电化学发展史 电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机 化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透 到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。 电化学作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导 体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成 的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。
传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换，如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应，也包含其它物理化学过程，如金属的电化学腐蚀，以及电解质溶液中的金属置换反应。 一、16-17世纪：早期的相关研究 公元16世纪标志着对于电认知的开始。在16世纪50年代，英国科学家William Gilbert （威廉·吉尔伯特，1540-1605）花了17年时间进行磁学方面的试验，也或多或少地进行了一些电学方面的研究。吉尔伯特由于在磁学方面的开创性研究而被称为“磁学之父”，他的磁学研究为电磁学的产生和发展创造了条件。 吉尔伯特按照马里古特的办法，制成球状磁石，取名为“小地球”，在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线。他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来，在球面上罗盘磁针也会下倾。他还证明表面不规则的磁石球，其磁子午线也是不规则的，由此认为罗盘针在地球上和正北方的偏离是由陆地所致。他发现两极装上铁帽的磁石，磁力大大增加，他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关系，发现这是一种正比关系。吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象，建立了一个理论体系。他设想整个地球是一块巨大的磁石，上面为一层水、岩石和泥土覆盖着。他认为磁石的磁力会产生运动和变化。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。在吉尔伯特看来，引力无非就是磁力。吉尔伯特关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件。在电磁学中，磁通势单位的吉伯 （gilbert）就是以他的名字命名，以纪 念他的贡献。 1663年，德国物理学家Otto von Guericke（奥托·冯·格里克1602-1686） 发明了第一台静电起电机。这台机器由 球形玻璃罩中的巨大硫磺球和转动硫 磺球用的曲轴组成的。当摇动曲轴来转 动球体的时候，衬垫与硫磺球发生摩擦 产生静电。这个球体可以拆卸并可以用 作电学试验的来源。 二、18世纪：电化学的诞生 在18世纪中叶，法国化学家夏尔·杜菲发现了两种不同的静电，他将两者分别命名为“玻璃电”和“松香电”，同种相互排斥而不同种相互吸引。杜菲因此认为电由两种不同液体组成：正电“vitreous”（玻璃），以及负电“resinous”（树脂），这便是电的双液体理论，这个理论在18世纪晚期被本杰明·富兰克林的单液体理论所否定。 1781年，法国物理学家Charles Augustin de Coulomb (夏尔·奥古斯丁·库仑1736-1806)在试图研究由英国科学家Joseph Priestley (约瑟夫·普利斯特里1733－1804)提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。 1771年，意大利生理学家、解剖学家Luigi Galvani(路易吉·伽伐尼1737-1798)发现蛙腿肌肉接触金属刀片时候会发生痉挛。他于1791年发表了题为“电流在肌肉运动中所起的作用”的论文，提出在生物形态下存在的“神经电流物质”，在化学反应与电流之间架起了一座桥梁。这篇论文的发表标志着电化学和电生理学的诞生。在论文中，伽伐尼认为动物体内中存在着一种与“自然”形式（如闪电）或“人工”形式（如摩擦起电）都不同的“动物电”，
有机合成常用的技巧 湖州中学刘羽中 关键词：有机推断有机合成 如果说有机化学是化学中的王冠的话，有机合成是则是王冠上最璀璨的明珠。有机合成和推断是有机中的精华。也是高考化学中的必考体型。 有机推断、有机合成的常用方法： 1．官能团的引入 (1)引入双键 ①通过消去反应得到C＝C双键，如醇、卤代烃的消去反应 ②通过氧化反应得到－－，如烯烃、醇的氧化 (2)引入－OH ①加成反应：烯烃与水的加成、醛酮与H2的加成 ②水解反应：卤代烃水解、酯的水解、醇钠(盐)的水解 (3)引入－COOH ①氧化反应：醛的氧化②水解反应：酯、蛋白质、羧酸盐的水解 (4)引入－X ①加成反应：不饱和烃与HX加成②取代反应：烃与X2、醇与HX的取代 2．官能团的改变 (1)官能团之间的衍变如：伯醇醛羧酸酯 (2)官能团数目的改变 如： (3)官能团位置的改变 3．官能团的消除 (1)通过加成可以消除C＝C或C≡C(2)通过消去、氧化、酯化可以消除－OH (3)通过加成(还原)或氧化可以消除－－H(4)通过水解反应消除－－O－(酯基) 4．碳骨架的增减 (1)增长：有机合成题中碳键的增长，一般会以信息形式给出，常见方式有酯化、有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 (2)变短；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。 三个重要相对分子质量增减的规律 1．RCH2OH RCHO RCOOH
