教学课程资源库 更多>>

关键词： 有机合成题   加成反应   应用   高考试题   常见题型   复习效率   官能团   高考题  

摘要： 有机合成题是高考试题中的常见题型，同时也是高考的热点与难点．有机合成工业有2条主线：一条是碳骨架的构建，包括碳链的增长、减少、异构、成环、开环等反应；另一条是官能团的形成与转化．高考有机合成题中常利用羰基的亲核加成反应来增长碳链．故而，对近5年高考题进行整理、归纳，总结出常见的羰基加成反应以提高复习效率．

关键词： indium catalysts   hydrosilanes   reduction   reductive alkylation   reductive cyclization   reductive hydroamination   Knoevenagel condensation   oxidative coupling   Oppenauer oxidation  

摘要： Reductive molecular transformations by indium/hydrosilane catalyst systems are described herein. A catalytic reductive molecular transformation using a hydrosilane is an important synthetic tool, because silicon-based reducing reagents are frequently easy to handle and exhibit high chemoselectivity to each functional group, due to their lower reactivity than that of other reducing agents. In order for a hydrosilane to show the potential ability as a valuable reducing agent in organic synthesis, therefore, the appropriate choice of a catalyst is an imperative and a significant matter. We continue to perform the use of indium catalysts as good promoters for a variety of silane-mediated reductive transformations. In this review, we summarized our recent results for indium-catalyzed or -mediated transformations as the following chapters: (i) simple reductions of functional groups, especially for carboxylic acid derivatives;(ii) reductive alkylations at oxygen-, nitrogen-, halogen-, carbon-, and sulfur-atoms, by using carboxylic acids as alkylation reagents;(iii) applied reactions based on the reductive transformations including cyclization and hydroamination;(iv) other type reactions promoted by indium (III) compounds, such as Knoevenagel condensation and oxidative coupling through Oppenauer oxidation.

关键词： 着火点   合成材料   化学方程式   可燃物   葡萄糖酸锌   有机合成   废旧干电池   污染空气   血红蛋白   净水机  

摘要： 一、化学与能源和资源的利用(一)课标要求1.认识燃料完全燃烧的重要性,了解使用氢气、天然气(或沼气)、液化石油气、煤气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料。2.认识燃烧、缓慢氧化和爆炸发生的条件,了解防火灭火、防范爆炸的措施。3.知道水对生命活动的重大意义,认识水是宝贵的自然资源,树立保护水资源和节约用水的意识。4.知道化石燃料(煤、石油、天然气)是人类社会重要的自然资源,了解海洋中蕴藏着丰富的资源。5.知道石油是由多种有机物组成的混合物,了解石油

