20世纪60年代开发的。在这一工艺路线总共用到8步反应,通过计算这一工艺路线的原子经济性只有40%。当时,布洛芬的年产量为1.36万 t,所形成的废弃物为1.59万 t。20世纪末,美国BHC公司发展了一条新的布洛芬的绿色合成路线,这一工艺路线只用到3步反应,原子经济性提高到77%,并且所用的催化剂氟化氢和钯催化剂均可回收利用。使用该绿色合成路线的生产线于1992年投产,产量占世界布洛芬市场份额的25%。1997年,该绿色合成路线获得了美国总统绿色化学挑战奖。通过对这些绿色合成的成功范例的讲解,学生不仅深入了解了绿色有机合成的重要成果,同时也学习到绿色有机合成如何通过原料、合成路线和反应条件的改进,将传统的合成方法改变成更经济、更环保的绿色合成方法。

4 文献综述

撰写文献综述是研究生教学的一个重要环节,它不仅能够培养学生查阅、分析和总结文献的基本能力,而且能够使学生深入地了解相关领域的研究现状和发展趋势。作为一个重要前沿领域,每年都有许多绿色有机合成化学最新研究成果发表。因此,对相关研究进展进行文献调研和文献综述,能够充分训练学生跟踪学科前沿发展动向的能力。我们在教学中根据当前绿色有机合成的主要研究方向给学生拟定几个题目,如以离子液体为介质的绿色有机合成研究进展、杂多酸催化的绿色有机合成研究进展、水相中的不对称催化反应研究进展等,学生围绕这些题目查阅文献,撰写文献综述。在撰写文献综述的过程中,学生需要用到有机合成和绿色有机合成的相关基本概念,在此基础上对最新的研究成果进行归纳、比较和总结,进一步加深了他们对基础知识的理解和掌握,收到了良好的教学效果。

5 文献研讨课

文献研讨是我们采用的另外一种教学方式。与文献综述不同,文献研讨课是每名学生分别对一篇研究论文发表自己的见解,并进行讨论和总结。这种教学方式能够充分促进研究生之间,以及研究生与教师之间的交流。由于不同学生的知识结构、理解和分析问题的能力不同,他们的观点既有一定的共性,同时又有很大的不同。在讨论的过程中,不同的看法和观点之间相互交融、相互促进,即能够充分发挥每个学生的专长,又弥补了其不足之处。另外,文献综述一般需要学生查阅大量的文献,并进行分析和总结,工作量相对较大,并且工作的独立性较强。而对于文献研讨,每名学生只需要认真研读一篇文献,然后在课堂上集中进行分析和总结,在学时有限的情况下这种教学方式显得更为有效。

6 结 语

按照上述教学方案,我们在研究生的《有机合成化学》课程中对绿色有机合成这部分内容进行了较为详细的讲解,取得了良好的教学效果。通过学习,学生不仅对这方面的知识有了基本的了解,同时激发了他们对有机合成化学的兴趣。由于绿色有机合成是当前有机化学最活跃的研究领域之一,新的方法和技术在不断地涌现,如何在教学中把握好教学内容的基础性与学科发展的前沿性之间的关系依然是值得不断探索的课题。

参考文献

[1]Anastas P T,Warner J C.Green Chemistry:Theory and Practice[M].New York:Oxford Univ Press,1998:30-35.

[2]Li C J,Trost B M.Green chemistry for chemical synthesis[J].Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,2008,105(5):13 197-13 202.

[3]黄培强,高景星.绿色合成——一个逐步形成的学科前沿[J].化学进展,1998,10(3):265-272.

[4]李美超,徐志花,马淳安.有机合成中的绿色化学[J].浙江工业大学学报,2002,30(5):502-504.

[5]周建国,李海明,陈培丽.绿色有机合成研究进展[J].天津化工,2009,23(6):1-4.

[6]汪朝阳.《有机合成》课中的“绿色化学”教学[J].首都师范大学学报:自然科学版,2000,21(3):45-50.

[7]金春雪,许雅周.有机化学课程中的绿色化学教育[J].化学教育,2007,4(1):4-12.

[8]Anastas P T,Eghbali N.Green chemistry:principles and practice[J].Chem.Soc.Rev.,2010,39(2):301-312.

[9]李朝军,陈德恒.水相有机反应大全[M].北京:科学出版社,2009:145-160.