M M－2M＋14 2．RCH2OH CH3COOCH2R M M＋42 3．RCOOH RCOOCH2CH3 M M＋28 (关系式中M代表第一种有机物相对分子质量) 反应条件不同、产物不同的几种情况 应对策略 一、利用结构性质推断 有机物性质是与其所具有的官能团相对应的，可根据有机物的某些性质(如反应对象、反应条件、反应数据、反应特征、反应现象、反应前后分子式的差异等等)。首先确定其中的官能团及位置，然后再结合分子式价键规律、取代产物的种类、不饱和度等确定有机物的结构简式，再根据题设要求进行解答。 例化合物A(C8H8O3)为无色液体、难溶于水、有特殊香味的物质，从A出发可发生如图所示的一系列反应，
浅谈应用电化学与生活中的化学 电化学是研究电和化学反应之间的相互作用。电化学技术成果与人类的生活和生产实际密切相关,如化学电池、腐蚀保护、表面精饰、金属精炼、电化学传感器等等，同时也应用于电解合成、环境治理、人造器官、生物电池、心脑电图、信息传递等方面。它的发展推动了世界科学的进步，促进了社会经济的发展，对解决人类社会面临的能源、交通、材料、环保、信息、生命等问题已经作出并正在作出巨大的贡献。 下面简单介绍几种应用电化学在生活中的应用： 一、金属腐蚀防护 金属腐蚀在生活中十分常见，全世界每年因腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产量的1/4以上，我国因腐蚀造成的经济损失达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有很高的现实意义。 由于绝大部分的金属腐蚀都是电化学腐蚀，因此，电化学方法在金属防护上有极大的应用。 常用的防腐蚀方法有调节PH、阴极保护、阳极保护、金属钝化、金属镀层。 金属的电化学腐蚀：若金属与非电解介质直接反应而腐蚀称为化学腐蚀。 1：金属与电解质溶液(潮湿空气，溶解有杂质或污染物的水，海水)接触。 2：金属/电解质溶液界面可发生阳极氧化溶解过程。 3：若存在相应的阴极还原反应，就构成了自发的原电池，持续放电而腐蚀。 金属之所以受到腐蚀，是由于在金属表面的区域之间存在着电极电势差，即存在着电化学不均匀而造成的，各种不均匀性加速腐蚀，称为局部腐蚀。 金属腐蚀的防护： 1：金属的化学钝化(强氧化剂作用，在表面形成一层致密的氧化物膜)。 2：选配设计合金，改善钝化性能。 3：阴极保护(牺牲阳极，与直流电源的负极相连使成为阴极)。 4：阳极保护(与直流电源的正极相连，使处于f -pH图的钝化区，阳极钝化)。 5：镀层(耐腐蚀金属，油漆，搪瓷，塑料，橡胶等)。 6：缓蚀剂 a：在介质中添加，无机盐类，氧化剂，有机物，减慢反应速度，加大极化。 b：生成胶体粒子，生成难溶性沉淀，发生钝化，有机分子吸附，从而覆盖电极表面，妨碍反应进行，阻止或减缓金属腐蚀。 二、化学电源 1：干电池 酸性锌锰干电池：负极为锌筒，正极为MnO2和活性炭混合物，电解质溶液为NH4Cl和ZnCl2水溶液，加淀粉糊凝固，电极反应为Zn氧化和MnO2还原。 碱性锌锰干电池：负极为汞齐化的锌粉，正极为MnO2粉和炭粉混合物装在一个钢壳内，电解质溶液为KOH水溶液。 2：蓄电池 锂电池：质量轻，Li/Li+标准电极电势最负，导电性和机械性能都很好。 以金属锂或锂合金作为负极，无机物或有机材料做正极如锂|二硫化钼，锂|钒氧化物，锂|二氧化锰，有机聚合物或导电高分子作正极。 3：燃料电池：是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。 a：燃料电池中的燃料和氧化剂都是由外部供给，理论上电池的电极不消耗。 b：只要连续供给燃料和氧化剂，电池就可以连续对外放电。 c：燃料电池所发生的电化学反应实质上就是燃料的燃烧反应。
跟踪检测（十二）有机合成的关键 1．下列关于有机合成的叙述中正确的是() A．现在人们只能从动植物等有机体中获取有机化合物 B．有机合成造成了“白色污染”的环境问题，应限制其发展 C．有机合成除了得到一些材料之外没有什么其他用途 D．人工可以合成自然界中没有的有机物 解析：选D现在人们可以使用无机物合成有机物，A是错误的；有机合成虽然造成了“白色污染”等环境问题，但是也创造了许多有用的物质，随着有机合成工业的发展，科学家会制造出可降解的、对环境没有污染的有机材料，因此不应限制有机合成的发展，B 是错误的；有机合成除了创造出一些物质丰富了人们的生活之外，对完善有机化学理论和对生命奥秘的探索等方面也有重要意义，C是错误的；有机合成既可以合成自然界中存在的有机物，也可以合成自然界中没有的有机物，D是正确的。 2．下列反应不能在有机化合物分子中引入羟基的是() A．乙酸和乙醇的酯化反应B．聚酯的水解反应 C．油脂的水解反应 D．烯烃与水的加成反应 解析：选A聚酯的水解反应、油脂的水解反应和烯烃与水的加成反应都能引入羟基。 3．一定条件下，炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为2H—C≡C—H―→H—C≡C—CH===CH2。 下列关于该反应的说法不正确的是() A．该反应使碳链增长了2个C原子 B．该反应引入了新官能团 C．该反应是加成反应 D．该反应属于取代反应 解析：选D乙炔自身化合反应为H—C≡C—H＋H—C≡C—H―→H—C≡C—CH===CH2，实质为一个分子中的H和—C≡C—H加在另一个分子中的不饱和碳原子上，使碳链增长，同时引入碳碳双键。 4．下列反应能够使碳链减短的有() ①乙苯被酸性KMnO4溶液氧化②重油裂化为汽油③CH3COONa跟碱石灰共热④炔烃与溴水反应 A．①②③④B．②③④ C．①②④ D．①②③ 解析：选D ，③