关键词： 马来酰亚胺   溴胺化   烯胺   氧化偶联   有机合成  

摘要： 由于烯烃的溴胺化产物是一类重要的有机合成中间体，通过对溴原子的亲核取代反应转换成各种有用的衍生物，因此烯烃的溴胺化在有机及药物合成中具有重要研究意义。3-取代马来酰亚胺类化合物在有机化学中是一类通用的结构模块，它们还是天然产物和药物合成中重要的结构母核，因此，对其进行合成和反应研究具有重要价值。　　近年来，本课题组一直从事马来酰亚胺类化合物的合成以及在构建含氮杂环类化合物中的应用等领域的研究工作。在此基础上，本文主要研究了马来酰亚胺类化合物的溴胺化和马来酰亚胺类化合物与烯胺类化合物的氧化偶联反应，主要研究内容包含以下两个部分。　　第一部分：研究了溴化铜催化胺和N-溴代丁二酰亚胺(NBS)对马来酰亚胺类化合物的溴胺化反应。使用烷基胺和 NBS 作为氮和溴的来源，在四氢呋喃溶剂中以溴化铜催化回流反应2 h，再室温反应2 h，实现了马来酰亚胺类化合物的溴胺化反应，得到11 个相应的溴胺化产物，分离产率在62%~92%，对反应条件进行了优化，对反应机理进行了研究和探讨。　　第二部分：研究了氯化亚铜催化马来酰亚胺类化合物与烯胺类化合物的氧化偶联反应。将（Z)-3-氨基巴豆酸乙酯与马来酰亚胺类化合物以氯化亚铜作为催化剂，使用二甲基亚砜作为反应溶剂在 80℃条件下反应2h。得到相应的3-取代马来酰亚胺类化合物，分离产率在55%~87%。而后，将苯甲酰乙酸乙酯和醋酸胺在甲醇溶剂中回流8 h得到(Z)-3-氨基-3-苯基丙烯酸乙酯，进一步研究了(Z)-3-氨基-3-苯基丙烯酸乙酯和(Z)-3-氨基-4,4,4-三氟巴豆酸乙酯分别与马来酰亚胺类化合物的氧化偶联反应。研究表明，在该实验条件下，(Z)-3-氨基-4,4,4-三氟巴豆酸乙酯不与马来酰亚胺类化合物发生氧化偶联反应。(Z)-3-氨基-3-苯基丙烯酸乙酯与 N-苯基马来酰亚胺发生氧化偶联反应，仅得到分离产率为45%的产物，而与N-H马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺等反应不理想，给出了痕量的产率，未进行产物分离。我们推测可能的原因是由于三氟甲基或苯基具有吸电子效应导致烯胺双键中电子云密度降低所致。而在无催化剂存在下得到了3-取代琥珀酰亚胺类化合物，对反应机理进行了研究和探讨。　　综上所述，本文共合成了19个化合物，包括3-胺基-4-溴马来酰亚胺类化合物、3-取代马来酰亚胺类化合物、3-取代琥珀酰亚胺类化合物等等，其中13个化合物未见相关文献报道。我们对合成的化合物通过测定其熔点、红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、低分辨质谱和高分辨质谱等进行了结构表征。

关键词： 生物炭   磁性   吡唑并吡啶类衍生物   吡唑并喹啉类衍生物   哌啶酮类衍生物  

摘要： 随着绿色化学的理念越来越深入人心,寻找一种绿色的催化剂载体材料,已然成为一些化学工作者的目标。生物炭（Biochar）是一种通过生物质原料在隔绝空气的密闭空间中烧制得到的高碳含量、细颗粒多孔型材料。其生物质原料来源广泛,如木材,动物粪便或者其他作物的残余物等均可以作为生物质。生物炭被大量应用于农业和环境工程当中,生物炭可以保持土地营养性提高农作物产量,也可以用来作为碳固定的载体,或者利用其优良的吸附性能除去水中重金属离子和有机污染物。生物炭作为近几年来新兴的一种绿色多孔材料,其优越的吸附性能和稳定性已经引起越来越多人的关注。以生物炭为载体,负载不同性能的催化剂或者修饰上不同的活性基团,并应用到有机化学反应当中,也逐渐成为人们关注的焦点。因此本文采用橙皮（OP）为生物质制备了三种不同类型的磁性生物炭催化剂:磺酸负载型Fe3O4@OP@SO3H、盐类高氯酸镁负载型Fe3O4@OP@Mg、有机碱DBU负载型Fe3O4@OP@DBU,并将其应用于合成吡唑并吡啶类衍生物,吡唑并喹啉类衍生物以及哌啶酮类衍生物为原料的一系列反应。通过一系列表征对这三种催化剂的性质进行了详细的阐述,充分考察了在不同条件下三种催化剂的催化性能和适用范围。在吡唑并吡啶类衍生物的合成中,本文制备及表征了催化剂Fe3O4@OP@SO3H,并以吡唑胺、靛红以及β-酮腈为原料,采用乙醇作为溶剂,微波加热的方式进行反应。催化剂Fe3O4@OP@SO3H表现出了较高的催化活性,微波加热使得反应时间大大缩短,并且后处理方法简单,催化剂回收方便。在吡唑并喹啉类衍生物的合成中,本文利用高氯酸镁和磁性生物炭材料合成了Fe3O4@OP@Mg催化剂,以吡唑胺及2-羟基-1,4-萘醌或4-羟基香豆素或1,3-茚满二酮三种组合,合成了一系列化合物。同样采用乙醇和微波加热的反应体系,探索了不同底物对反应的影响以及可能得到的不同类型的产物。在以哌啶酮类衍生物为原料的一系列反应中,本文利用有机碱DBU连接生物炭制备了催化剂Fe3O4@OP@DBU,并拓展了该类型催化剂的适用范围,通过改进和修饰,使得该类型反应速率大大加快,产率提高。通过不断尝试探索合成了一系列四氢吡喃并吡啶类衍生物、六氢吡啶并嘧啶并吲唑类衍生物、六氢嘧啶并萘啶衍生物、六氢吡啶并三唑并嘧啶类衍生物。