有机合成 篇8

关键词：微波合成技术,机理,应用

微波属于一种物理现象, 但是也被运用到化学当中去了。通过微波化学在有机合成中的运用可以作用在很多的范围内, 目前所关注的环境保护也可以运用微波化学来实行。随着科学技术的不断发展, 微波化学技术也在不断的提升, 在目前的化学领域中, 人们对微波的探究越来越关注。通过对微波发展史的了解, 使得人们能够更好的研究探索它, 充分的发挥微波技术在实践中的运用。

1 微波化学的定义分析

所谓的微波化学主要是指在建立在微波场中的物质特性和相互作用的深入研究基础上发展出来的, 理论基础包括电磁场、电磁波、物质结构等理论, 然后利用现代的微波技术来深入的研究所形成的一门科学, 微波场可以直接作用化学体系从而推进各类的化学反应, 与此同时通过诱导可以产生等离子, 然后在各种化学反应中被有效利用, 前者是一般意义的微波化学, 微波对凝聚态的物质的化学作用就明显属于这一条;后一类的例子主要是微波对气态物质的作用。

微波化学这一说法首先是从微波的等离子体的化学发展形成发展的, 早在1952年就有学者提出可以利用轴谐振腔来获取微波诱导的等离子体, 后来在1981年, 已经可以成功的通过微波来增强化学气相的沉积法, 并且被广泛的用在了微波电子材料的刻蚀和净化, 而且相关的产业已经形成并在不断的完善。

2 微波反应的机理分析

微波对于不同的反应体系产生的作用不同, 它不仅可以加热物质, 而且还可以对产生一些比较细小的变化过程中, 加速物质之间的作用, 加快反应;也可以推迟物质之间的反应。从上述的总结来看, 微波对反应体系的作用是一个相对复杂的过程, 至今还未能理顺机理的规律, 归纳如下:

(1) 加热效应所谓的加热效应就是指微波在过程中可以对物质进行加热, 大大提高了物质的反应速度。

微波加热其本质就是过程中的电磁能有效的转变成热能。他的转变和物质中分子的微观粒子的运动轨迹紧密相连, 在但磁场的作用下会产生:电子极化、介电极化、取向极化和原子极化前两种极化的时间较长, 在十秒到十二秒和十秒十三秒之间, 要快于微波频率;后两种极化的时间则和微波的频率较为接近, 可以将微波能转变成热能。微波的强穿透性可以在物体的内部和外部同时进行加热, 密闭容器的压力较大, 温度在升高的过程中反应的速度也在不断的加快, 这些都会推进化学反应的速度。

(2) 催化效应很多的有机化合物不会直接的吸收微波, 主要是通过某种强烈的吸收微波的媒介将微波能传递给相对应的物质进而引发化学反应, 如果是可以在微波的照射下就可以出现的催化反应就是所谓的微波诱导催化反应, 区分于普通的加热效应, 他主要是通过催化剂和其他载体诱导发生的。

(3) 非热效应化学的分支领域中微波已经开始广泛的应用了, 与此同时, 传统的微波加热效应也受到了强烈的冲击, 通过实验人们发现微波对化学反应的影响受环境的制约的同时也和微波、化学反应密切相关。微波可以加快反应, 也可以抑制反应, 也可以引导出现选择性的反应的发生。有人利用微波来合成磷酸锌, 这个现象用加热效应是无法解释清楚的, 在常规情况下, 水溶性的磺化钛青铜是无法产生的, 这也说明了非热效应的存在。

3 微波合成技术在有机合成中应用的分析

近年来, 科技的发展使得人们产生了微波用于有机合成的想法, 由于微波的有机合成具有一系列的优点, 例如, 操作起来非常的方便, 节省反应的时间, 所得的产品纯度比较高等。这些优点使得微波在有机合成中的运用发展的更加迅速。了解微波合成技术在有机合成中的应用是非常有必要的。

(1) 微波密闭合成反应技术微波密闭合成反应的原理就是在密闭的空间中将反应物体放置其中, 然后再将整个密闭的反应器放在微波的环境下, 经过一段时间的反应, 等到结束之后放到环境温度中然后再纯化。这种微波密闭合成反应技术对于外在条件具有要求, 需要高温高压, 这样有利于加快整个反应的时间。经过研究发现, 密闭空间环境越小, 所处的环境温度越高, 压力越大, 反应所消耗的时间就会越少, 但是为了保证应用的安全, 密闭环境不能够过小, 要适中的选择。

(2) 微波常压合成反应技术微博合成条件的高温高压在实际的操作中有点难以实现, 为了使得整个合成在容易控制的条件下实行采用了常压合成技术。通过实验研究的反复操作, 人们发现, 通过利用高沸点的溶剂使得合成反应达到了所需要的温度条件, 在常压下进行了阿司匹林的合成。但是这一操作存在着一定的危险性, 需要在操作的过程中注意避免出现明火, 否则就会出现爆炸。为了有效的控制危险的发生, 英国研究者利用干冰来解决了这一问题。

4 结语

综上所述, 微波在化学中的应用所能够影响到的领域越来越多, 微波合成技术受到了广泛研究者的爱好。微波在有机化学中的合成技术是非常复杂的, 需要通过更多的研究才能更好的使其发挥作用。人们对微波的最原始的认知就是热效应, 通过微波合成技术的研究, 使得人们对微波有了更多的了解, 促使着微波技术的发展。

参考文献

[1]顾可权.重要有机化学反应[M].上海:上海科学技术出版社, 2012:384.