α-蒎烯电化学氧化合成蒎烷二醇的可行性研究 摘要 本论文提出1S,2S,3R,5S-(+)-2,3-蒎烷二醇是一种重要的药品，其市场需求量在 醇的合成开辟了一条绿色技术途径 1S,2S,3R,5S-(+)-2,3-
Preliminary study on synthesis of 1s,2s,3r,5s-(+)-pinanediol by electrochemical oxidation process Abstract A procedure is 1S,2S,3R,5S-(+)-2,3-Pinanediol is significant for humans as a kind of anticancer medicine, of which the demand and price are soaring year by year. On the basis of the chemical synthesis method using potassium permanganate as oxidant, the synthesis of 1S,2S,3R,5S-(+)-2,3-pinanediol by electrochemical oxidation was also explored. It constitutes a electrochemistry system, with 1S-(+)-α-pinene as raw material, tert-butyl alcohol as cosolvent, sodium sulfate as supporting electrolyte, and yield producing 1S,2S,3R, the without membrane, voltage 12v, reaction time 10h, it could obtain the highest yeild. ；electrochemical
有机合成工艺小试到中试放大之关键 在生产过程中凡直接关系到化学合成反应或生物合成途径的次序，条件（包括物料配比、温度、反应时间、搅拌方式、后处理方法及精制方法等）通称为工 艺条件。 一、研发到生产的三个阶段 1、小试阶段：开发和优化方法 2、中试阶段：验证和使用方法 3、工艺验证/商业化生产阶段：使用方法，并根据变更情况以绝对是否验证 注：批量的讨论：中试批量应不小于大生产批量的十分之一 二、小试阶段 对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。在改革的基础上通过实验室批量合成，积累数据，提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。小试阶段的研究重点应紧紧绕影响工业生产的关键性问题。如缩短合成路线，提高产率，简化操作，降低成本和安全生产等。 1、研究确定一条最佳的合成工艺路线：一条比较成熟的合成工艺路线应该 是：合成步骤短，总产率高，设备技术条件和工艺流程简单，原材料来源充裕而 且便宜。 2、用工业级原料代替化学试剂：实验室小量合成时，常用试剂规格的原料 和溶剂，不仅价格昂贵，也不可能有大量供应。大规模生产应尽量采用化工原料和工业级溶剂。小试阶段应探明，用工业级原料和溶剂对反应有无干扰，对产品的产率和质量有无影响。通过小试研究找出适合于用工业级原料生产的最佳反应 条件和处理方法，达到价廉、优质和高产。 3、原料和溶剂的回收套用：合成反应一般要用大量溶剂，多数情况下反应 前后溶剂没有明显变化，可直接回收套用。有时溶剂中可能含有反应副产物，反应不完全的剩余原料，挥发性杂质，或溶剂的浓度改变，应通过小试研究找出回收处理的办法，并以数据说明，用回收的原料和溶剂不影响产品的质量。原料和溶剂的回收套用，不仅能降低成本，而且有利于三废处理和环境卫生。
有机电化学合成及其发展方向 摘要 介绍有机电化学合成的原理，研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。 关键词 有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Abstract In this paper，the principle and the research method of organic electro- ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co- mparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry; 引言部分 以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1]。 有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比，有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的，一般无需加入氧化还原试剂，可在常温常压下进行，通过调节电位、电流密度等来控制反应，便于自动控制。