关键词： 有机合成   离子液体   缓蚀剂   EIS   理论计算  

摘要： 铜因具有优异导电性、导热性和延展性,被广泛地应用于交通运输、建筑工业、化工、电子和国防工业等重要领域。在中性或偏碱性使用环境中,铜的抗腐蚀能力较强,但是在pH值较低、含氧及含Cl-等较恶劣的条件下铜就会发生比较严重的腐蚀。因此,铜及铜合金的腐蚀防护一直受到腐蚀科学领域研究者的密切关注。常用的金属腐蚀防护技术中,添加缓蚀剂是一种有效的防腐手段。近年来,由于人们对环境保护的要求日益提高,开发高效、低毒并绿色环保的缓蚀剂成为研究热点。离子液体由于其低毒、高沸点、可设计等特点,被认为是一种完美的并有巨大应用前景的缓蚀剂。本文以8-羟基喹啉为底物,合成了4种不同碳链长度的互为同系物的离子液体（季铵盐）,并研究其对铜在0.5 M硫酸溶液中的缓蚀性能。通过电化学测试、形貌表征、量化计算、分子模拟等手段,系统地研究了合成的离子液体对铜在硫酸介质中的缓蚀性能,并探究了烷基链长的改变对其缓蚀性能的影响。本论文的主要工作如下:1.目标离子液体的合成以8-羟基喹啉为底物,探讨了两种不同的合成路线对合成目标产物的影响。两条路线涉及的反应都是苯环上的亲电取代反应以及威廉姆逊（Williamson）不对称醚的合成反应,两者的区别在于将苄基和烷基引入分子中的顺序不同。结果表明:通过亲电取代反应先引入苄基,再通过威廉姆逊（Williamson）不对称醚的合成反应引入烷基的方法能够获得较高的产率（第一步的产率为92.3%,第二步四种目标产物的产率都在80%以上）。同时,红外、核磁、低分辨率质谱表征的结果证实目标产物被合成出来。2.0.5 M硫酸介质中4种离子液体对紫铜的缓蚀性能研究动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱（EIS）的数据结果表明:4种离子液体对紫铜在0.5 M硫酸溶液中均有优异的缓蚀效果,缓蚀效率随浓度的上升而增加,当浓度达到研究范围内的最大值时（1 m M）,缓蚀效率达到90%以上;添加缓蚀剂后,腐蚀电流减小,腐蚀电位出现明显负移,且变化的范围超过85 mv,表明4种离子液体在此腐蚀体系中为阴极型缓蚀剂;随着离子液体烷基链长的增加,缓蚀效率先上升后下降。扫描电子显微镜（SEM）分析结果表明缓蚀剂的加入能够有效减缓铜表面的腐蚀。吸附类型研究表明4种离子液体在紫铜表面的吸附符合Langmiur吸附模型,并且标准吸附吉布斯自由能都在-40 KJ/mol左右,表明4种离子液体缓蚀剂主要通过化学吸附的方式吸附在铜表面。通过量子化学计算和分子动力学模拟,得到了4种离子液体分子的一些量化参数,分析了缓蚀剂分子与铜基体之间的相互作用及吸附活性位点,建立了缓蚀剂分子在铜表面的吸附模型,为实验结果提供了理论支持。