有机合成 篇9

1知识目标的对接

通过对国家职业标准中提及的专业知识目标, 核定精细化学品生产技术专业相关专业课程的理论教学目标。在有机化工产品合成与开发课程中相关的理论知识主要体现在有机合成的基础知识和生产中的安全环保知识。

1.1有机合成基础知识

通过对常州及附近地区的化工行业进行调研, 精选出适合本地区化工行业中常见的化工单元操作过程。理论教学时, 常州工程职业技术学院通过选择具有代表性的产品合成作为教学项目, 通过行动导向教学方式, 对单元反应过程的反应原理、工艺组织、参数控制等对应的知识点进行分析、理解, 达到对此单元反应过程操作的融会贯通、举一反三。

1.2安全环保知识

在安全环保知识中, 知识点分两部分: 一是危化品的管理, 二是生产产生的“三废”处理常识。

1. 2. 1危化品的管理在企业中, 职工首先面对的是操作的物料, 其中的危化品是所有引起安全事故的最重要因素之一。常州工程职业技术学院在教学实施中, 要求学生对于可能涉及的危化品列出目录清单, 对危化品的危害做出全面的认知, 并指导学生在教学项目实施过程中, 针对其危害及时做出合乎职业规范的正确应对。

1. 2. 2 “三废”的处理常识学生在学习时, 可采用项目载体的行动导向教学法, 要求学生在对教学项目 ( 典型精细化工产品的合成) 所涉及的单元反应及其副反应、工艺过程及可能产生的“三废”进行分别。 对于“三废”的来源分析, 从源头上堵截, 选择清洁工艺进行生产。对于无法从源头上堵截的“三废”, 也需要专门分析如何进行适当的处理。学生在学习过程中, 对此进行分析, 形成专门的报告, 教师来验证学生对“三废”处理的方案。

2技能目标的对接

为了充分实现技能目标的对接, 在教学过程中运用项目化教学方法, 以项目为载体、任务为驱动[3], 引导学生在学习理论知识的同时, 也把理论知识运用到实践中来。针对国家职业标准中提出的几个环节, 对接策略如下。

2.1原材料的准备

生产的第一阶段是原材料的准备阶段, 体现在课程的实训教学环节中, 需要首先准备好实训的所有原料, 辨识原料的物化性能, 进行实训预习报告。在预习报告中, 对于原料、产品及所用试剂的物化性质进行列表、分析, 特别是危化品更要特别注意。

2.2反应制备

在项目化教学中, 实训项目主要以实训室的小试为主。需要以实训室的实际操作为依托, 根据有机合成工国家职业标准中提出的要求进行对接。

对于国家职业标准中提出的开车阶段, 需要确认开、停车是否符合要求。对应到实训室中, 开车前, 要确保实训进行前的桌面清洁、设备正常、药品到位; 停车前, 要确保满足实训结束的条件。所以在实训室操作中, 实训开始前, 应摸清反应实训装置的结构、流程, 检查各种设施、仪表是否正常完好, 做好实训装置的气密性检查, 理顺实训所需要用到的相关仪器药品, 并把所需要的东西放在需要放置的位置上; 实训结束前, 要能够确定实训结束的条件, 并按照规定的要求结束反应操作, 清洗、整理或拆缷实训装置, 打扫实训室卫生。

对于有机合成工国家职业标准中提出的关于 “反应控制阶段需要初步分析工艺过程并提出改进意见”的要求, 常州工程职业技术学院将这项工作贯彻在实训的预习与操作阶段完成。在预习阶段, 要求学生对反应工艺过程从原料配比、温度、压力等主要工艺参数进行分析, 提出相应的控制方案; 在实训过程中, 要求学生依据操作预案, 针对实际反应工艺过程, 时刻关注温度、压力等参数的变化, 尤其特殊反应现象的出现等, 及时作出正确的操作与控制, 确保实训过程的顺利进行, 并针对实训结果及时总结和提出恰当的改进意见。

2.3事故判断与处理

针对有机合成工国家职业标准中提出的, 对反应设备、仪表、产品质量等方面的事故处理要求, 考虑到学生实训的特殊性, 常州工程职业技术学院对学生实训方面提出的事故判断与处理主要体现在: 反应装置的安全性、反应过程的控制、产品质量的精制三个方面。针对会出现事故的地方, 及时分析、及时发现、及时处理, 找到导致出现事故的原因, 采取适当的方法进行处理。

