超声波化学反应技术在有机合成中的应用

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核磁共振技术在有机合成中的应用

摘要 核磁共振技术的应用对化学各领域的发展起到了不可估量的作用。它为人们更好得了解未知化合物的结构提供了很有效的方法。

关键词 核磁共振技术

引言 核磁共振现象早在1936年就被人们所预测，而1945年哈佛大学Purcell小组和斯坦福大学Bloch小组几乎同时观测了石蜡和水中质子的信号因此获1952年诺贝尔物理奖；50年代发现化学位移和自旋—自旋耦合；60年代提出快速FT变换方法；利用不同的脉冲组合获得特定的分子结构信息：驰豫时间，共振峰的分类（DEPT，INEPT）；70年代发相二维核磁；80年代600MHz核磁共振仪问世；90年代脉冲场梯度技术；高灵敏度的超导探头；流动注射核磁技术；高压核磁技术；丰富的多维脉冲序列等多种新手段的使用更是促进了核磁共振技术在化学领域中的应用。

内容

一、核磁共振技术简介

核磁共振是指处于外磁场中的物质原子核系统受到相应频率的电磁波作用时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。检测电磁波被吸收的情况就可以得到核磁共振波谱。其中最重要的一个概念是化学位移。化学位移的差别约为百万分之十，精确测量十分困难，现采用相对数值。以四甲基硅（TMS）为标准物质，规定：它的化学位移为零，然后，根据其它吸收峰与零点的相对距离来确定它们的化学位移值。

二、影响化学位移的因素

影响化学位移的因素有多种，现简单介绍如下。

诱导效应

分子中某一氢核的化学位移与该核外层的电子云密度有很大的关系，电子云密度越大，所产生的感应磁场越大，核的实受磁场越弱，即受到的屏蔽作用越大。通常把电负性引起的去屏蔽作用叫做诱导效应。与质子相连元素的电负性越强，吸电子作用越强，价电子偏离质子，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现。

共轭效应

苯环上的氢被推电子基（如CH3O）取代，由于p-共轭，使苯环的电子云密度增大，值高场位移。拉电子基（如C=O，NO2）取代，由于-共轭，使苯环的电子云密度降低，值低场位移。

２ｏ０８年第６期　实　验　室　科　学　２００８年１２月出版　

超声辐射技术合成２一甲基一２一己醇　

姜文清　

（苏州大学化学化工学院江苏苏州２１５１２３）　

摘要：主要介绍在制备２一甲基一２一己醇的实验教学中采用超声辐射技术合成。实验结果表　明，超声辐射下，溶剂及反应物无需处理、不需加碘引发，具有操作简便、实验时间短、产率　高等优点。　关键词：超声辐射；２一甲基一２一己醇；声化学；合成　

声化学被认为是绿色化学，无二次污染、设备　

简单、应用面广，近二十年来已受到人们越来越多　

的关注，声化学已成为一个蓬勃发展的研究领域。　超声波能加速均相反应，也能加速异相反应，特别　

是对金属参与下的异相反应影响更为显著¨　。因　

此，我们把超声辐射技术引入实验教学中，改进大　

学本科基础有机化学实验中２一甲基一２一己醇的　

合成。实验结果表明，利用超声辐射合成，与传统　

方法　～　相比，无水乙醚不需处理、不需加碘引发、　

反应物也无需干燥，具有操作简便、反应条件温和、　

缩短反应时间、提高产率等优点。　

１．材料与方法　

１．１．主要仪器与试剂　美国尼高立ＭａｇＮａ—ＩＲ５５０型傅立叶红外光　谱仪（ＫＢｒ压片），美国瓦里安ｃＰ一３８ｏ０型气相色　

谱仪，上海ｗＡＹ一２ｓ型阿贝折射仪，昆山ＫＱ一　５ｏ０型超声波清洗器及常规合成仪器；镁条、无水　

乙醚、正溴乙烷、丙酮、乙醚、碳酸钠、无水碳酸钾、　

无水氯化钙、钠等均为分析纯试剂。　

１．２．２一甲基一２一己醇的合成　

（１）实验原理　

合成２一甲基一２一己醇的反应式如下：　

ｃｎ，ｃｎ　ｃｎ　ｃｎ　ｓｒ　＋　Ｍｓ——　ｉ　；　—一ｃｎ，ｃｎ。ｃｎｚｃｎｚＭｓｎｒ　

ｏ　｝ｌ　ｏＭｇＢ　Ｈ３ｃ—ｃ—ｃＨ３　Ｉ　一　一　：　，　６Ｈ　ＯＭ　Ｂｆ　ｃＨ３一｛一ｃＨ，Ｃ　ｍ　ｌ　ＣＨ　＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●　写相应的控制程序，调试后上传，进行实验，包括电机　

