《合成化学技术》PPT课件

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1、超声波在有机合成中的应用通常把频率为2X104-109Hz的声波叫做超声波。超声波作为一种波动形式，可以用来作为探测和负载信息的载体或媒介，去影响、改变甚至破坏传声媒质的状态、性质及结构。超声波在有机合成中的应用发展很快，比传统的有机合成方法更方便，可以使得许多有机反应在较温和的条件下进行，或者提高产率，或者缩短反应时间，甚至可以引起某些在传统条件下不能进行的化学反应。超声波辐射能加速各种有机均相和非均相反应，特别是金属参与的有机合成反应，因此，超声波方法在有机合成中的应用越来越引起人们的重视。20世纪20年代

2、，美国人发现超声波有加速化学反应的作用。首次应用于有机反应是在1938年，直至20世纪80年代，超声波在化学合成中的应用才迅速发展，以致形成了一门新兴的交叉学科——声化学。新的声化学杂志——“UirrasonicSonochemistry”也于1994年3月创刊。目前，超声波化学在有机合成中的研究越来越广泛，已经应用于氧化反应、还原反应、加成反应、取代反应、缩合反应、水解反应等，几乎涉及到有机化学的各个方面。一超声波在催化反应中的作用机理：到目前为止，对超声波能够产生化学效应的原因仍然不十分清楚。一个普遍能够接

3、受的观点认为空化现象（cavitation)可能是化学效应的关键。声化学效应的主要机制是声空化（包括气泡的生成、生长和崩裂）。其现象包括两个方面，即强超声在液体中产生气泡和气泡在强超声作用下的特殊运动。在液体中施加声场，当超声强度足够大时，会是液体中产生成群的气泡，称为“声空气泡”。这些气泡同时受到超声的作用，经历生长、收缩、再生长、再收缩得多次周期性震荡，最终以高速度崩裂并伴随着能量的释放，由此产生局部高温、高压和短暂的高能环境，为在一般条件下难以实现或者不可能实现的化学反应提供了一种新的非常特殊的物理化学环

4、境，这些能量可以用来打开化学键，促使化学反应得以进行。具体地说超声波对有机合成反应的影响包括：1）超声波引起微泡爆裂，产生机械效应；2）微泡爆裂时产生高能环境（高温高压）；3）微泡爆裂时从溶剂或者反应试剂产生的活性物质，如离子和自由基，如果离子和自由基存在竞争，则有可能产生不同的产物。4）超声波对溶剂本身的破坏。这些效应单一或者共同作用的结果，可以使得反应体系的反应性能大大增强。二实验室常用的超声设备实验室最常用的设备有两类：一类是超声清洗仪，另外一类是探头式超声系统。超声清洗仪本身可以作为反应容器，当沁入清洗

5、仪的介质中，通过反应器壁给反应提供的能量一般较低。探头式超声系统可以让超声波直接进入反应体系而不通过任何媒介。大多数有机反应是在均相溶液中进行的。超声波在均相反应体系中主要是通过超声波产生的自由基或者自由基-离子中间体来实施对反应的影响。1Dield-Alder反应2缩合反应利用氰乙酸乙酯和各种芳醛进行Knoevenagel反应，传统的方法是用吡啶作催化剂，加热回流，反应速率慢，产率低。而超声波的相应反应可缓和反应条件，缩短反应时间，提高反应产率（80-96%）。第一章进行有机化学反应的手段和方法物质的加热直火

6、加热：在反应体系中无固体、无低沸点溶剂以及反应不需搅拌情况下，可用酒精灯、电炉隔石棉网或者电热套进行加热。间接加热：为了保证加热均匀，经常选择热浴来进行间接加热。100℃以下选用水浴；100-250℃可采用油浴（豆油、硅油和液体石蜡等）；更高的温度下可采用砂浴（300℃或者以上）反应体系的冷却0℃使用冰水浴冷却-20℃时用食盐/碎冰（1:3），由于结块实际温度-5~-20℃.-50℃时用六水氯化钙/碎冰（10:8），实际温度-5~-20℃.液氨可用于-33℃得体系冷却。将干冰与适当有机溶剂混合，可得到更低温度；

7、与乙醇混合为-72℃；与乙醚或丙酮可达-78℃。液氮可冷至-188℃。-38℃时要更换温度计，因低于该温度水银凝固，需要使用内装有机液体和少许颜料的温度计。如甲苯的低温温度计可达-90℃；而正戊烷可达-130℃。物质的干燥液体的干燥有机物的干燥通常将干燥剂直接与之接触，因而所用干燥剂不与该物质发生反应且不溶于该液体之中。常用的干燥剂无水氯化钙：用于烃类、醚类化合物的干燥。不适用于醇、酚、胺、酰胺，因为能与它们形成络合物。无水硫酸钠（镁）：中性干燥剂，不与大多数有机化合物和酸性物质起反应，可干燥许多不能用氯化钙干

8、燥的有机化合物。氢氧化钠（钾）：碱性干燥剂，一般用于胺类化合物的干燥。金属钠：适用于已初步干燥的醚、烷烃、芳烃等有机化合物中微量水分的除去。操作时应将钠处理成钠丝或钠砂，干燥时应注意有氢气放出，所以应在瓶塞中插入一无水氯化钙的干燥管，使氢气放出而水气不知进入。干燥完毕后应将残留的钠回收在煤油或二甲苯中保存，或者用无水乙醇处理后弃去，切忌直接导入回收容器中，以免发生爆炸事故。仪器的选择烧