绿色有机化学的未来和应用

本科有机化学论文(设计)

绿色有机合成的未来和应用

姓 名：

崔俏俏 学 号：

1202011027 系 别：

生物与环境工程系 班 级：

12级生物工程（1）班 指导老师：

李少波

合肥学院 2013年

6 月1日

绿色有机合成的未来和应用

摘要

绿色化学是21世纪化学化工研究的重要研究方向，是实现可持续发展规律的重要保障。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。

有机合成是综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新技术、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。有机合成既与材料、生命、环保、能源四大支柱学科密切相关，也与我们社会的现代文明和日常生活密切相关。尤其在当今，新材料和新药物的需求、资源的合理开发和利用、减少或消除环境污染等可持续发展问题为有机合成提出了更高的要求。近年来绿色化学、洁净技术、环境友好过程已成为合成化学追求的目标和方向。可见21世纪有机合成所关注的不仅仅是合成了什么分子，而是如何合成，其中有机合成的有效性、选择性、经济性、环境影响和反应速率将是有机合成研究的重点，尤其是绿色有机合成的研究。

关键词有机合成原子经济型绿色化学绿色合成

不对称合成采用无毒、无害的催化剂

正文

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，不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成，其目的是通过新的合成反应和方法，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，从合成反应入手，从根本上消除或减少环境污染。

进入21世纪以后，在人类物质生活不断提高和工业化高度发展的同时，大量排放的工业和生活污染物却反过来使人类的生存环境迅速恶化，这就使化学家面临新的挑战，即要去发展对人类健康和环境较少危害的化学。这一问题近年来已受到相当重视，并出现了一系列新名词，如绿色化学【4】、环境友好化学、洁净化学、原子经济性等。所谓绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生

物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

绿色化学研究过程中应遵循12条原则：1.防止污染优于治理污染2.注重原子经济性3.无害化学合成4.设计安全化学品5.使用安全溶剂和助剂6.设计能源经济性反应7.使用可再生原料8.尽量避免不必要的衍生步骤9.催化剂优于化学计量试剂10.降解设计11.预防污染中的实时分析12.防止意外事故的安全工艺。以这十二条原则为准则，化学家们不断寻求实现绿色合成的方法、技术与途径。比如：采用无毒、无害的高效催化剂、采用无毒、无害的溶剂、反应方式的改变、采用高效合成法、固态反应、利用可再生的生物质资源等。微波有机合成技术是近年来发展起来的一种新型有机绿色合成新技术。他不但能使不能发生的化学反应能进行，而且也能使有些化学反应的效率大大提高。

1.开发“原子经济性[5]”反应：

合成效率是当今化学合成关注的焦点。合成效率包括两个方面：一个是选择性，另一个就是原子经济性，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中去了。一个有效的合成反应不但要有高度的选择性，而且必须具备较好的原子经济性，尽可能充分地利用原料分子中的原子。理想的原子经济性的合成反应应该是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不需要附加，或仅仅需要无损耗的催化剂。

例如在下列反应中：A+B→C+D，其中，C为产物。D为副产物。在原子经济性的反应中，D应减至非常小或接近零，即：A+B→C。目前，有些有机原的生产已采用原子经济反应，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸、乙烯或丙烯的聚合、乙烯直接氧化成环氧乙烷等。

微波有机合成技术【6】是近年来发展起来的一种新型有机绿色合成新技术。他不但能使不能发生的化学反应能进行，而且也能使有些化学反应的效率大大提高。据研究微波加热是通过电介质分子将吸收的电磁能转变为热能的一种加热方式，属于体加热方式，温度升高快，并且里外温度相同，克服了常规加热方式能量利用率低、温度分布不均匀等诸多缺点。并且微波在材料合成领域，已经逐渐发展成为一种独立的化学方法或与其它方法相结合，用在促进化学反应的进行当中，它具有以下一些特点:

(a)加热速度快。由于微波能够深入物质的内部，而不是依靠物质本身的热传导，因此只需要常规方法十分之一到百分之一的时间就可完成整个加热过程。

(b)热能利用率高，节省能源，无公害，有利于改善劳动条件。

(c)反应灵敏。常规的加热方法不论是电热、蒸汽、热空气等，要达到一定的温度都需要一段时间，而利用微波加热，调整微波输出功率，物质加热情况立即无惰性

地随着改变，这样便于自动化控制。

(d)产品质量高。微波加热温度均匀，表里一致，对于外形复杂的物体，其加热均匀性也比其它加热方法好。对于有的物质还可以产生一些有利的物理或化学作用。

2.采用无毒无害的高效催化剂

相对于化学当量的反应，高选择性、高效的催化反应更符合绿色化学的基本要求。许多有机合成反应中，液体酸或碱是最常用的催化剂，其价格便宜、催化效率高，但对设备腐蚀严重、污染大、副反应多、后处理困难。为克服传统催化带来的危害，研究和开发新型绿色催化剂自然就成为目前最前沿的热点之一。较成功的有各种新型分子筛催化剂、固体超强酸或碱催化剂、杂多酸催化剂、夹层固体催化剂及相转移催化剂。这些新型催化剂的催化能力均优于传统的酸碱催化剂，同时对环境友好，目前正大量应用于有机合成中。