甲酯化方法的异同

甲酯化是一种常见的有机合成反应，它通常涉及将甲酸与一种醇反应生成对应的酯化合物。甲酯化反应在工业上具有广泛的应用，可以用于生产饱和脂肪酸甲酯，作为可再生能源的生物柴油，或者用于生产香精和药物等化合物。甲酯化方法有很多不同的变体，根据具体反应条件和催化剂的选择，其反应机理和效果也有所不同。以下将分别介绍几种常见的甲酯化方法，并比较它们之间的相似之处和差异之处。

1. 酸催化甲酯化方法:

酸催化甲酯化反应是最常用的甲酯化方法之一。在此类反应中，通常使用强酸作为催化剂，如硫酸、磷酸或氯化铵等。这些酸具有促进酯化反应的活性位点，从而加速反应的进行。以甲酸为例，酸催化甲酯化反应的机理通常可以分为两步：首先是酸催化的甲酸质子化步骤，生成活性甲酸离子；然后是甲酸离子与醇发生酯化反应，生成酯化产物。酸催化甲酯化方法的优点是条件温和，反应速度快，但其缺点是催化剂与反应物很难分离，容易造成环境污染。

2. 酶催化甲酯化方法:

酶催化甲酯化是一种比较新的方法，它利用酶作为催化剂来促进甲酯化反应的进行。例如，利用酯酶可以将甲酸与醇催化生成酯化产物。酶催化甲酯化方法的优点是催化剂活性高，催化剂与反应物容易分离，避免了环境污染。此外，该方法对温度和压力的要求也较低，具有较好的反应适应性。不过，酶催化甲酯化还面临着酶的稳定性和成本等问题。

3. 碱催化甲酯化方法:

与酸催化法相比，碱催化甲酯化方法使用碱作为催化剂。这种方法通常使用碱金属氢氧化物，如钠氢氧化物和钾氢氧化物。在反应中，碱催化剂作为酸的对应碱，能够与酸中的质子结合形成对应的碱盐。碱催化甲酯化反应的机理与酸催化方法类似，也主要分为两个步骤：碱质子化和酯化。不同的是，碱催化法中的碱催化剂比强酸更容易与反应产物分离，减少了催化剂的残留。

总的来说，甲酯化方法在酸、酶和碱的催化下，都可以有效实现甲酯化反应。这些方法都有各自的特点和应用领域。从反应机理的角度来看，它们都需要先将甲酸质子化，再与醇发生酯化反应。而从操作性能的角度来看，酸催化法反应速度快，但容易造成环境污染；酶催化法对温度和压力的要求较低，但酶的成本和稳定性等方面存在困难；碱催化法催化剂易与反应产物分离，可以减少催化剂的残留。因此，在选择合适的甲酯化方法时，需要根据具体情况和要求来综合考虑。

超声辐射合成苯亚甲基苯乙酮的研究

阿布力米提·阿布都卡德尔;孙亚栋;张永红;张增鹏

【摘 要】以乙醇为溶剂,苯甲醛和苯乙酮为原料,在无机碱NaOH为催化剂作用下通过超声辐射合成了苯亚甲基苯乙酮,产物经IR和1HNMR分析表征,并考察了原料配比、催化剂用量、超声辐射时间和功率等因素对产物收率的影响.实验结果表明,当苯甲醛与苯乙酮的的摩尔比为1:1,催化剂的用量为8.3 mL,超声波辐射功率为700W,超声波辐射40 min,苯亚甲基苯乙酮产率达92％.此合成方法与传统的合成方法相比,具有反应时间短、产率高、易纯化、物耗低及污染少等优点,体现了有机合成教学绿色化的改革目标.%Benzylidene acetophenone was synthesized

with ethanol as solvent,benzaldehyde and acetophenone as raw material

and inorganic alkali NaOH as catalyst under ultrasonic radiation.The

products were characterized by IR and 1HNMR analysis.Meanwhile,the

raw-material ratio,the amount of catalyst,ultrasonic irradiation time and

other factors on the yield were examined as well.Experimental results show

that when the molar ratio of benzaldehyde and acetophenone is 1:1,the

amount of catalyst is 8.3 mL,ultrasonic radiation power is 700 W,for 40