3素质目标的对接

在实现课程内容与国家职业标准对接的同时, 素质目标的对接也是非常重要的内容。

3.1职业道德

学生职业道德的养成, 应体现在专业教育与课程教学的全过程。在本课程中主要体现在: 教师在教学过程中的循循善诱, 符合职业规范要求的职场环境 ( 实训场地) 渲染, 学生实际动手过程中的严格要求等。

3.2职业守则

在有机合成工国家职业标准中提出了“八大职业守则”, 为爱岗敬业、忠于职守; 按章操作、确保安全; 认真负责、诚实守信; 遵章守纪、着装规范; 团结协作、相互尊重; 节约成本、降耗增效; 保护环境、文明生产; 不断学习、致力创新。

针对此“八大职业守则”, 学生在项目化教学中所采用的对应措施有: 在教学项目实施过程中, 必须严格按职业岗位要求穿戴后进入实训室; 不得无故缺席、迟到或早退, 不得无故脱离实训操作岗位; 按照安全操作规程, 严格执行操作内容; 认真、及时记录实训内容及实训现象; 实训操作应各司其责、分工协作; 不得无故重做实验; 按照“5S”要求及时开展清理、清扫、整理、整顿工作; 实训后及时总结, 提出改进意见。 通过上述措施, 促进学生养成按照职业守则进行操作的习惯, 提升学生的职业素养。

4总结

通过分析国家职业标准有机合成工的要求, 对应精细化学品生产技术专业的有机化工产品合成与开发课程, 提出学生在学习期间需要达到的目标与操作要求, 可以实现学校课程与国家职业标准的顺利衔接, 有利于实现学校对学生的培养目标。

摘要：笔者依据精细化学品生产技术专业人才培养目标要求, 对照有机合成工 (高级工) 国家职业标准, 提出了本专业核心课程——有机化工产品合成与开发的教学内容、教学过程与有机合成工 (高级工) 工作要求的对接策略, 实现了学校课程与国家职业标准的顺利衔接, 利于实现学校对学生的培养目标。

关键词：有机化工产品合成与开发,有机合成工,国家职业标准,对接策略,培养目标

参考文献

[1]薛叙明, 曹红英, 赵昊昱.高职人才培养与国家职业标准的对接研究与探索[J].职业技术教育, 2014, 35 (2) :75-78.

[2]本刊编辑部.稳中求进改革创新推进职业能力建设:人力资源和社会保障部职业能力建设司司长张立新[J].中国培训, 2014 (02) :14-17.

有机合成与推断类试题探究 篇10

一、有机合成

有机合成主要是利用一些基本原料 (如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、苯酚、卤代烃、酯、淀粉) , 限定合成线路或设计合成线路合成指定有机物, 并与有机物结构简式、同分异构体、有机反应类型、有机反应方程式书写等基础知识相结合进行考查。

(一) 有机合成的基本过程

有机合成的基本过程包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。其过程如下:

(二) 有机合成路线设计的基本要求

(1) 原理正确, 原料价廉。

(2) 途径简捷, 便于操作。

(3) 条件适宜, 易于分离。

(三) 有机合成路线设计的基本思想

(四) 有机合成的常用方法

1. 官能团的引入

(1) 引入羟基 (—OH) 。

(1) 烯烃与水加成; (2) 醛 (或酮) 与氢气加成; (3) 卤代烃碱性水解; (4) 酯的水解等。

(2) 引入卤原子 (—X) 。

(1) 烃与X2取代; (2) 不饱和烃与HX或X2加成; (3) 醇与HX取代等。

(3) 引入双键或三键。

2. 官能团的消除

(1) 通过加成反应消除不饱和键。

(2) 通过消去、氧化或酯化等反应消除羟基。

(3) 通过加成或氧化等反应消除醛基。

3. 官能团间的衍变

(3) 通过某种手段, 改变官能团的位置。

4. 碳骨架的增减

(1) 增长。有机合成题中碳链的增长, 一般会以信息形式给出, 常见方式为有机物与HCN反应, 以及不饱和化合物间的加成、聚合等。

(2) 缩短。如烃的裂化、裂解, 某些烃 (如苯的同系物、烯烃) 的氧化, 羧酸盐脱羧反应等。

(五) 有机合成题的分析方法

1. 正向合成法

思维顺序:原料→中间产物→产品。抓住产物的结构、性质、实验现象、反应类型这条主线, 找准突破口, 把题目中各物质联系起来, 从已知正向推导, 从而得到正确结论。

例1.化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体, 可通过以下方法合成:

(1) D中的含氧官能团名称为___ (写两种) 。

(2) F→G的反应类型为____。

(3) 写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:_____。

(1) 能发生银镜反应; (2) 能发生水解反应, 其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应; (3) 分子中只有4种不同化学环境的氢。