ISBN: (纸本)9787122314970

关键词： Re(Ⅰ)配合物   聚集诱导发光   有机合成   理论模拟  

摘要： 本文通过偶联反应、合环反应、缩合反应合成六种新型配体L-1L-6,并合成相应的过渡金属Re（Ⅰ）配合物Re-1Re-6。研究了配体和过渡金属配合物的聚集诱导发光物理性质、氧传感性质、电化学性质。对合成的过渡金属配合物分子基态几何构型、电子结构及其紫外-可见吸收性质进行了理论分析。本论文的主要研究如下:1、通过偶联反应、缩合反应、合环反应设计并合成了六种新型配体L-1L-6。配体L-1L-6在THF溶液中、低温下以及固体状态下的发射峰均在420～550 nm之间,属于蓝紫绿光。研究表明配体L-1L-6具有聚集诱导发光性质。电化学数据可知:配体L-4引入二甲基氨基对其EHOMO能级相比而言增大了0.31 eV,配体L-6引入苯环与Si原子对其EHOMO和ELOMO能级值相比而言不变。2、以配体L-1L-6合成过渡金属Re（Ⅰ）配合物Re-1Re-6。在THF溶液中,配合物Re-1Re-6发射峰均在313～415 nm之间,其归属于π→π*电荷转移跃迁。在固体状态下和低温下,配合物Re-1Re-6发射峰分别在528～573 nm之间和在420～573nm之间,其归属于金属Re（Ⅰ）-配体电荷转移跃迁。因此,表明Re-1Re-6属于典型的聚集诱导磷光配合物。电化学数据可知:配合物Re-4中引入二甲基氨基与配合物Re-6中引入Si原子与苯环对其EHOMO能级值相比而言分别增加了0.15 eV和0.28 eV。配合物Re-1Re-6在纯氮气中显示荧光峰的强度为纯氧气中荧光峰的强度分别约为33.4%,31.7%,28.2%,22.9%,52.3%和53.6%。因此,配合物Re-1Re-6材料可以作为光学氧传感材料。3、在B3LYP/（LANL2DZ+6-31G）水平下,对所合成过渡金属配合物Re-1Re-6的分子基态几何构型、电子结构及其紫外-可见吸收光谱进行理论模拟。从理论分析可以看出,过渡金属配合物Re-1Re-5的LUMOs轨道主要是由配体部分的π*轨道组成。配合物Re-6的LUMOs轨道主要是由金属Re的轨道,CO的π*轨道组成。Re-1Re-3、Re-5的HOMOs轨道主要是由金属Re的轨道,CO和Br的π轨道组成。配合物Re-4的HOMOs轨道主要是由二甲基氨基基团的π轨道。而Re-6的HOMOs轨道主要由Bath的π轨道组成。其吸收光谱主要以LLCT/3MLCT跃迁为主。