生物催化是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集的新兴学科，是化工领域的一项重要技术。因具有转化条件温和、选择性高、制造成本低等优势，生物催化已在一些新产品的研制和新工艺的开发中发挥了重要作用。生物催化的核心是生物催化剂，如利用酶催化技术进行不对称化合物的合成，已取得成效。有机酸如柠檬酸、衣康酸、葡萄糖酸等化工原料现在也可用生物技术进行合成。

在不对称合成中催化不对称合成是最有效的方法。通过不对称催化不但可以提供医药、农药、精细化工所需的关键中间体，而且可以提供环境友好的绿色合成方法。催化不对称合成反应主要包括催化不对称氢化反应、氢硅烷化反应、氢甲酰化反应、氢酯化反应、环丙烷化反应、环氧化反应、不对称酮还原反应、糖类衍生物催化反应和酶催化反应。

3.波促进的有机合成

微波微波在有机合成领域中的应用给有机反应的研究注入了新的思维。微波照射可以不通过容器传热, 而直接进行加热反应的溶剂和反应物, 不但加热速度快于传统加热方式, 而且很多反应可以在无溶剂条件超声波超声波可以加速化学反应, 促进有机合成。如今, 超声波已被广泛应用于化学、医学、废水处理等诸多领域, 超声波在有机合成中的应用呈蓬勃发展之势, 成为有机合成的重要技术之一。

超声波超声波可以加速化学反应, 促进有机合成。如今, 超声波已被广泛应用于化学、医学、废水处理等诸多领域, 超声波在有机合成中的应用呈蓬勃发展之势, 成为有机合成的

重要技术之一。

4. 选用更“绿色化”的起始原料和试剂

为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性，在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全，需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品。

在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种由胺类和二氧比碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer开发成功。Tundo报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯【8】的新方法。Komiya研究开发了在固态熔融的状态下。采用双酚A和碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术，它取代了常规的光气合成路线，并同时实现了两个绿色化学目标，一是不使用有毒有害的原料，二是由于反应在熔融状态下进行，不使用作为溶剂的可疑的致癌物一甲基氯化物。

5.提高烃类氧化反应的选择性

烃类选择性氧化在石油化工中占有极其重要的地位。据统计，催化过程生产的各类有机化学品中，催化选择氧化生产的产品约占25%。烃类选择性氧化为强放热反应，目的产物大多是热力学上不稳定的中间化合物，在反应条件下很容易被进一步深度氧化为二氧化碳和水，其选择性是各类催化反应中最低的。这不仅造成资源浪费和环境污染，而且给产品的分离和纯化带来很大困难，使投资和生产成本大幅度上升。因此，控制氧化反应深度，提高目的产物的选择性也是绿色化学研究中最具挑战性的难题。

6.不对称合成

不对称合成手性是构成生命物质的基本属性。手性物质的获得非常重要, 除来自天然外, 人工合成也是一种重要的途径。不对称合成是有机合成化学的前沿领域, 也是最近20年内发展最迅速最有成就的领域。它比对映体拆分法更直接、更经济。

结束语

展望21世纪，全球的城市化、工业化将继续发展，人口还要继续增加，对化学工业的需求也将增多。而传统化学工业虽在农药、聚合物、材料科学、去污剂、石油添加剂、水处理、废物处置等方面做出了巨大贡献，但另一方面它也增加了对环境的压力。而人们对改善环境、提高生活质量的要求又越来越强烈，联合国环保小组反复强调“保护环境是可持续发展的重要内容，直接关系到全球经济建设的成败”。绿色化学以其“原子经济性”为基本原则，一方面充分利用资源防止浪费，另一方面实现“零排放”，达到不污染环境的效果。因此，有机合成化学应该遵守绿色化学的基本原则，研究和发展对环境友好、造福于人类的新型化学。

参考文献：

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[2] 陈东红．有机化学实验[M]．上海：华东理工大学出版社，2009．

[3]《绿色合成技术的新进展》杨海贤《济南职业学院学报》2006年03期

[4]《绿色化学在有机合成方面的应用》高宝平吕梁

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[6]《绿色合成在有机化学中的含义及应用》《内蒙古石油化工》2007年第8期

[7] 肖翠玲,王艳花,董树生.21世纪的绿色基础化学原料 碳酸二甲脂[J].化工进展,2000,2:40-42,45.

