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材料科学与工程学院本科生课程论文课程名称论文题目：点击化学及其应用学生姓名：杨一昭学号：201230320221所在学院：材料科学与工程提交日期: 2014.12.19点击化学及其应用摘要：“Click chemistry”[1],常译成“点击化学”,是2001年诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless提出的一种快速合成大量化合物的新方法,是继组合化学之后又一给传统有机合成化学带来重大革新的合成技术关键词：点击化学，原位点击人类在21世纪的最大课题之一是保护环境。
橡胶、塑料和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多不能自然分解，其废弃物会造成白色污染。
20世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(Poly Lactic Acid，PLA)是其中最有发展前景的一种，它是一种真正的新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料【1】1点击化学的提出一个可成药化合物应满足以下条件：含有不少于30个非氢原子，分子量不小于500 D，由c、N、O、P、s、cl和Br组成，在室温下稳定和对水、氧稳定等。
1996年cuid等”1通过计算机模拟计算得出具备此条件的化台物有1矿个；然而，到目前为止已知的满足此条件的化合物仅有1 06—107个，即只有很少的药物被开发出来。
从20世纪末开始，随着新药物需求的增长和高通量筛选方法的出现，使大量新型分子的台成成为化学合成的迫切任务．建立分子库、发展分子多样性成了重要的课题。
借助现代技术的力量，手性技术、高通量筛选等新技术正在快速提高化学合成药物的质量和开发速度。
1990年代的新兴技术——缝合琵学…是这努越粒一矮重要技术，毽在结梅类型多样性上还有稂夫的局限性，艇它比传统合成化学更依赖于单体官能团间的反应。
点击化学的提出，则顺应了化学合成对分子多样性的要求。
2 点击化学的反应特征点击化学实质是指选用易得原料，通过可靠、高效而又具选择性的化学合成来实现碳杂原子连接(c—x—c)，低成本、快速合成大量新化合物的一套可靠的合成方法。
【要点解读】碳原子位于周期表第Ⅳ主族第二周期，碳原子最外层有4个电子，碳原子既不是失电子、也不易得电子．有机物种类繁多的原因，主要由C原子的结构特点决定．其成键特点是：(1)在有机物中，碳原子有4个价电子，价键总数为4；(成键数目多)(2)碳原子既可以与其它原子形成共价键，碳原子之间也可相互成键，既可以形成单键，也可以形成双键或三键．(成键方式多)①碳原子间的成键方式：C-C、C=C、C≡C②有机物中常见的共价键：C-C、C=C、C≡C、C-H、C-O、C=O、C≡N、C-N、苯环；③在有机物分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子，连接在双键、叁键或在苯环上的碳原子(所连原子的数目少于4)称为不饱和碳原子；④C-C单键可以旋转而C=C不能旋转(或三键)(3)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环，碳链和碳环还可以相互结合．【重难点指数】★★★★【重难点考向一】价键规律【例1】下列结构中，从成键情况看，不合理的是()A．B．C．D．【答案】B结构，故D正确；故选B。
【重难点点睛】考查有机物的机构特点，依据各种元素原子达到稳定结构所需成键的数目判断，氮原子形成3个共价键达到稳定结构，碳原子和硅原子形成4个共价键达到稳定结构，硫原子形成2个共价键达到稳定结构，氢原子形成1个共价键达到稳定结构，氧原子形成2个共价键达到稳定结构。
【重难点考向二】不饱和度【例2】某烃分子中结构含一个苯环、两个碳碳双键和一个碳碳三键，它的分子式可能为() A．C9H12B．C17H20C．C20H30D．C12H20【答案】B【解析】苯环的不饱和度为4，碳碳双键是1，碳碳三键的不饱和度为2，所以某烃的结构式中含有一个苯环、两个碳碳双键和一个碳碳三键它的不饱和度为8，C10H12、C12H16、C17H20、C20H28的不饱和度分别为：5、5、8、7，故选B。
【名师点睛】考查不饱和度的概念及应用，某烃的结构式中含有一个苯环、两个碳碳双键和一个碳碳三键它的不饱和度为8，苯环的不饱和度为4，碳碳双键是1，碳碳三键的不饱和度为2，据此计算回答。
碳正离子与碳负离子的对比一、碳正离子1.碳正离子的产生碳正离子可以认为是通过C-C 单键中一对电子的异裂形成的，式中X 代表卤素。
碳正离子中带正电荷的碳原子是sp 2 杂化，三个杂化轨道呈平面排列与其他原子或基团成键，键角约为120o ，有一个垂直于此平面的空p 轨道，这个空的P 轨道与化学性质密切相关。
B碳正离子很不稳定，需要电子来完成八隅体构型，因此任何给电子的因素都能使正电荷分散而稳定，任何吸电子的因素均能使正电荷集中而更不稳定。