这样，简化了反应步骤，减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求，而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说，有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学，中国走可持续发展战略，在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF 中山大学岳晚课题组在有机电化学晶体管（OECT ）材料方面取得重要进展 有机生物电子学是利用共轭聚合物在生物系统中其独特的电荷和离子传输性能而发展起来的一种器件。在这众多的生物电子器件中，电化学晶体管可以构筑在适合的基底上，能够传输微弱的生物信号。这些优点以及低于1V 的工作电压特点，使得OECTs 在体内和体外能够放大微弱的生物信号。然而目前的OECTs 材料存在着一系列问题，从而限制了其广泛的应用，其中两个关键因素：一，操作稳定性；二，基底粘附性。 Figure 1. Chemical structure of Polymers 针对操作稳定性和基底粘附性，中山大学岳晚课题组根据不同的侧链设计了以上五种聚合物，并对这五种聚合物的掺杂过程、晶体结构、形貌特征以及OECT 性能进行了表征。
Figure 2. Output, transfer, and switching (drain current IDand applied gate voltage VG pulses) characteristics of the OECTs fabricated using (a, b, c) PIBET-AO, (d, e, f) PIBET-O, and (h, i, j) PIBET-BO as active materials. All transfer and switching characteristics have been acquired at constant drain voltage VD = – V. 其中PIBET-AO表现出很高的性能，最大跨导(g m)达到了14 mS，开始电压（Vth） V, 最大开关比达到了x 104。对PIBET-AO和PIBET-O进行了操作稳定性的研究，发现PIBET-O进行了40 min的运行，电流下降了90%，而PIBET-AO运行6 h，3628圈循环，电流基本保持不变，表现出超高的操作稳定性，并且对其机理进行了解释。 此外，对PIBET-AO和PIBET-O基底粘附性进行了研究，在模拟人体体液电解质中，进行了 h的超声，之后再将其进行器件表征，发现PIBET-AO的电流基本不变，而PIBET-O的电流变成了0。从而说明了PIBET-AO表现出了极高的基底粘附性，又将PIBET-AO涂在柔性衬底PET上，超声后对其紫外吸收做了表征，发现吸 AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
有机合成工艺小试到中试放大之关键在生产过程中凡直接关系到化学合成反应或生物合成途径的次序，条件（包括物料配比、温度、反应时间、搅拌方式、后处理方法及精制方法等）通称为工艺条件。 一、研发到生产的三个阶段 1、小试阶段：开发和优化方法 2、中试阶段：验证和使用方法 3、工艺验证/商业化生产阶段：使用方法，并根据变更情况以绝对是否验证 注：批量的讨论：中试批量应不小于大生产批量的十分之一 二、小试阶段 对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。在改革的基础上通过实验室批量合成，积累数据，提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。小试阶段的研究重点应紧紧绕影响工业生产的关键性问题。如缩短合成路线，提高产率，简化操作，降低成本和安全生产等。 1、研究确定一条最佳的合成工艺路线：一条比较成熟的合成工艺路线应该是：合成步骤短，总产率高，设备技术条件和工艺流程简单，原材料来源充裕而且便宜。 2、用工业级原料代替化学试剂：实验室小量合成时，常用试剂规格的原料和溶剂，不仅价格昂贵，也不可能有大量供应。大规模生产应尽量采用化工原料和工业级溶剂。小试阶段应探明，用工业级原料和溶剂对反应有无干扰，对产品的产率和质量有无影响。通过小试研究找出适合于用工业级原料生产的最佳反应条件和处理方法，达到价廉、优质和高产。 3、原料和溶剂的回收套用：合成反应一般要用大量溶剂，多数情
况下反应前后溶剂没有明显变化，可直接回收套用。有时溶剂中可能含有反应副产物，反应不完全的剩余原料，挥发性杂质，或溶剂的浓度改变，应通过小试研究找出回收处理的办法，并以数据说明，用回收的原料和溶剂不影响产品的质量。原料和溶剂的回收套用，不仅能降低成本，而且有利于三废处理和环境卫生。 4、安全生产和环境卫生：安全对工业生产至关重要，应通过小试研究尽量去掉有毒物质和有害气体参加的合成反应；避免采用易燃、易爆的危险操作，实属必要，一时又不能解决，应找出相应的防护措施。尽量不用毒性大的有机溶剂，寻找性质相似而毒性小的溶剂代替。药物生产的特点之一是原材料品种多，用量大，化学反应复杂，常产生大量的废气、废渣和废物，处理不好，将严重影响环境保护，造成公害。三废问题在选择工艺路线时就要考虑，并提出处理的建议。 三、中试阶段 1、中试与小试的区别 小试与中试的区分不仅仅在于投料量的多少、以及所用设备的大小之上，两者是要完成不同时段的不同任务。小试主要从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求，就可告一段落，转入中试阶段。中试过程要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，当然规模也扩大了。 2、为何要中试 （1）规模不同 （2）原料来源不同 （3）搅拌方式不同 （4）热量的传递方式不同