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[10]《有机合成中的绿色合成》胡琳莉

[11] 敖波绿色化学实验的研究与应用西南民族大学学报第32卷第4期 2006

[12] 闵恩泽傅军绿色化学的进展化学通报第1 期1999

有机化学的发展与应用

第一单元 有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂 △ CH 3CH 2OH ，该反应类型是加成反应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋白质。回答下列问题： (1)属于高分子化合物的是②⑦⑧；

(2)人类食物的主要营养物质是⑥⑦⑧； (3)⑤的结构简式是，其有机物类别是芳香烃； (4)能够发生酯化反应的是③④； (5)能够发生水解反应的是①⑥⑦⑧； (6)既能与钠反应，又能与碳酸钠反应的是④。 探究点一有机化学的发展与应用 1．我国早期的化学实践活动 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前掌握了石油和天然气的开采技术。 (3)1 000多年前学会了从植物中提取染料、药物和香料等。 2．近代有机化学的形成 (1)19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 (2)1828年德国化学家维勒首次在实验室用无机盐氰酸铵(NH4CNO)合成了有机物尿素[CO(NH2)2]，打破了早期科学家提出的“生命力论”。 (3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有

有机化学的发展和前景

有机化学的发展和前景 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快。近两个世纪来，有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；它又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料。有机化学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。 此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中，它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学（特别是量子力学）和物理化学基础上的物理有机化学，在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果，不仅指导着有机合成化学，而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究，特别是不对称催化方法的发展，使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学，为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂，以

及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段，已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来，计算机技术的引入，使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼，发展得更为迅速。同时，组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容，而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。 在21世纪，有机化学面临新的发展机遇。一方面，随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现，人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段；另一方面，材料科学和生命科学的发展，以及人类对于环境和能源的新的要求，都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学，有机合成化学，天然产物化学，金属有机化学，化学生物学，有机分析和计算化学，农药化学，药物化学，有机材料化学等各个方面得到发展。 一、物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学，是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系，现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）

(完整版)大学有机化学试题及答案

简单题目 1．用括号内的试剂和方法除去下列各物质的少量杂质，不正确的是 A、苯中含有苯酚（浓溴水，过滤） B、乙酸钠中含有碳酸钠（乙酸、蒸发） C、乙酸乙酯中含有乙酸（饱和碳酸钠溶液、分液） D、溴乙烷中含有醇（水、分液） 2．下列物质不能使酸性KMnO4溶液褪色的是 A、B、C2H2C、CH3 D、CH3COOH 3．(CH3CH2)2CHCH3的正确命名是 A、3－甲基戊烷 B、2－甲基戊烷 C、2－乙基丁烷 D、3－乙基丁烷 4．手性分子是指在分子结构中，当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子（用＊标记）不属于手性碳原子的是 A、苹果酸 B、丙氨酸C H3CH COOH NH2 C、葡萄糖D CH CH2 CHO OH OH 5．某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代烃，此烷烃是 A、(CH3)2CHCH2CH2CH3 B、(CH3CH2)2CHCH3 C、(CH3)2CHCH(CH3)2 D、(CH3)3CCH2CH3 6．有—CH3，— OH，—COOH，—C6H5四种基团，两两结合而成的有机化合物中，水溶液具有酸性的有（） A、3种 B、4种 C、5种 D、6种 7．下列说法错误的是（） A、C2H6和C4H10一定是同系物 B、C2H4和C4H8一定都能使溴水退色 C、C3H6不只表示一种物质 D、单烯烃各同系物中碳的质量分数相同 8．常见有机反应类型有：①取代反应②加成反应③消去反应④酯化反应⑤加聚反

应 ⑥缩聚反应 ⑦氧化反应 ⑧还原反应，其中可能在有机分子中新产生羟基的反应类型是 （ ） A 、①②③④ B 、⑤⑥⑦⑧ C 、①②⑦⑧ D 、③④⑤⑥ 9．乙醛和新制的Cu （OH ）2反应的实验中， 关键的操作是 （ ） A 、Cu （OH ）2要过量 B 、NaOH 溶液要过量 C 、CuSO 4要过量 D 、使溶液pH 值小于7 10．PHB 塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为： n O CH C 2H 5C O 。下面有关PHB 说法不正确的是 （ ） A 、PH B 是一种聚酯 B 、PHB 的单体是CH 3CH 2CH(OH)COOH C 、PHB 的降解产物可能有CO 2和H 2O D 、PHB 通过加聚反应制得 11. 能与银氨溶液发生银镜反应，且其水解产物也能发生银镜反应的糖类是 （ ） A 、葡萄糖 B 、麦芽糖 C 、蔗糖 D 、淀粉 12． “茶倍健”牙膏中含有茶多酚，但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。其中没食子儿茶素（EGC ）的结构如下图所示。关于EGC 的下列叙述中正确的是 （ ） A 、分子中所有的原子共面 B 、1molEG C 与4molNaOH 恰好完全反应 C 、易发生加成反应，难发生氧化反应和取代反应 D 、遇FeCl 3溶液发生显色反应 13．化合物丙可由如下反应得到： 丙的结构简式不可能是 （ ） A 、CH 3CH （CH 2Br ）2 B 、（CH 3）2C Br CH 2 Br C 、C 2H 5CH Br CH 2 Br D 、CH 3（CH Br ）2CH 3 14．某有机物甲经氧化后得乙（分子式为C 2H 3O 2Cl ）；而甲经水解可得丙，1mol 丙和2mol 乙反应的一种含氯的酯（C 6H 8O 4Cl 2）。由此推断甲的结构简式为 （ ） O —OH OH OH OH

