闪药杯开题答辩演讲稿

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1、第三页机械化学(Mechanochemistry)，也被称为机械力化学，是通过机械力的方式(如研磨、压缩、摩擦、冲击、剪切等)，使化合物的物理化学性质和结构发牛改变，从而产牛化学反应的一门学科。第四页机械化学”这个概念是徳国学者W.Ostwald在1919年从化学分类的角度首次提出的，他认为机械力可以引发化学反应，并把此类反应称为机械化学反应。从此，机械化学由原来的边缘学科逐渐地受到人们的关注。Peters等人在20世纪五十年代做了和机械化学有关的大量工作，如碳酸盐在机械力作川下的分解、机械力诱导的氧化还原反应等等，并给予了机械化学真正明确的定义，这引起了世界学

2、者的广泛关注。Peters在1962年的欧洲粉碎会议上把机械化学反应定义为“物质在机械力作用下发生的物理化学变化”，并认为机械化学反应机理可能是反应物颗粒在机械力作用下变形，颗粒内产生了大量的空位和位错，降低了反应的势垒，从而诱发了一些利用热化学难以进行的反应。这也是第一次有学者系统地提出了机械化学反应的机理。从20世纪70年代以后，随着理论的丰富和机械设备的多样化，机械化学得到了快速的发展。Paul等人在分子机械化学做出了贡献，发现机械化学不仅仅能够制造共结晶体，还可以完成一-些在溶液反应无法完成的反应。Toda等研究了机械化学条件下的有机合成反应，如苯酚在固

3、相卞的偶联反应。此外，机械化学条件下的金属■有机合成反应、超分子合成反应等反应都有报道。最近十年来，机械化学飞速发展，在机械合金化、超细功能粉体合成、粉体活化、粉体表面改性、有毒废弃物处理、有机合成化学、天然药物化学等方面都取得了很多成就。第五页机械化学具有与常规化学反应不同的特点卩叫(1)机械力作用可诱发一些利用热能难以或无法进行的化学反应。如通常Mg还原CuO需在高温下提供大量的热驱动来进行，而且反应相当缓慢。如采用机械化学方法，在室温下短时间内即可完成。一些在常规条件下不能发生的反应，在机械力的作川下能够发生。(2)与热化学相比，机械化学很少受到外部压力和

4、温度的影响。有些情况下，机械化学反应速率比热引发化学反应速率高1〜2个数量级，且受周围环境压力和温度的影响要小得多。(3)机械化学反应与热化学反应可能有截然不同的反应机理和反应产物。机械化学反应进行过程中能量的给予在时间和空间上是不规则的，参与反应的物质Z间的物理化学相互作用往往同时发牛并且可能引发不同的二次过程,使得机械化学反应的机理和产物不同于热化学反应。第六页Baylis-Hillman反应是烯坯和醛在叔胺的催化下发生C-C结合的反应，具有良好的反应选择性和原子经济性，而且反应条件温和。但是，Baylis-Hillman反应的缺点是反应速率很慢，导致反应时

5、间长达数沢或数周。Mack和Shumba利川球磨法对这个反应做了探索，发现利用振动球磨机，以DABCO(1,4匸氮杂二坏［222］辛烷)为催化剂，室温下只需要30min就可以完成反应，且收率高达98%(见Scheme3-3),

6、(ij同样的反应在溶剂中则需要3-4天，口产率只有70%-87%o第七页氧化还原反应在有机合成屮的地位相当重要,在溶剂屮发生的氧化还原反应在文献屮已有大量报道，但是文献报道的在球磨条件下发生的氧化还原反应并不是很多。Szuppa等报道了在球磨下，八祜烯(Teipinene)可以被很多氧化剂(KMnO4、NalO4>KHS05、对苯醜)氧化

7、成为对伞花桂(p-cymene)，产率接近100%,反应时间更是只需要5min(见Scheme3-12)。山于很多氧化剂在溶剂中的溶解性不好，所以普通溶剂下的氧化反应通常需要相转移催化剂或类似的辅助剂，此外，氧化反应的溶剂对能被氧化剂氧化而产牛副产物，血用球磨法进行反应就解决了这两个问题。第八页机械化学反应机理机械化学发展至今，学者们并给出了众多的反应机理和模型来阐释反应过程，但是由于机械化学反应类型、反应条件、反应底物的多样性和复杂性，其中没有任何一个理论能够明确地、完整地来解禅所有的机械化学反应过程。在这其屮，有两个理论比较受认可，这就是热点理论(HotSp

8、otTheory)和等离子模型(Magma・PlasmaModel)。热点理论的起源于有些学者认为，机械化学条件下反应物凹凸不平的表面会互相移动从而摩擦产牛大量的热量，这个热量可以使化合物的温度在很短的时间(103-10-4s)内达到100()°C以上，研究者认为这个温度是机械化学条件下发生反应甚至加速反应的动力。现在，已有文献报道了葡萄糖晶体在破碎时产生的热量足以使晶体气化，这也在一定程度上证明了此理论的合理性。等离子模型机理认为固体反应物在机械力的作用下，晶格变得松弛导致结构裂解，激发出大量高能量电子和离子，这些电子和离子形成一个等离子区域，产牛大于lOcV

9、的电子能塑，而温度高于1