应用电化学结课论文有机物的电解合成 学院：化工学院 专业：应用化学 班级：一班 姓名：方仁杰 学号：0 6 1 1 2 6 7 9 日期：2013. 10. 26 中国矿业大学
摘要 有机电化学合成具有许多优点，近二十年来，有关有机电化学合成的研究和工业应用进展迅速，已成为一门新的热点学科。医药品、香料、农药等称为精细化学品。这类产品一直用有机合成和发酵法生产，后来才认识到对这些精细化学品采用电解合成的过程是极为有效的。即有机电合成方法可以在温和的条件下制取许多高附加值的有机产品；而且用电子这一干净的试剂去代替会造成环境污染的氧化剂和还原剂，是一种环境友好的洁净合成，代表了新世纪化学工业发展的一个方向，近30年来的有机电合成在许多国家得到了迅速发展。围绕电化学合成有机物和化学法合成有机物的优点进行对比，总结有机电合成的优点与不足，以及工业生产应用上的问题。 关键词：电化学有机电解合成 正文 早在19世纪初期，雷诺尔德(Rheinold)和欧曼(Erman)发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂，那时他们就已经用醇稀溶液进行过电解反应的研究。1934年，法拉第首先使用电化学法进行了有机物的合成和降解反应研究，发现在醋酸盐水溶液中电解时，阴极上会析出CO。，并生成烃类化合物。后来，柯尔贝(Kolbe)在法拉第工作的基础上，创立了有机电化学合成(又称有机电解合成，下简称有机电合成)的基本理论。 虽然有机电合成的研究早在19世纪初就已经开始，但是限于理论和工艺复杂性及有机催化合成迅速发展带来的竞争，有机电合成在很长一段时间内进展缓慢，只是作为有机化学家们在实验室中制备有机化合物的一种常用方法，并未在工业化上迈出步伐。直到20世纪50年代，电化学理论、技术、新材料的发展为有机合成的工业应用奠定了基础。有机电合成真正取得实质性进展开始于1960年，美国孟山都(Monsanto)公司电解丙烯酸二聚体生产己二腈获得了成功，并建成年产1．45万吨的己二腈生产装置，这是有机电合成走向大规模工业化的重要转折点。从此， 展，以有机电合成为基础的工业领域不断出现。 由于有机电合成具有污染少(甚至无污染)、产物收率和纯度高、工艺流程较短、反应条件温和等优点，近20年来，世界工业先进国家有机电合成的发展非常迅速，目前已有上百种有机化工产品通过电化学合成实现了工业化生产或者进入了中试阶段。近年来每年发表的有关有机电化学合成方面的研究论文几百篇，有关的专利发明每年平均有504 70项之多，这些数字表明有机电合成工业已引起人们的足够重视，并在高科技领域内崭露头角。我国电合成方面的研究起步较晚。
有机合成的“四个基本” 湖北省老河口市一中李军 从远古时代起，人类一直依靠自然界的资源生存。在实践中人类逐渐学会了对自然资源进行加工和转化。例如，通过酿酒、制药等以满足人类生活的需要。但自然资源是有限的，而且有时天然物质及其加工产品的性能也不尽如人意。19世纪20年代，人类开始进行有机合成的研究以来，有机化学家们不断地合成出功能各异、性能卓越的各种有机物。通过有机合成不仅可以制备天然有机物，以弥补自然资源的不足，还可以对天然有机物进行局部的结构发行和修饰。 一、有机合成的基本思路： 1．正向合成分析法： 2．逆向合成分析法： 目标化合物中间产物中间产物·······基础原料 解答这类问题时具体到某一个题目是用正推法还是逆推法，还是正推、逆推双向结合，这要由题目给出的条件决定。 正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的真接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，而逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体，又可以由上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。 解题思路: (1) 剖析要合成的物质(目标分子),选择原料,路线(正向,逆向思维.结合题给信息) (2) 合理的合成路线由什么基本反应完全,目标分子骨架 (3) 目标分子中官能团引入 有机合成的解题思路是：首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪种官能团，与哪些知识信息有关；其次是根据现在的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择出最佳的合成方案。 二、有机化学合成路线