绿色化学文献综述

绿色化学文献综述 摘要建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发，重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此，工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料，化学反应的绿色化，是从“本”治理环境污染的重要途径。 关键词绿色化学环境保护生物技术 人类正面临有史以来最严重的环境危机，由于人口急剧的增加，资源的消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时，在生产活动中不断排放出大量有毒物质，化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理，已开始从治标，即从末端治理污染转向治本，即开发清洁工业技术，消减污染源头，生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。 1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料 1.1 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例，据统计，到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg（20世纪90年代数量进一步上升），打开包装后即被抛弃，这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题：掩埋它们将永久留在土地里中；焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装，而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜，造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题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，目前国际上已有一些成功的方法，例如：光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目，已取得一些进展。 1.2 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质，分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但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。因此，在无溶剂存在下进行的有机反应，用水作反应介质，以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 1.2.1 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应，有时可比溶液反

有机化学发展简史

有机化学发展简史i “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下台成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“-”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只

绿色化学在有机化学化工中的应用

绿色化学在有机化学化工中的应用 发表时间：2019-03-07T14:05:27.970Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第33期作者：谷若非董淑涛[导读] 绿色化学是 21 世纪化学化工研究的重要研究方向，是实现可持续发展规律的重要保障。 1江苏智盛环境科技有限；2江苏智盛环境科技有限 摘要：绿色化学是 21 世纪化学化工研究的重要研究方向，是实现可持续发展规律的重要保障。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。该文介绍了绿色化学的含义及基本要点并综述了近年来国内外绿色化学在有机化学化工中的应用一些进展。 关键词：绿色化学；有机化学；绿色有机合成 在人类文明史上，有机化学对提高人类的生活质量做出了杰出的贡献。然而，不可否认，有机化学以及依其建立起来的有机化学工业，对整个人类赖以生存的生态环境造成了严重的污染和破坏。过去人们主要围绕终端污染控制模式进行污染控制化学研究，这种模式解决问题的主要手段是治理、停产甚至关闭，人们为治理环境污染而花费大量的人力、物力和财力。应该说，它对发展污染控制技术和治理环境污染产生了积极的作用。但是这种模式只能减少污染物的排放而不能阻止它的发生。20 世纪80 年代中后期人们对污染预防和清洁生产的认识逐步提高，污染的全过程控制模式逐步代替终端污染控制模式。所谓全过程控制模式主要是通过改变产品设计和生产工艺路线使不生成有害的中间产物和副产品，实现废物或排放物的内部循环，达到污染最小化并节约资源和能源的目的。在这种模式理念的指导下，20 世纪 90 年代初，化学家提出了“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、以至消除副产品和废弃物的生成，从而达到保护和改善环境的目的。 绿色化学作为一个多学科交叉的新研究领域，已成为当今国际化学化工研究的前沿，是 21 世纪化学科学发展的重要方向之一。 绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它主张在反应过程和化工生产中对环境友好，从根本上也即生产源头上消除污染，符合理想要求的反应就是绿色反应，符合理想要求的化学工业就是绿色化学工业，整个才会有正确持续的作用。 一、绿色化学的主要内容 绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化而开展的。原子经济性反应最先由美国 Stan-ford 大学的B.M.Trost 教授提出，它是绿色化学的核心内容之一。它的特点是：化学反应中所有参加反应的原子都进入产物中，没有“废弃物”。例如：化合反应、加成反应和分子间结构互变或异构化的重排反应都是原子经济性反应。然而，它们毕竟只是众多化学反应中的少数几种，所以在化学反应中纯粹的原子经济性反应是不多见的。在此需要特别指出的是，在化学实验中，即使是原子经济性反应，也往往会变成非原子经济性反应，因为实验中得到的产物，通常都被当作“废弃物”扔掉。但是，我们却可以通过“收回重用”的办法，使部分非原子经济性反应变成原子经济性反应。 二、实现绿色有机合成的途径 （一）改变合成所用的原料和试剂。 在有机化学反应中常常使用一些有害的原料，如氰化氢、丙烯氰、甲醛、环氧乙烷和光气等。它们都严重地污染环境，危害人类的健康和安全。在合成一个人们所需的化学品时尽量减少或不使用对人和环境有害的起始原料。例如，传统上，地毯片衬里是由沥青、聚氯乙烯 PVC、聚氨酯 PU 制造的，它们性能令人满意，却由于无法循环使用而存在固有的不足。聚烯烃树脂具有粘附力强、不易变形、可循环利用、原料毒性低等优点，故 Shaw In-dustries Inc.公司将几种聚烯烃树脂结合，选择为 Eco Worx tm 的聚合物基体。 （二）反应条件的选择。 1.溶剂的选择 在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能很好地溶解有机化合物。但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。因此，在无溶剂存在下进行的有机反应，用水作反应介质，以及用超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。无溶剂的净相有机反应（干反应）可在固态或液态进行。例如以超临界流体作为有机超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力下的流体，是一种介于气态与液态之间的流体状态，其密度接近于液体（比气体约大 3 个数量级），而粘度接近气态（扩散系数比液体大100 倍左右）。烃基芳烃在超临界 CO2中的自由基溴化已有报道。Burk 小组报道了以超临界 CO2流体为溶剂提高催化不对称氢化反应的对应选择性，这无疑是一个极好的绿色合成。 2.催化剂的选择 催化剂的合理选择和应用是化工过程中最关键的技术之一。传统的催化剂应进行改进，这样就会使其选择性、与反应体系的相容性清洁性都进一步提高。 三、结语 人类社会是在同环境斗争中诞生和发展起来的。今天，世界经济的迅速发展和人口的急剧增加对地球生态环境的压力已经达到相当紧张的程度。实施可持续发展是我们义不容辞的责任。绿色化学作为一门新型的交叉学科，毫无疑问，将对保持良好的环境，社会和经济的可持续发展有重要的意义。曾为人类文明做出过不可磨灭贡献的有机化学化工，在 21 世纪，依然面临着新的机遇和挑战。有机化学应该发展“理想的”合成方法，即强调实用的，环境友好的，资源可持续利用的，它从简单易得的原料出发，在温和的条件下经过简单的步骤，快速、高选择性地转化为目标分子。而现行的有机合成方法很少能达到“理想的”境地，这就需要化学家从理念、原理、方法等方面进行改革和创新。原子经济性、手性合成、环境友好的“洁净”的反应介质等绿色化学原理对有机化学化工的发展将有更重要的指导意义。绿色化学有待在理论、实践领域中进行更深入的研究发展，其发展必然会推动人类社会的进步。