(4) E经还原得到F, E的分子式为C14H17O3N, 写出E的结构简式:____。

答案: (1) (酚) 羟基、羰基、酰胺键

(2) 消去反应

2. 逆向合成法

思维顺序:产品→中间产物→原料。观察目标分子的结构 (碳架特征及官能团的种类和位置) , 由目标分子和原料分子综合考虑设计合成路线 (由原料分子进行目标分子碳架的构建, 以及官能团的引入或转化) 。

例2.小檗碱是中药黄连素中抗菌有效成分, 其中间体M的合成路线如下:

(1) 化合物B中含氧官能团为____和___ (填官能团名称) 。

(2) C→D过程发生取代反应, 同时生成HCl, 物质X的结构简式是____。

(3) E→M的反应类型是____。

(4) 写出同时满足下列条件的物质B的一种同分异构体的结构简式:___。

(1) 能发生银镜反应; (2) 分子中有4种不同化学环境的氢; (3) 不能与FeCl3溶液发生显色反应, 但其水解产物之一能发生此反应。

答案: (1) 羧基醚键

(3) 取代反应

3. 综合比较法

解答有机合成路线的设计试题时一般采用综合思维的方法, 其思维顺序为原料→中间产物←目标产物, 将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较, 得出最佳合成路线。

例3.某课题组以甲苯为主要原料, 采用以下路线合成化妆品防霉剂———对羟基苯甲酸乙酯:

请回答:

(1) 有机物C7H7Br的名称为____。

(2) 产品的摩尔质量为____。

(3) 在 (1) ~ (6) 的反应中, 属于取代反应的有_____ (填序号) 。

(1) 遇到FeCl3溶液出现显色现象; (2) 能发生水解反应; (3) 能发生银镜反应; (4) 无—CH3结构。

[注]合成路线的书写格式参照如下示例流程图:

答案: (1) 4-溴甲苯 (或对溴甲苯)

(2) 168g/mol

(3) (1) (2) (3) (5) (6)

二、有机推断

有机推断主要以填空题为主, 将有机物的组成、结构、性质整合在一起考查, 并常与新信息紧密结合, 具有较强的综合性。解决这类题时要以反应类型为突破口, 以物质类别判断为核心进行思考。

(一) 有机推断题的解题思路

(二) 有机推断题的常见突破口

(三) 有机推断中的重要关系

1. 定量关系

(1) 烃和卤素的取代反应, 被取代的H原子和被消耗的卤素分子之间的数值关系为1∶1。

(3) 含—OH结构的有机物与Na的反应中, —OH与生成氢分子的个数比为2∶1。

(4) —CHO与生成的Ag或Cu2O的物质的量比分别为1∶2、1∶1。

(5) 酯化反应中酯基与生成水分子的个数比为1∶1。

(6) 醇和乙酸发生酯化反应, 生成酯的相对分子质量比一元醇的相对分子质量大42n (n代表醇中羟基的个数) 。

2. 转化关系

(四) 有机推断题的规范解答

(1) 有机结构简式中原子间的连接方式表达正确, 不要写错位。

(2) 结构简式有多种, 但是碳碳双键、碳碳三键、官能团不能简化。

(3) 酯基、羧基、醛基的各原子顺序不要乱写, 硝基、氨基书写时要注意是和N原子相连。

(4) 化学用语中名称不能写错别字。如“酯化”不能写成“脂化”。

(5) 酯化反应的生成物不要漏写“水”, 缩聚反应不要漏写小分子。

(6) 不要把环烯、环二烯、杂环当成苯环。

(7) 有机反应方程式不要漏写反应条件。

(五) 有机推断题的突破方法

1. 顺推法 (顺向思维———直接推断)

以有机物结构、性质和实验现象为主线, 采用正向思维, 得出正确结构。

例4.有一种香料X的相对分子质量为88, 只含有C、H、O三种元素, 其原子个数比为2∶4∶1, 含有碳氧双键, 与其有关的反应如下:

(1) 香料X的分子式为____。

(2) Y是香料X的同分异构体, 属于酯类, 其同分异构体的总数为____。

(3) 写出反应 (1) (3) 的反应类型: (1) ____; (3) ______。

(4) 写出下列物质的结构简式:X___;C____。

(5) 写出D→E反应的化学方程式:____。

答案: (1) C4H8O2

(2) 4

(3) 消去反应氧化反应

2. 逆推法 (逆向思维———间接推断)

以有机物结构、性质和实验现象为主线, 采用逆向思维, 得出正确结论。

例5.软质隐形眼镜材料W、树脂X的合成路线如下:

(1) A中含有的官能团名称是____。

(2) 甲的结构简式是___。

(3) B→C反应的化学方程式是___。

(4) B有多种同分异构体, 属于酯且含有碳碳双键的同分异构体共有___种 (不考虑顺反异构, 下同) , 写出其中能发生银镜反应, 且含有甲基的所有同分异构体的结构简式:____。