电化学合成技术研究进展 摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文重点介绍了在溶液体系和熔盐体系中一些材料的电化学合成的合成工艺研究进展。最后展望了电化学合成的发展前景。 关键词：电化学合成氧化还原合成工艺 1溶液体系的电解合成 1.1 金属及合金的电沉积 金属电沉积，主要是在外加电场的作用下，金属或其合金从电解质中以晶体形式沉积。它包含了电镀、电提取、电解精炼等多种电沉积方式，是目前电化学合成金属材料的主要方法之一。其中电镀要求沉积金属与基体结合牢固，结构致密，厚度均匀，多用于表面工程处理，合成膜材料；其余两种方法则对合成产物与基体的结合力无特殊的要求，多用作材料的制备。用电解法制备的金属产品的优点主要是：产物的纯度高，控制电解条件可制得不同聚集态的金属，另外还可制备合金、金属镀层膜材料、有色金属的冶炼和提纯。 1.2 特殊高价态元素化合物的电氧化合成 19世纪初期，Rheinold和Erman发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂。若要进行一个氧化反应，就必须找到一个强的氧化剂。但是若需要制备这些强的氧化剂，则很难再找到更强的氧化剂，因此，必须采用电化学方法。高锰酸钾是重要的锰化合物之一，目前，电解法制备高锰酸钾的优点是利用率高、能耗少。由于在电解过程中，阳极表面容易形成一层钝化膜，阻止阳极的进一步溶解，导致电流效率不高。Bouzek分别采用电解前阳极的阴极极化和交直流叠加的方法，提高了电解效率。Denvir等发现随着阳极中碳含量的增加，相应制备的高铁酸盐产率也有所提高。 1.3 低价态元素化合物的电还原合成 阳极能够制备高价态的氧化剂，而阴极则可以进行电还原反应，制备特殊低价态的元素化合物。曾海燕以活性炭纤维作为阴极，钛钌网作为阳极，无水硫酸钠作为溶液电解质，通过硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值，保持恒温的条件下电解后制得H2O2。半导体材料Si 的制备目前主要依据西门子法获得，林会会选用价格相对低廉的SUP13Cr不锈钢作为工作电极，在室温条件下非水溶剂碳酸丙烯酯中利用电化学方法还原SiCl 4在室温下获得沉积Si。范小振利用草酸的电还原成功地制备了羟基乙酸，是一种有机合成中间体和化工产品，应用很广，可用于医学工程材料和高分子材料等领域。一种重要的有机精细化工中间体-对氨基苯酚（PAP）可利用硝基苯电解还原法制取，与传统的化学制备方法相比具有污染较少，产品品质高，工艺简单等优点。但是这种方法的关键问题在于硝基苯在介质中的溶解度很小，而电解合成中只有溶解的硝基苯才能有效的参与反应，Noman在含7%的硝基苯中，以硫酸作支持电解质的电解液中加入氧化二甲基十二烷基胺，作为表面活性剂，以Cu（Hg）为阴极，PAP的产率高达95%。目前，电化学方法合成有机物的报道较多，主要是利用较为廉价的有机原料（如草酸，葡萄糖等）通过电还原制备附加值较高的电化学中间体，这种方法工艺简单，节能环保，应该在以后的生物医学、高分子材料等领域发挥越来越大的作用。1.4 纳米金属氧化物的电化学合成 电化学合成是制备纳米材料的一种新思路，能够有效地控制合成产物的成分和形貌。金属氧化物是一类重要的功能材料，常需要达到纳米尺度才能表现其具备独特的物化性能。如廖学红在不同配位剂存在下,用电合成方法制备出球形银纳米粒子和树枝状的纳米银;Switzer率先介绍了用电化学的方法合成陶瓷薄膜和多晶粉体，并电解硝酸铈合成了纳米级CeO2粉体。周幸福率先实现了在非水体系中电解金属直接水解法制备纳米NiO 粉体。
实验九、电化学合成碘仿 一、实验目的 1．了解电化学方法在有机合成中的应用。 2．初步掌握电化学合成碘仿的基本原理和基本操作。 二、实验原理 卤仿反应 有机化合物与次卤酸盐作用产生卤仿的反应叫卤仿反应，分两步进行 （1）醛酮的α-甲基的完全卤代作用（碱催化）：反应式如下 CH3-CH(R)O+3NaOX→CX3-C(R)HO+3NaOH （2）三卤代醛（酮）的碳链碱性裂解作用，反应式如下 CX3-C(R)HO+NaOH→CHX3+(R)HCOONa. 能起卤仿反应的化合物： 1 具有CH3C O H(R) 结构的化合物 2 具有CH3CHOH R(H) 结构的化合物 当上述反应中的X为I时称为碘仿反应。碘仿为黄色六角形结晶，熔点120 ℃，遇高温分解而析出碘；不溶于水，能溶于醇、醚、醋酸、氯仿等有机溶剂；有特殊气味，容易嗅出，作为鉴定比氯仿和溴仿好，并且反应非常灵敏，所以在有机分析上碘仿反应是测定新化合物的结构和鉴定未知物的重要手法。可用以鉴定具有乙酰基(CH3CO)或其他可被氧化成该基团的化合物，如乙醛、丙酮、乙醇、异丙醇、乳酸、醌类或间二羟酚类等。外科用作消毒剂。 电化学合成碘仿 在电化学反应中，物质的分子或离子与电极间发生电子的转移，在电极表面生成新的分子或活性中间体，再进一步反应生成产物。在碘化钾-丙酮水溶液中进行电解，在阳极碘离子失去电子被氧化生成碘，碘在碱性溶液中变成次碘酸根离子，再与丙酮（或者乙醇）作用生成碘仿，反应如下：
阴极：2H2O +2e →2OH-+H2 阳极：2I--2e→I2 I2 +2OH-→IO- +I- +H2O CH3COCH3 +3IO- →CH3COO- +CHI3 +2OH- 三、仪器与药品 仪器：烧杯，直流电源，石墨棒 药品：碘化钾（6g）、丙酮(1 ml)、蒸馏水 四、实验步骤 用一个150 ml烧杯作为电解槽，用2根直径为6 mm旧的1号电池的石墨棒做电极，把它们垂直地固定在硬纸板或有机玻璃上。向烧杯中加如100 ml蒸馏水、6gKI，溶解后加入1ml丙酮，将烧杯放置在电磁搅拌器上慢慢搅拌，接通电源（10V），这时在电解槽阳极会有晶体（碘仿）析出。电解30 min，切断电源，停止反应。 阳极析出的终产物：碘仿——淡黄色晶体 注意事项 1．电极浸入电解液的高度约为40 mm。 2．纯净的碘仿为黄色晶体，但用石墨做电极时，析出的晶体呈灰绿色，是因为混有石墨，需要精制。