有机化学(第二版)课后答案

有机化学（第二版）课后习题参考答案 第一章绪论 1-1 扼要解释下列术语. (1)有机化合物(2) 键能、键的离解能(3) 键长(4) 极性键(5) σ键 (6)π键(7) 活性中间体(8) 亲电试剂(9) 亲核试剂(10)Lewis碱 (11)溶剂化作用(12) 诱导效应(13)动力学控制反应(14) 热力学控制反应 答：(1)有机化合物-碳氢化合物及其衍生物 (2) 键能：由原子形成共价键所放出的能量，或共价键断裂成两个原子所吸收的能量称为键能。 键的离解能：共价键断裂成两个原子所吸收的能量称为键能。以双原子分子AB为例，将1mol气态的AB拆开成气态的A和B原子所需的能量，叫做A—B键的离解能。 应注意的是，对于多原子分子，键能与键的离解能是不同的。分子中多个同类型的键的离解能之平均值为键能E(kJ.mol-1)。 (3) 键长：形成共价键的两个原子核之间距离称为键长。 (4) 极性键: 两个不同原子组成的共价键，由于两原子的电负性不同, 成键电子云非对称地分布在两原子核周围，在电负性大的原子一端电子云密度较大，具有部分负电荷性质，另一端电子云密度较小具有部分正电荷性质，这种键具有极性，称为极性共价键。 (5) σ键：原子轨道沿着轨道的对称轴的方向互相交叠时产生σ分子轨道, 所形成的键叫σ键。 (6) π键：由原子轨道侧面交叠时而产生π分子轨道，所形成的键叫π键。 (7) 活性中间体：通常是指高活泼性的物质，在反应中只以一种”短寿命”的中间物种存在,很难分离出来，,如碳正离子, 碳负离子等。 (8) 亲电试剂：在反应过程中，如果试剂从有机化合物中与它反应的那个原子获得电子对并与之共有形成化学键，这种试剂叫亲电试剂。 (9) 亲核试剂：在反应过程中，如果试剂把电子对给予有机化合物与它反应的那个原子并与之共有形成化学键，这种试剂叫亲核试剂。 (10) Lewis碱：能提供电子对的物种称为Lewis碱。 (11)溶剂化作用：在溶液中，溶质被溶剂分子所包围的现象称为溶剂化作用。 (12)诱导效应：由极性键的诱导作用而产生的沿其价键链传递的电子对偏移（非极性键变成极性键）效应称为诱导效应。它可分为静态诱导效应和动态诱导效应。 (13)动力学控制反应：在有机反应中，一种反应物可以向多种产物方向转变时，在反应未达到平衡前，利用反应快速的特点来控制产物组成比例的，称为动力学控制或速率控制。(14) 热力学控制反应：在有机反应中，一种反应物可以向多种产物方向转变时，在反应未达到平衡前，用平衡到达来控制产物组成比例的，称为热力学控制或平衡控制。 1-2 简述处理化学键的价键法、分子轨道法和共振论。 答：价键法要点：价键的形成可看作是原子轨道的重叠或电子配对的结果。两个原子如果都有未成键的电子，并且自旋方向相反，则可以配对，也就是原子轨道可重叠形成共价键；重叠部分越大，所形成的共价键越牢固，因此要尽可能地使原子轨道让某一方向互相接近，以达到最大的重叠（共价键的方向性）；一个原子的未成到电子如果已经配对，它就不能再与其他原子的未成对电子配对（共价键的饱和性）；能量相近的原子轨道可以进行杂化，组成能量相等的杂化轨道，这样可使成键能力更强，体系能量降低，成键后可达到最稳定的分子