故而R 的共轭效应，给电子的诱导效应和立体效应，以及烷基的超共轭效应都能对碳正离子起稳定作用。
2.碳正离子的稳定性烷基有给电子的诱导效应，故带正电荷的碳上的烷基越多，给电子的诱导效应越大，使正电荷越分散而稳定。
还有超共轭效应，也使得碳正离子更稳定。
P-π共轭也能使正电荷分散而稳定，碳正离子与不饱和的烯或芳基相连时，共轭体系越多，碳正离子越稳定。
(CH 3)3C +>(CH 3)2C +H>CH 3C +H 2>C +H 3 (CH 2=CH)3C +>(CH 2=CH)2C +H>CH 2=CHC +H 2由于碳正离子中带正电荷的碳原子是sp 2 杂化，桥头碳原子由于桥的刚性结构，不形成具有平面三角形的SP 2轨道的碳正离子，即使能形成也很不稳定。
3.碳正离子的反应（1）与与亲核试剂结合：R ++Nu —→R —Nu （2）消除邻位碳上的一个质子而形成烯烃：（3）和烯烃加成形成更大的碳正离子：R 3CXR 3C+XoC +3C +2HC+H 2>>CHC+C CR ++C CC C +R（4）使芳香环烷基化：（5）重排成为更稳定的碳正离子：在有碳正离子的反应中，例如S N 1中，其反应机理如下：R 33C ++X _ R 3C ++N u 3CNu由于碳正离子的平面结构，带正电的碳原子上有一个空的P 轨道，如果该碳原子上连接着三个不同的基团，由于亲核试剂从平面两边进攻的机会相等，因而可以得到“构型保持”和“构型翻转”两种化合物如下：S N 1反应中还包含了碳正离子的另一个重要的反应—重排反应，如上面已给的图中，由一级碳正离子转变为三级碳正离子就是一个重排反应。
重排反应7 重排反应重排反应指同⼀分⼦内，某⼀原⼦或基团从⼀个原⼦迁移到另⼀个原⼦形成新的分⼦的反应。
利⽤重排常常可以合成⽤其它⽅法难以合成的物质。
其反应机理不外乎亲核、亲电和⾃由基⼏种。
按其迁移的⽅式⼤致可分为从碳原⼦到碳原⼦的重排、从碳原⼦到杂原⼦的重排以及从杂原⼦到碳原⼦的重排等⼏种。
7.1从碳原⼦到碳原⼦的重排从碳原⼦到碳原⼦的重排使碳⾻架发⽣变化。
其中典型的重排包括亲核1,2-重排和亲电1,2-重排。
前者包括Wagner-Meerwein重排和Pinacol重排；后者包括Wolf和Arndt-Eistert重排等。
7.1.1Wagner-Meerwein重排在质⼦酸或Lewis酸催化下形成的碳正离⼦中，烷基、芳基或氢从正离⼦相邻的碳原⼦上迁移到正离⼦上的反应，称为Wagner-Meerwein重排。
⽣成更稳定的碳正离⼦或产物成为重排的动⼒。
反应⽰例：双环⼆烯酮重排为四氢萘酚。
⽤质⼦酸处理某些环外烯烃可致重排。
7.1.2 Pinacol重排酸催化下，邻⼆醇脱⽔重排为醛或酮的反应称为Pinacol重排。
(1)四取代邻⼆醇的重排如果四个取代基相同，得单⼀产物。
如果是对称的邻⼆醇，产物分配主要取决于迁移基团的迁移能⼒。
迁移能⼒可能与亲核能⼒正相关。
⼀般⽽⾔，芳基>烷基>氢。
对位供电⼦基取代的芳基>未取代的芳基>邻位取代的芳基(空间障碍)。
如果是不对称的邻⼆醇，产物分配主要取决于形成的碳正离⼦的稳定性，与迁移基团的迁移能⼒关系不⼤。
不对称Pinacol重排的选择性不是太好，常常得到混合物，在药物合成上的意义不太⼤。
(2)三取代邻⼆醇的重排对于三取代的邻⼆醇，其中的叔碳上形成的碳正离⼦较稳定，所以⼀般是仲碳上的基团(或氢原⼦)迁移。
如果需要叔碳上的基团迁移，可采⽤衍⽣物法在碱性条件下重排。
(3)脂环上的邻⼆醇重排羟基位于脂环上的邻⼆醇的重排常导致脂环结构的变化。
螺环的形成：羟基共环的情形：如上，对于羟基共环的情形，总是处在离去的羟基反式的基团迁移，这在⼀定程度上说明Pinacol重排可按分⼦内SN2机理进⾏。
分子碘催化的以碳-氢键直接官能化的方式进行的碳-杂原子键形成反应韦海龙，刘雪梅，王满学(西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065)Molecular-Iodine-Catalyzed C –X Bond Formation Reactions by Direct C-HFunctionalizationWei Hailong,Liu Xuemei,Wang Manxue(College of Chemistry and Chemical Engnerring,Xi’an Shiyou University,Xi’an 710065,China)Abstract:Formation of carbon-heteroatom bond is one of the important group anic synthesis based on C-H functionalization can simplify starting materials,shorten the reaction process,and achieve the target products which are difficult to be prepared by conventional methods.It is the most economical,concise