有机电解合成发展及应用 摘要：本文回顾了有机电解合成工业的发展历程，综述了我国有机电解合成工业的现状，阐述了有机电解合成的研究领域和基本工艺。以一些实例介绍了有机电解合成技术的优点、工业应用中存在的问题和解决措施。讨论了有机电解合成工业的前景。 关键词：有机电解合成发展研究领域前景 1.有机电解合成发展概述 1.1有机电解合成在世界范围内的发展过程 有机电解合成是一门涉及电化学、有机化学及化学工程的交叉学科，被称为“古老的方法，崭新的技术”。 电化学反应用于有机合成已有100多年的历史。虽然有机电解合成的研究早在19 世纪初就已经开始, 但是限于理论和工艺复杂性及有机催化合成迅速发展带来的竞争, 有机电解合成在很长一段时间进展缓慢, 只是作为有机化学家们在实验室中制备有机化合物的一种常用方法, 并未在工业化上迈出步伐。 19 世纪初期, 雷诺尔德(Rheino ld) 和欧曼(Erman) 发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂, 那时他们就已经用醇稀溶液进行过电解反应的研究。1934 年, 法拉第首先使用电化学法进行了有机物的合成和降解反应研究, 发现在醋酸盐水溶液中电解时, 阴极上会析出CO2, 并生成烃类化合物。后来, 柯尔贝(Ko lbe) 在法拉第工作的基础上, 创立了有机解合成(又称有机电化学合成、有机电合成) 的基本理论。
进入60 年代以来，微电子学的发展以及光学技术和量子力学理论的引入，给古老的电化学注入了新的活力，有机电解合成工业取得了本世纪的最重大的突破。1961 年美国化学家贝泽（M.Baizer）研究成功电解丙烯睛制己二睛的方法：2CH2 = CHCN + 2H2O + 2e—→NC（CH2）4CN + 2OH— 由于己二睛是制造尼龙-66 的中间体，因而这一反应倍受重视。1965 年美国的Monsanto Co建成了1.2 万t/ a 规模的己二睛电合成工厂，此法目前年产量已超过20 万t/ a 。与此同时，美国的NalcoChemical Co实现了用Grignard试剂与铅阳极反应制备了四乙基铅： 4C2H6MgCl + Pb →Pb （C2H6） 4 + 4MgCl + + 4e— 从而实现了四乙基铅大规模的工业化生产。这两个有机电解合成工业的巨大成功具有跨时代的意义，标志着有机电化学以其崭新姿态和无法估量的潜力登上新学科的地位。从此，有机电化学的研究如雨后春笋，蓬勃兴旺，开始了自己全新的发展时期。 由于有机电解合成具有污染少(甚至无污染)、产物收率和纯度高、工艺流程较短、反应条件温和等优点, 近20年来, 世界工业先进国家有机电解合成的发展非常迅速, 目前已有上百种有机化工产品通过电化学合成实现了工业化生产或者进入了中试阶段。近年来每年发表的有关有机电化学合成方面的研究论文几百篇, 有关的专利发明每年平均有50～70 项之多，这些数字表明有机电解合成工业已引起人们的足够重视, 并在高科技领域内崭露头角。 1.2我国有机电解合成技术开发和应用现状 我国的电化学有机合成在有机化工和石油化工中的应用起步较晚，但是随着科学技术的世界性交流和发展，以及石油化工向深加工方向的发展，电化学有机
有机合成 【知识构建】 一、有机合成的关键是 (一)、碳骨架的构建：碳链的增长、碳链的减短、成环或开环 1、碳链增长的途径： CH3CH2Br + NaCN → CH3CHO + HCN → CH3CH2CHO + CH3CH2CHO → 烯烃、炔烃的加聚、加成反应 2、碳链缩短的途径： 由醋酸钠制备甲烷： 3、成环与开环的途径： （1）成环：如羟基酸分子内酯化 HOCH2CH2COOH → (2)开环：如环酯的水解反应 COOCH2 +2H2O → COOCH2 （二）官能团的引入与转化结合已学知识，小结以下官能团引入的方法。 1、至少列出三种引入C=C的方法： (1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 2、至少列出四种引入卤素原子的方法： (1) ；如 (2) ；如
(3) ；如 (4) ；如 3、至少列出四种引入羟基(—OH)的方法： (1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 (4) ；如 4、在碳链上引入羰基（醛基、酮羰基）的方法： 5、在碳链上引入羧基的方法： (1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 二、中学常用的合成路线 1．烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系 2．一元合成路线 R —CH ＝CH 2――→HX 一定条件卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 3．二元合成路线 CH 2＝CH 2――→ X 2→二元醇―→二元醛→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯) 4．芳香族化合物合成路线：
特别提醒和Cl2的反应，应特别注意条件的变化；光照只取代甲基上的氢，Fe做催化剂取代苯环邻、对位上的氢。 三、有机合成题的解题思路 典型例题： 例1．以为原料，并以Br2等其他试剂制取，用反应流程图表示合成路线，并注明反应条件。 练习1 ( ) 1．用苯作原料，不能经一步化学反应制得的是 A．硝基苯 B．环己烷 C．苯酚 D．溴苯 ( ) 2．在有机物分子中，不能引入羟基的反应是 A．氧化反应 B．水解反应 C．消去反应 D．加成反应 ( ) 3．“绿色、高效”概括了2005年诺贝尔化学奖成就的特点。换位合成法在化学工业中每天都在应用，主要用于研制新型药物和合成先进的塑料材料。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。①置换反应②化合反应③分解反应④取代反应⑤加成反应⑥消去反应⑦加聚反应⑧缩聚反应等反应类型中能体现这一原子最经济原则的是