浅谈超分子化学的应用及前景展望

浅谈超分子化学的应用及前景展望 超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的，它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能－识别、催化和传输来进行开发研究。 1987年，莱恩(Lehn J. M.)、克拉姆(Cram D. J.)和彼得森(Perterson C. J.)三位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的高分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。莱恩在获奖演讲中，首次提出了“超分子化学”的概念。同时克拉姆创立和提出了主—客体化学理论，彼得森则发展和合成出大批具有分子识别能力的冠醚。至此，以“超分子化学”为名称的新的化学学科蓬勃地发展起来，并以其新奇的特性吸引了全世界化学家的关注和热衷。近年来Supramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支，已经得到世界各国化学家的普遍认同。 目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用，该学科的研究不仅与各化学分支相结合，又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。在与其他学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学。超分子科学涉及的领域极其广泛，它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等)，而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义，超分子化学的研究近十多年来非常活跃。涉及的应用包括：在化学药物方面的研究与应用，在光化学上的应用，在压电化学传感器中的应用，识别作用（酶和受体选择性的根基）的应用，在有机半导体、导体和超导体以及富勒烯中的应用，作为分子器件方面的研究，在色谱和光谱上的应用，催化及模拟酶的分析应用，在分析化学上的应用等等。 超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在一起形成的药物超分子化合物,可有效改善药物的溶解度、生物利用度等性质,成为药物制剂的一个新选择。超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展。该领域发展迅速，是一个新兴的交叉学科领域，正在逐渐变成一个相对独立的研究领域。迄今已有许多超分子化学药物应用于临床，其效果良好。更多的超分子体系正在作为候选药物进行临床研究开发。超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不良反应少、高生物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药耐

绿色有机化学研究进展

绿色有机化学研究进展 摘要 现代社会中，科技已成为发展一个国家经济的重要指标，科技的进步就是一个国家的进步。绿色有机化学作为科技的不可或缺的力量，其发展前景一直备受关注。 绿色有机化学也就是我们在有机合成过程中怎样做到绿色有机，用新反应，新技术，新工艺获得所需要的目标产物。那么，现在社会中，在发展经济的同时，环境也在不同程度上受到污染，影响我们的健康的同时，还威胁着我们的子孙后代，于是，绿色有机化学在资源的合理开发和利用、减少或消除环境污染等可持续发展问题提出了更高的要求。近年来绿色化学，洁净技术，环境友好过程已成为合成化学追求的目标和方向。本世纪，有机合成的有效性，选择性，经济性，环境影响和反应速率将是绿色有机化学研究的重中之重。 关键词环己烯绿色实验改进催化剂 正文 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，不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成，其目的是通过新的合成反应和方法，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，从合成反应入手，从根本上消除或减少环境污染。进入21世纪以后，在人类物质生活不断提高和工业化高度发展的同时，大量排放的工业和生活污染物却反过来使人类的生存环境迅速恶化，这就使化学家面临新的挑战，即要去发展对人类健康和环境较少危害的化学。这一问题近年来已受到相当重视，并出现了一系列新名词，如绿色化学、环境友好化学、洁净化学、原子经济性等。所谓绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 绿色化学研究过程中应遵循12条原则：1.防止污染优于治理污染2.注重原子经济性3.无害化学合成4.