(5) 已知F的相对分子质量为110, 分子中碳原子、氢原子数都是氧原子数的3倍, 苯环上的氢原子化学环境都相同。则F还能发生的反应是___ (填字母) 。

a.加成反应 b.氧化反应

c.加聚反应 d.水解反应

(6) 写出一种树脂X可能的结构简式:___。

(7) E的分子式为C10H14O2, 含三个甲基, 苯环上的一溴代物有两种, 生成E的化学方程式是___。

答案: (1) 碳碳双键、醛基

(2) CH3CH2CHO

3. 分层推理法 (立体思维———多向推断)

依据题意, 分层推理, 综合结果, 得出正确结论。

回答下列问题:

(1) G所含官能团的名称为___。

(2) 由A和B生成C的化学方程式为___。

(3) 由C生成D的反应类型为___, D的化学名称为____。

(4) 由H生成I的化学方程式为___。

(5) J的结构简式为___。

(6) G的同分异构体中, 苯环上的一氯代物只有一种的共有___种 (不含立体异构) , 核磁共振氢谱显示2组峰的是____ (填结构简式) 。

答案: (1) 醚键、 (酚) 羟基

(3) 加成 (还原) 反应4, 4-二甲基-1-戊醇

有机合成 篇11

关键词：认知地图；有机合成；教学设计

文章编号：1005–6629（2016）8–0040–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

1.1 认知地图

认知地图[1]由美国心理学家T·C·托尔曼通过动物在迷津中找到食物的实验（如图1）而提出的，他认为动物在迷津中能由最近的路去找到食物，如果最近的路（通路1）被堵塞，则被试的动物将依次由通路2到通路3，即由次近通路至最远通路依次去尝试，直到找到食物，就好像在头脑中有一张现场地图的模型一般。这样的现场地图是基于过去的经验，通过脑对环境加工，在获得达到目的的手段和途径中建立起一个完整的“符号·格式塔”模式，这就是认知地图。

后续的心理学家如加涅、伯纳德等人将认知地图应用于教学。在教学中，认知地图被认为是用图形的方式将主体的逻辑和思想脉络表现出来，是短时记忆到长时记忆的过程中必不可少的对信息组织编码及与原有知识整合的过程。

1.2 认知地图效应在有机合成中应用的意义

建构主义理论认为学习是学生自己建构知识的过程。学生不是被动的信息接收者，而是信息的主动建构者，这种建构不可能由其他人代替。有机合成的学习，是需要熟练掌握各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识的基础上，能根据需要自行设计出合成路线，需要一种创造性思维，这种思维是不可能由教师代替的，因此，教师应该作为学生的指导者，帮助学生建构有机物的转化关系，建构自己的知识体系。

在教学过程中，我们发现，学生在攻克具体明确的困难时相对较为容易，即明确了物质，要求填写转化条件的题型一般较为得心应手，而由目标产物反推合成路线则较为困难，即逆向思维时，往往会出现思维障碍。出现这种现象的原因是对有机物的性质及转化路线不熟悉，转化关系中的关键节点吃不透，造成拿到题目没有思路和方向，只是乱碰运气，误打误撞，运气好就碰对了，运气不好则只能放弃。

认知地图是一种基于学生主动建构的知识图示化工具，这样的工具对学生的学习具有导向作用；同时，由于认知地图是学生主动建构，反映出了学生主体的认知情况；此外，作为一个可视化的工具，在师生之间与生生之间交流时，起到一种点拨和学习的作用[2]。

2 基于认知地图的教学设计

2.1 导出认知地图

下列有机物之间通过四步以下的反应能否发生转化，在可能发生转化的物质之间加上箭头表示转化方向并在箭头上标明转化条件。

设计意图：列出常见的不同类别的物质，复习常见物质的转化条件，同时，让学生导出自己原有的认知地图，既提取了学生本人的思想和智慧，同时也能通过与他人比较了解到自己思维的漏洞和不足，以明确自己的学习进程，同时对自己所学的内容及效果产生一种预见性，这样，学生的学习积极性会更高，学习会更有动力。

2.2 完善认知地图

展现学生认知地图中具有代表性的转化关系图，并讨论：

Ⅰ.上述关系正确吗？还有可实现的转化吗？

Ⅱ.所有转化关系都可用于有机合成吗？

Ⅲ.该同学列出的由物质④合成物质⑤的几种方案，哪一方案更为合理？为什么？

设计意图：不同学生导出的认知地图不尽相同，学生在课堂就某一幅或多幅出于认知地图的转化关系进行讨论时，教与学的矛盾已经发生了变化，学生原本的被动学习转化为主动求教、主动探索和主动学习，学生的智慧主动得到了汇聚，思想的火花得到碰撞与升华。在反复的交流与评价过程中，化学知识不断得到内化，学生的认知地图在不断完善。