实验九电化学合成 碘仿
精品资料 实验九、电化学合成碘仿 实验目的 1．了解电化学方法在有机合成中的应用。 2．初步掌握电化学合成碘仿的基本原理和基本操作。 实验原理 卤仿反应 是有机化合物与次卤酸盐作用产生卤仿的反应叫卤仿反应，分两步进行 （1）醛酮的α-甲基的完全卤代作用（碱催化）：反应式如下 CH3-CH(R)O+3NaOX→CX3-C(R)HO+3NaOH （2）三卤代醛（酮）的碳链碱性裂解作用，反应式如下 CX3-C(R)HO+NaOH→CHX3+(R)HCOONa. 能起卤仿反应的化合物： 1 具有CH3CO-连于H或C上的结构的化合物 2 具有CH3CHOH-R 结构的化合物（能被次卤酸盐氧化为CH3CO-） 3 烯醇（发生分子重排） 4 其他能被次卤酸盐氧化为这种结构的化合物 碘仿反应 某些化合物(如α-羟基乙酸)与次碘酸钠反应生成易于辨认的碘仿的反应。碘仿为黄色六角形结晶，熔点120 ℃，在沸点升华；遇高温分解而析出碘；不溶于水，能溶于醇、醚、醋酸、氯仿等有机溶剂；有特殊气味，容易嗅出，作为鉴定比氯仿和溴仿好，并且反应非常灵敏，所以在有机分析上用碘仿反应测定新化合物的结构和鉴定未知物的重要手法。可用以鉴定具有乙酰基(CH3CO)或其他可被氧化成该基团的化合物，如乙醛、丙酮、乙醇、异丙醇、乳酸、醌类或间二羟酚类等。外科用作消毒剂。 电化学合成碘仿 在电化学反应中，物质的分子或离子与电极间发生电子的转移，在电极表面生成新的分子或活性中间体，再进一步反应生成产物。在碘化钾-丙酮水溶液中进行电解，在阳极碘离子失去电子被氧化生成碘，碘在碱性溶液中变成次碘酸根离子，再与丙酮（或者乙醇）作用生成碘仿，反应如下： 2H2O +2e →2OH-+H2 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
电化学发展史 作者：李京遥 院系：测绘学院 专业：测绘工程 年级：测绘1304 学号：311305010414 日期：2014年12月12日 摘要： 电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。 电化学作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。 关键词：电化学的产生、电化学的发展、电化学的前景 一、16-17世纪：早期的相关研究 公元16世纪标志着对于电认知的开始。在16世纪50年代，英国科学家William Gilbert（威廉·吉尔伯特，1540-1605）花了17年时间进行磁学方面的试验，也或多或少地进行了一些电学方面的研究。吉尔伯特由于在磁学方面的开创性研究而被称为“磁学之父”，他的磁学研究为电磁学的产生和发展创造了条件。 吉尔伯特按照马里古特的办法，制成球状磁石，取名为“小地球”，在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线。他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来，在球面上罗盘磁针也会下倾。他还证明表面不规则的磁石球，其磁子午线也是不规则的，由此认为罗盘针在地球上和正北方的偏离是由陆地所致。他发现两极装上铁帽的磁石，磁力大大增加，他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关系，发现这是一种正比关系。吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象，建立了一个理论体系。他设想整个地球是一块巨大的磁石，上面为一层水、岩石和泥土覆盖着。他认为磁石的磁力会产生运动和变化。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。在吉尔伯特看来，引力无非就是磁力。吉尔伯特关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件。在电磁学中，磁通势单位的吉伯（gilbert）就是以他的名字命名，以纪念他的贡献。 1663年，德国物理学家Otto von Guericke（奥托·冯·格里克1602-1686）发明了第一台静电起电机。这台机器由球形玻璃罩中的巨大硫磺球和转动硫磺球用的曲轴组成的。当摇动曲轴来转动球体的时候，衬垫与硫磺球发生摩擦产生静电。这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。 二、18世纪：电化学的诞生 在18世纪中叶，法国化学家夏尔·杜菲发现了两种不同的静电，他将两者分别命名为“玻璃电”和“松香电”，同种相互排斥而不同种相互吸引。杜菲因此认为电由两种不同液体组成：正电“vitreous”（玻璃），以及负电“resinous”（树脂），这便是电的双液体理论，这个理论在18世纪晚期被本杰明·富兰克林的单液体理论所否定。 1781年，法国物理学家Charles Augustin de Coulomb (夏尔·奥古斯丁·库仑1736-1806)在试图研究由英国科学家Joseph Priestley (约瑟夫·普利斯特里1733－1804)提出的电荷相