关键词： 碳化硅   催化剂   电荷转移   光催化剂   有机合成   PdAu双金属  

摘要： 光催化由于能够有效利用太阳能，在温和条件下促使化学反应进行，并且能够选择性地合成目标产物，提高目标产物的收率，因此在有机合成中的应用引起了广泛的关注。为了提高太阳光的利用率和光催化的效率，光催化剂的构筑是关键。研究表明，金属和半导体之间可形成界面电场并发生电子转移，从而影响催化剂的光催化活性。用不同类型的金属或电场，可以控制电子转移的方向和强度。因此设计不同的光催化剂，调节催化剂的电子结构，对改善催化剂的活性具有重要意义。　　β-SiC是一种性能优异的半导体材料，禁带宽度约为2.4 eV，能够有效地响应可见光。本文以高比表面积SiC为载体，得到了两种具有不同电子转移特性的光催化剂Pd/SiC和Au/SiC。在此基础上，进一步探讨了PdAu双金属催化剂的结构设计。通过TEM、XRD、XPS、FTIR、UV-vis光谱等表征手段研究催化剂的组成、结构、电子特性、光学性质等。选取Heck反应，肉桂醛加氢，硝基苯加氢，苯甲醇氧化等反应，来考察催化剂的光催化性能。具体研究内容和结论如下:　　(1)通过液相还原法制备Pd/SiC催化剂，在温和的条件下可催化Heck反应发生。调变前驱体的浓度可以得到不同负载量的催化剂，随着负载量的增加，催化剂的紫外可见光吸收性能增强。SiC吸收可见光产生的光生电子能够迅速地迁移到Pd表面，因而电子和空穴的复合得到抑制，荧光强度降低，光催化Heck反应性能也随之提高。实验表明，3 wt％的Pd/SiC催化剂具有较好的光催化性能。　　(2)制备Au/SiC催化剂，在可见光照射下，20℃的温和条件下即可实现肉桂醛加氢生成肉桂醇，收率100％，转换频率为487 h-1。研究发现，电子转移方向和强度以及界面的构筑对催化剂的活性和选择性有重要影响。Au负载于SiC表面时，Au由于局域表面等离子体共振效应吸收可见光形成的高能电子能够迅速注入到SiC导带，提高Au/SiC界面处吸附和活化肉桂醛化合物的能力，富集在Au表面的空穴与异丙醇作用，产生的活性氢与活化的肉桂醛分子反应从而生成肉桂醇。　　(3)控制合成SiC负载的独立存在的Pd和Au纳米粒子，以氢气为氢源，在可见光照射，室温常压的温和条件下即可实现硝基苯加氢生成苯胺，收率100％，转换频率为1715 h-1。H2在Pd表面活化裂解，然后溢流到SiC表面。PdAu双金属纳米粒子和载体之间的协同作用，可以改变催化剂的电子结构，增加SiC表面吸氢活性位，并且减弱氢和SiC表面相互作用，因而这些活性氢更容易在催化剂表面迁移，反应活性更高，进而和硝基苯作用通过直接路径加氢得到苯胺　　(4) PdAu/SiC催化剂对苯甲醇选择性氧化生成苯甲醛具有很好的活性和选择性。通过催化剂对比发现，Pd是活性组分，加入少量Au后活性明显增强，而且催化剂在五次循环反应后活性基本不变，说明催化剂具有很高的活性和稳定性。

关键词： 2-(1-甲苯磺酰基)苯酚   o-QMs   锌试剂   苯并呋喃   三芳基甲烷  

摘要： 苯醌甲基化物(o-QMs)由于其特殊的结构和活性,越来越受到有机化学家的重视,已经被广泛地用于各种复杂的多环化合物和天然产物的合成。本论文基于2-(对甲苯磺酰基)苯酚化合物在锌试剂条件下形成苯醌甲基化物(o-QMs)中间体,然后与不同的亲核试剂发生亲核加成反应。论文主要分三个章节来阐述。第一章对o-QMs在有机合成中的应用进行了综述。第二章主要研究了2-(对甲苯磺酰基)苯酚化合物的共轭炔基化及其在合成2,3-二取代苯并呋喃中的应用。我们通过2-(对甲苯磺酰基)苯酚原位产生o-QMs中间体与锌试剂发生反应得到了良好收率炔基酚类化合物,在此基础上,我们发展了一锅法合成2,3-二取代苯并呋喃化合物的方法,并利用该反应合成了具有降血糖作用的抑制剂PTP的衍生物。第三章主要研究了2-(对甲苯磺酰基)苯酚与芳基锌试剂合成官能化的三芳基甲烷化合物,不同取代的2-(对甲苯磺酰基)苯酚化合物与不同的锌试剂进行[1,4]加成合成了一系列官能化三芳基化合物。该反应可以用来合成一类抗结核剂、抗病毒的活性衍生物。