有机合成的一般原则，如选择转化率高副产物少，步骤尽可能少而简单等都将在师生、生生的讨论中逐一得到解决，这样的问题在课堂直接生成并及时解决，效率高、针对性强。

Ⅳ.你认为在上述已有的转化关系中，关键的物质是什么？

设计意图：有机合成中，卤代烃和烯烃在官能团类别的转变和数目的变化中起到了关键节点的作用，通过对认知地图的讨论，这样的作用在认知地图中一目了然。学生在明确它们作用的同时，也不难在合成时主动地应用它们去解决实际问题。

基于认知地图的转化关系是由节点和有向连线组成，它代表了思维方向，同时有向连线的疏密可以反映出各节点的重要程度，让学生了解到每个知识点在教学过程中所处的位置，来帮助学生明确所学内容的知识结构体系与学习过程，有利于提高学生学习的积极性，消除学习者在学习过程中产生的迷茫心理。

2.3 深化和发展认知地图

Ⅴ.上述有机物，还可以转化为其他物质吗？若有，请补充。

设计意图：通过补充未列出的物质及转化关系，学生的头脑中的物质转化关系得到了一定的扩展，再结合课堂的讨论，转化关系进一步完善，学生没有被动的接受，而是主动出击，解决问题的同时又体验了成功的喜悦。

考虑到学生认知的不确定性，教师仅提供部分的有机物，这样学生在绘制认知地图时将有一定的灵活性，由于这样的认知地图具有动态性和可扩充性，使得一些学有余力的学生在课堂上充分发挥他们的创造性，让所有的学生都能为完善自己的认知地图而不断探索。

Ⅵ.你认为依据你所学的知识，哪些物质尚无法实现转化，为什么？

设计意图：在有机合成中，经常需要用到外加信息和条件，而这些外加条件怎么用，什么时候用是学生在有机合成中遇到的实际问题。因此，在绘制认知地图时，学生需要明确，高中阶段，有机物的转化无法实现碳原子的增减，羧酸、酯也无法被还原，认识到若合成过程中必须涉及这些内容，则一定需要借助外加信息和条件，这样就能找对问题、找准问题的突破口，集中精力解决问题。

Ⅶ.根据下列已知条件，以物质④为原料，合成物质⑦和⑩。

已知：

设计意图：利用认知地图，对照需要合成的目标产物，利用转化关系中的关键节点，为利用信息进行合成创造条件，解决具体问题。既体验了成就感又强化了认知地图对解题的指导，进一步深化认识自己构建的认知地图。

通过上述几个问题的讨论，学生原有的认知地图得到了强化、扩展和加深，随着新问题的涌现和解决，有机知识结构不断得到内化，知识体系不断发展，思维不断加深。对常见有机合成中关键物质节点作用也更加明确和清晰。

3 反思与总结

有机合成是一个承载多重目标的教学内容，不仅要加深理解掌握常见有机物的转化关系，还需要在此基础上利用信息条件设计创造出合成路线，更需要对可能的多条合成路线进行分析和评价。这与托尔曼为动物设计的几条通道十分相似，都是基于同一目标的最佳路线选择。

在利用认知地图进行教学的过程中，利用给出的十种有机物，列出了有机合成需要用到的知识体系，实现了认知地图的知识导航功能，消除学生在解决问题中的迷茫心理；同时在课堂讨论中，学生将凝结自己智慧结晶的认知地图分享出来，与老师和同学交流，让学生在对不同转化关系图的对比过程中，找到不同点与闪光点；另外，教师也可借助认知地图，更为简要而有效地传播知识和经验；由于认知地图有概括性和引导性，在教学过程中也起到了先行组织者的功能；最后，在不断讨论与扩展认知地图的过程中，学生提出的方案不断得到反馈与评价，学生的知识认知得到加强，方法和策略进一步明确。

参考文献：

[1]皮连生主编.教育心理学[M].上海：上海教育出版社，2011：66～67.

给有机合成插上“信息”的翅膀 篇12

一、有机合成常用到的有机信息

1.烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成, 但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C—H键, 则不容易被氧化得到。利用此反应可缩短碳链, 在苯环侧链引入羧基。

2.卤代烃3.卤代烃卤代烃跟氰化物反应再水解可以得到羧酸, 如: (产物分子比原化合物分子多了一个碳原子, 增长了碳链)

3.烯烃通过臭氧化还原水解 (锌和水) 作用得到醛或酮。如:

RCH=CHR’与碱性KMnO4溶液共热后再酸化, 发生双键断裂生成羧酸:

常利用这两个反应的产物反推含碳碳双键化合物中碳碳双键的位置。

4.双烯合成反应 (成环反应 ) , 如 :1, 3—丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯:

5.马氏规则与反马氏规则:

(请注意H和Br所加成的位置)

6.在药物、香料合成中常利用醛和醇反应生成缩醛保护醛基, 如:

这是醛基、羰基的保护反应, 产物在酸性条件下水解可重新释放出醛基、羰基。

7.武兹反应:

, 这是合成对称烷烃的首选方法。

8.碱存在下, 卤代烃与醇反应生成醚 (R—O—R’) :

, 这是合成醚的首选方法。

9.羟醛缩合反应:

两个醛分子在碱性溶液中可自身加成, 产物加热易脱水 (脱水部位如下框图所示) , 如:

, 这是增长碳链的常用办法。

10.两种不稳定结构:

①通常情况下, 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的, 容易自动失水, 生成碳氧双键的结构:

②烯烃碳原子上连接的羟基中的氢原子容易自动迁移到双键的另一个碳原子上, 形成较为稳定的羰基化合物:

即烯醇不稳定, 会重排成醛或酮。

二、重要的有机信息在有机合成中的应用

信息一:苯环上的定位规则

1.已知:①

②当苯环上已有一个“—CH3”或“—Cl”时, 新引入的取代基一般在原有取代基的邻位或对位; 当苯环上已有一个“—NO2”或“—COOH”时 , 新引入的取代基一般在原有取代基的间位。

请用合成反应流程图表示出由甲苯和其他物质合成的最佳方案。

合成反应流程图表示方法示例如下:

分析:在设计合成路线时, 应根据题设信息, 充分考虑苯环上取代基占位问题, 关键是思考引入基团的先后顺序和先引入的基团对后引入基团的影响, 最好的结果是先引入的一些基团对后引入的基团的定位效应一致。经分析, 应先引入对位硝基, 此时, 苯环上的硝基 (间位定位基) 和甲基 (邻位定位基) 的定位效应一致, 再引入氯原子进入甲基的邻位, 然后氧化甲基为羧基, 最后与乙醇酯化。

信息二:格林试剂

2.已知卤代烃与金属镁反应生成“格林试剂”, 如:。利用格林试剂与羰基化合物 (醛、酮) 等的反应可以合成醇类, 如:

试以苯、溴、乙烯、镁、水、空气等为主要原料, 辅以必要的催化剂, 合成化合物写出有关反应的化学方程式并注明反应条件。

分析:格林试剂与羰基化合物 (醛、酮) 等的反应可以合成醇类, 同时增长碳链。分析上述信息可知, 合成醇的关键步骤为:①制备卤代烃, 合成格林试剂;②制备醛或酮;③格林试剂和醛或酮作用, 再将所得产物水解生成醇。

信息三:羟醛缩合反应

3.以乙烯为初始反应可制得正丁醇 (CH3CH2CH2CH2OH) 。已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物 (Ⅲ) 可看成是由 (Ⅰ) 中的碳氧双键打开, 另跟 (Ⅱ) 中的2-位碳原子和2-位氢原子相连而得。 (Ⅲ) 是一种3-羟基醛, 此醛不稳定, 受热即脱水而生成不饱和醛 (烯醛) :

请运用已学过的知识和上述结出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应式。

分析:根据所给信息, 要合成主链上含4个碳原子的正丁醇应通过两分子乙醛进行羟醛缩合反应, 然后将产物进行脱水、氢化 (加成或还原) 处理。

4.某研究小组以甲苯为主要原料, 采用以下路线合成医药中间体F和Y。

以X和乙烯为原料可合成Y, 请设计合成路线 (无机试剂及溶剂任选) 。

注:合成路线的书写格式参照如下示例流程图:

分析:由目标化合物的结构可知, 其中的C=C是由羟醛缩合反应后的产物脱水形成的, 因此应选择苯甲醛和乙醛发生羟醛缩合反应制备目标化合物。

信息四:从题干中提炼信息

5.药物萘普生具有较强的抗炎、抗风湿和解热镇痛作用, 其合成路线如下:

已知:。根据已有知识并结合相关信息, 写出以苯和乙酸为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂任用) 。合成路线流程图示例如下:

分析:由于目标化合物的结构相对复杂, 因此可以先将其破解成两部分, 再将较复杂的物质破解, 需要的话, 再破解, 直到破解出基础原料为止。关键问题是, 可能会出现到某一步破解不下去的情况, 我们需要从试题中寻找信息, 对此信息进行加工提炼并利用它帮助我们破解。破解分析清楚后, 沿着原路返回, 即可从基础原料合成目标化合物。

三、有机合成的思路

有机合成题常采用正向合成法或逆向合成法。

简单的、步骤较少的有机物合成常采用正向合成法。正向合成法要求从已知原料入手, 找出合成所需要的直接或间接的中间体, 逐步推向合成的目标化合物, 其合成路线为:原料→中间产物→产品。运用正向合成法的基础是掌握烃及烃的衍生物的典型代表物的结构、性质、变化, 关键是官能团的引入和消除的规律及方法。