绿色有机合成化学

绿色有机合成化学 摘要：随着化工科技的飞速发展，化学为人类带来的益处越来越大。例如：药品的发展有助治愈不少疾病，延长人类的寿命；聚合物科技创造新的制衣和建造材料；农药化肥的发展，控制了虫害，也提高了生产。然而，制造这些化学品时，亦带来了新的问题，也就是对环境造成污染。今天，研究人员正努力应付各种环境问题，探讨各种物质对环境造成之影响及研究怎样清除污染。对持久的发展来说，补救环境工作是必要的，但仍有不足之处。于是，“绿色有机化学”的理念被提了出来。 关键字：绿色化学有机合成原子经济性应用 1.绿色有机合成化学的定义 绿色有机合成化学是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂, 选择具有高选择性、高转化率, 不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成, 其目的是通过新的合成反应和方法, 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, 从合成反应入手, 从根本上消除或减少环境污染。 2.绿色有机合成化学的研究内容 绿色有机合成化学是对传统化学的挑战, 是对传统化学思维方式的更新和发展, 因此, 绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究, 打破传统的化学反应, 设计新的对环境友好的化学反应。包括: ①使用无毒无害的原料; ②利用可再生资源; ③新型催化剂的开发研究;④不同反应介质的研究; ⑤寻找新的转化方法; ⑥设计对人类健康和环境安全的化学产品。 3.绿色有机合成化学的合成目标 绿色合成的目标,应当是符合绿色化学的要求,实现理想的合成。实现理想的合成,有两个定量的指标:其一是原子经济性;其二是E 指数。 3.1原子经济性 原子经济性概念是化学家Trost 提出的,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,即原料分子尽可能百分之百地转变为产物,不需要附加,或仅仅需要无损耗的催化剂,使排放接近零。合成中原子的经济性,可用原子利用率来衡量: 原子经济性/ % = (预期产物的分子量/ 反应产物的原子量总和) ×100 % 原子经济性这一概念,引导着人们在设计合成途径中,如何经济地利用原子,避免使用保护基团,避免离去基团产生,从而保持与环境友好。 3.2 E 指数 E指数是化学家Sheldon 提出来的。它是从化工生产中的环保、高效、经济角度出发,通过化工流程的排废量来衡量合成反应的。 E 指数= 废弃物(kg) / 预期产物(kg) 这里的废弃物是指预期产物之外的任何副产物,包括反应后处理过程产生的无机盐。显然,要减少废弃物使E 指数较小,很重要的一方面是改变许多经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 3.3 理想的合成 单纯用原子经济性和E 指数这两个概念去评价合成反应是否理想是不够全面的,至少还应考虑到废弃物对环境的危害程度及单位时间单位反应器体积生产物质量。为此,Wender 教授对理想合成作出了完整的定义[7 ] :一种理想(最终是有效的) 合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然、或设计的目标分子定义提出的标准,也正是绿色合成的目标。绿色化学的应用

大学有机化学试题(AB)及答案

有机化学试题A 选择题 1．用括号内的试剂和方法除去下列各物质的少量杂质，不正确的是 A、苯中含有苯酚（浓溴水，过滤） B、乙酸钠中含有碳酸钠（乙酸、蒸发） C、乙酸乙酯中含有乙酸（饱和碳酸钠溶液、分液） D、溴乙烷中含有醇（水、分液） 2．下列物质不能使酸性KMnO4溶液褪色的是 A、B、C2H2C、 CH3 D、CH3COOH 3．(CH3CH2)2CHCH3的正确命名是 A、3－甲基戊烷 B、2－甲基戊烷 C、2－乙基丁烷 D、3－乙基丁烷 4．手性分子是指在分子结构中，当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子（用＊标记）不属于手性碳原子的是 A 、苹果酸B、丙氨酸C H3CH COOH NH2 C 、葡萄糖D 2OH OH 5．某烷烃发生氯代反应后，只能生成三种沸点不同的一氯代烃，此烷烃是 A、(CH3)2CHCH2CH2CH3 B、(CH3CH2)2CHCH3 C、(CH3)2CHCH(CH3)2 D、(CH3)3CCH2CH3 6．有—CH3，— OH，—COOH，—C6H5四种基团，两两结合而成的有机化合物中，水溶液具有酸性的有（） A、3种 B、4种 C、5种 D、6种 7．下列说法错误的是（） A、C2H6和C4H10一定是同系物 B、C2H4和C4H8一定都能使溴水退色 C、C3H6不只表示一种物质 D、单烯烃各同系物中碳的质量分数相同

8．常见有机反应类型有：①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④酯化反应 ⑤加聚反应 ⑥缩聚反应 ⑦氧化反应 ⑧还原反应，其中可能在有机分子中新产生羟基的反应类型是 （ ） A 、①②③④ B 、⑤⑥⑦⑧ C 、①②⑦⑧ D 、③④⑤⑥ 9．乙醛和新制的Cu （OH ）2反应的实验中， 关键的操作是 （ ） A 、Cu （OH ）2要过量 B 、NaOH 溶液要过量 C 、CuSO 4要过量 D 、使溶液pH 值小于7 10．PHB 塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为： n O CH C 2H 5C O 。下面有关PHB 说法不正确的是 （ ） A 、PH B 是一种聚酯 B 、PHB 的单体是CH 3CH 2CH(OH)COOH C 、PHB 的降解产物可能有CO 2和H 2O D 、PHB 通过加聚反应制得 11. 能与银氨溶液发生银镜反应，且其水解产物也能发生银镜反应的糖类是 （ ） A 、葡萄糖 B 、麦芽糖 C 、蔗糖 D 、淀粉 12． “茶倍健”牙膏中含有茶多酚，但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。其中没食子儿茶素（EGC ）的结构如下图所示。关于EGC 的下列叙述中正确的是 （ ） A 、分子中所有的原子共面 B 、1molEG C 与4molNaOH 恰好完全反应 C 、易发生加成反应，难发生氧化反应和取代反应 D 、遇FeCl 3溶液发生显色反应 13．化合物丙可由如下反应得到： 丙的结构简式不可能是 （ ） A 、CH 3CH （CH 2Br ）2 B 、（CH 3）2C Br CH 2 Br C 、C 2H 5CH Br CH 2 Br D 、CH 3（CH Br ）2CH 3 14．某有机物甲经氧化后得乙（分子式为C 2H 3O 2Cl ）；而甲经水解可得丙，1mol 丙和2mol 乙反应的一种含氯的酯（C 6H 8O 4Cl 2）。由此推断甲的结构简式为 （ ） OH