and effective pathway,which is consistent with the modern concept of atomic economy.Molecular iodine is a mild Lewis acid and strong oxidant,which is cheap,commercially available,non-toxic and environmentally friendly.In this paper,molecular iodine mediated carbon-heteroatom bond forming reactions though the direct functionalization of carbon-hydrogen bonds reported in recent years are reviewed.Keywords:carbon-heteroatom bond ；carbon-hydrogen bond ；functionalization ；molecular iodine碳-氢键的直接官能化是化学家们感兴趣的研究领域之一。
碘在现代的催化氧化摘要：本文综述了碘介导的催化氧化的起源并且给这个年轻的研究领域做了一个全面的概述。
重点是从两个官能化的C-H键和X-H键开始的氧化C-X键形成反应。
另外，碘-介导的氧化的多米诺反应将被讨论。
1引言2为什么用碘？3 C–N键的形成3.1氮杂环丙烷类化合物3.2芳香环的氧化胺化3.3 sp3杂化的C-H键的氧化胺化3.4 氧化酰胺化和酯化4 C-O和C-S键的形成5 C-C键的形成7氧化多米诺反应8结论关键词：碘，极性反转，交叉耦合，氧化，均相催化1引言氧化偶合反应，用以形成新的碳-碳键（C-C）或碳-杂原子键（C-X）在有机合成中是重要的，同时代的的转换。
特别是，用一个C-H键和一个X-H键氧化建造一个新的C-X键（称为交叉脱氢偶联反应，或CDC），无需事先两个反应伙伴之一的官能化，是一种有效的转化，以满足大部分现代和环境友好化学的要求。
然而，许多这些氧化偶联反应涉及到使用昂贵且有毒的作为氧化催化剂的过渡金属，特别是钯，钌，铱，钒，铜或铁[1]。
不含过渡金属的氧化偶联反应尚不多见[2]。
作为一种替代方法，也可以作为一种过渡金属的补体，碘和其盐，已被证明在氧化偶合反应中是有效的介质(Scheme 1)。
简单碘化物盐的催化量的组合，特别是四烷基铵碘化物，和易于处理的氧化剂如叔丁基过氧化氢或过氧化氢的组合已被证明是一种多用途的氧化偶合反应的催化剂。
Scheme 1 碘的催化氧化偶联反应本文综述了这个新兴而快速增长的研究领域。
这篇文章的部分被分为C-X键形成的性质，其中X可以是碳，氮，氧或硫。
最后，在氧化多米诺反应中作为介质和催化剂的碘的作用被突显。
只有反应中，用碘作为催化剂或介质的氧化耦合作用进行了讨论。
碘包含在一个最终反应产物中的转换不包括在本文中[3]。
各种非常有趣的高价碘化合物在氧化催化中也被省略[4,5]。
然而，在过多碘介导的氧化转化前分析，在碘介导的氧化催化背后的基本理念和原则进行了简要讨论。
二硫化硒反应一、二硫化硒反应的机理二硫化硒（SeS2）是一种重要的化学反应剂，其在化学反应中具有独特的作用机理。
当二硫化硒参与到反应中时，其通常作为氧化剂或还原剂，通过提供或接收电子来实现化学键的转移。
在二硫化硒反应中，其通常与有机化合物进行反应，通过夺取或给予电子，将有机化合物进行氧化或还原。
这一过程涉及到电子的转移，通常伴随着化学键的断裂和形成。
具体来说，当二硫化硒作为氧化剂时，它可以接收电子，使自身从SeS2转化为SeS2-或更低态的硫化硒。
与此同时，与其反应的有机化合物中的碳-碳键或碳-杂原子键发生断裂，形成新的化合物。
另一方面，当二硫化硒作为还原剂时，它可以提供电子，将自身从SeS2转化为SeS2+或更高态的硫化硒。
与此相反，与其反应的有机化合物中的碳-碳键或碳-杂原子键得以形成，从而生成新的化合物。
二、影响二硫化硒反应的因素1.温度：温度对二硫化硒反应有显著影响。
高温条件下，分子间的碰撞频率增加，从而提高反应速率。
然而，过高的温度可能导致副反应增多，降低产物的纯度。
2.压力：压力对二硫化硒反应的影响相对较小，但在某些特定反应中，压力的变化可能会影响反应的选择性或产率。
3.溶剂：溶剂的种类和浓度对二硫化硒的反应速率和产物分布具有重要影响。
选择合适的溶剂可以促进反应的进行，提高产物的纯度和收率。
4.催化剂：催化剂能够降低反应活化能，提高反应速率。
在二硫化硒反应中，选择适当的催化剂可以优化反应条件，提高产物质量。
5.原料浓度：原料浓度的增加通常会导致反应速率的加快和产物浓度的提高。
然而，过高的原料浓度可能导致副反应增多，降低产物纯度。
6.配体：配体在二硫化硒反应中能够与中心金属离子相结合，影响其电子结构和反应性能。
选择合适的配体可以调控反应历程，提高产物选择性。
7.光照或微波条件：在某些二硫化硒反应中，光照或微波条件能够促进反应的进行。
光或微波辐射能够提供更高的能量，使分子更容易发生电子转移和化学键断裂。