有机化学的发展与应用教案

专题一认识有机化合物 第一单元有机化学的发展与应用 【学习任务】 1、了解有机化学的发展与应用，并能通过计算求得有机物的分子式。 2、了解利用基团理论、光谱分析等确定有机物结构的方法。 【学习准备】 在日常生活中，我们接触到各种各样的物质，你能说出哪些是有机化合物吗？它们在生活中有哪些应用呢？ 【学习思考】 一、有机物的概述 1.概念：含有________的化合物。 2.组成元素：除碳外，通常还有氢、_____、_____，_____、_____及卤素等。 二、有机化学的发展 1.我国早期有机化学 （1）3 000多年前已经用煤作为燃料。 （2）2 000多年前就掌握了_____和_____的开采技术。 （3）从植物中提取_____ 等物质已经有上千年的历史。 2.有机化学的形成 （1）19世纪初，瑞典化学家_____ 提出了有机化学概念。 （2）19世纪中叶以前，科学家提出“_____ ”，认为有机物只能由动 物或植物产生，不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。 （3）1828年，德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素，冲破了“生命力 论”学说的束缚，打破了_____ 的界限。 3.现代有机化学 （1）_____ 得到广泛应用，成为人类赖以生存的重要物质基础。 （2）与其他学科融合形成了、以及等多个新型学科。 （3）1965年，我国科学家在世界上第一次用人工方法合成_____ ，标 志着人类合成蛋白质时代的开始。 三、有机化学的应用 糖类油脂蛋白质 石油天然气天然橡胶 2.具有特殊功能的有机物的合成和使用，改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。 3.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 4.利用药物（大多数是有机物）治疗疾病已经成为人类文明进步的重要标志。 思考讨论：含碳元素的化合物一定是有机物吗？ 提示：含碳元素的化合物不一定是有机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸（氢）盐、KSCN、

有机化学的发展简史

有机化学的发展简史 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述，认识了一些有机化合物的性质。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。 1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆满地解释了这种异构现象。

绿色化学在有机合成中的应用

绿色化学在有机合成中的应用 摘要：绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学，是一种能最大限度地合理配置资源，通过无害地化学研究，进而抑制环境污染，实现环境保护和生态平衡，满足人类可持续发展的学科。绿色合成是绿色化学在科研和生产中的重要应用。通过绿色合成，可以实现最大限度地利用原料分子中的每一个原子，使之结合到目标产物中，达到零排放，原子利用率最高。绿色合成对于环境和化工生产有着重要的意义。 关键词：绿色化学；环境保护；生态平衡；可持续发展；绿色化学；原子利用率； 绿色合成 1.原子经济性 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中。最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost[1]教授提出，他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法，明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性，原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求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。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。 2.原子经济反应 原子经济反应是最大限度利用资源、最大限度减少污染的必要条件，但不是充分条件。这是因为某些化学反应中： 1.反应平衡转化率很低，反应物与产物分离困难，反应物难于循环使用； 2.生产目标产物的反应是原子经济的，但反应物还能同时发生其他平行反应，生产不需要的副产物。 反应的原子经济性、高转化率、高选择性是实现资源合理利用、避免污染缺一不可的。化学反应的“原子经济性”则是指在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到产品之中。我们常用原子利用率来衡量化学过程的原子经济性。在合成反应中，要减少废物排放的关键是提高目标产物的选择性和原子利用率，即化学反应中，到底有多少反应物的原子转变到了目标产物中。原子利用率的定义是目标产物的占反应物总量的百分比。 即原子利用率=（预期产物的分子量/全部生成物的分子量总和）×100% 用原子利用率可以衡量在一个化学反应中，生产一定量目标产物到底会生成多少废物。在化学反应中，一旦要利用的化学反应计量式被确定下来，则其最大原子利用率也就确定了。一般状况下，重排反应和加成反应的原子经济性最高，为100%。其他类型反应院子经济性则较低。 原子利用率达到100%的反应有两个最大的特点： (1)最大限度地利用了反应原料，最大限度地节约了资源； (2)最大限度地减少了废物排放（“零废物排放”），因而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头上消除了由化学反应副产物引起的污染。 环加成反应把反应物的各个部分完全加到另一物质中。 1.环加成