无机合成化学总结(配武汉大学出版社《无机合成化学》)

第一篇：无机合成化学总结(配武汉大学出版社《无机合成化学》)

化工工艺09-3班

无机合成参考资料

一气体除杂净化方法

1化学除杂2气体的分级分离净化3吸附分离和净化 二什么是无水无氧操作

三溶剂的主要类型及溶液中合成的优点

溶剂分为质子溶剂，质子惰性溶剂及固态高温溶剂 在溶液中合成的优点1 使溶质充分接触 2 易流动、搅拌 3 热量均匀分散 4 对反应条件不敏感，具有稳定性

四：溶剂的选择：应考虑反应物、产物、溶剂的性质1 使反应物充分溶解A “相似者相溶” 组成、结构相似互溶性好B 规则溶液理论，溶解度参数相同或接近互溶性好（不考虑化学反应和溶剂化效应）2

产物不能和溶剂作用3 副反应少，有时需用惰性气氛N2, He 4 产物易分离，沉淀结晶易分离 5 考虑溶剂化效应使反应加快或改变化学平衡的方向

五溶剂化效应：溶剂使化学反应加快或改变化学平衡的方向的效应 拉平效应：把几种酸拉平到质子化溶剂的水平区分效应：使酸度拉开，区分出酸或碱的强弱

HA + H2O = H3O+ + A-

HClO

4H2SO4

HCl HNO3

在拉平溶剂水中浓度不大时，各种酸的 电离反应完全，[H3O+]一样

在区分溶剂醋酸中，由于醋酸酸性比水大，使各种酸的电离反应不完全，各种酸的醋酸溶液[H2Ac+]不同，显示出酸性强弱

HClO4 > H2SO4 > HCl > HNO3

惰性溶剂没有明显的酸碱性，没有拉平效应，是好的区分溶剂。六溶剂的一些提纯方法P43 七化学气相沉积的反应类型： 简单热分解和热分解反应沉积2化学合成反应沉积3 化学输运反应沉积 八化学气相沉积的反应装置： CVD装置通常可以由

①气源控制部件

②沉积反应室

③沉积温控部件

④真空排气和压强控制部件等部分组成 九获取高温方法：P57 十常用发热体的要求：温度和环境

十一热电偶原理P59 十二：热电偶材料选择要求：实用的热电偶其组成金属的绝对温差电系数必须具有相当大的差别，以便于测量所产生的电压

十三：高温反应类型：

1.高温下的固相合成反应。C，N，B，Si等二元金属陶瓷化合物，多种类型的复合氧化物，陶瓷与玻璃态物质等均是借高温下组分间的固相反应来实现的。

2.高温下的气—固合成反应。如金属化合物借H2、CO，甚至碱金属蒸气在高温下的还原反应，金属或非金属的高温氧化、氯化反应等等。

3.高温下的化学转移反应。

4.高温熔炼和合金制备。

5.高温下的相变合成。

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6.高温熔盐电解。

7.等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成。

8.高温下的单晶生长和区域熔融提纯。

十四Ellimhamt图特点：同一温度下，纵坐标越小，金属还原性越强（15,19,26号除外，图见最后）

十五：氢还原反应的分析：见后面PPT 十六：低温获取方法：通常获得低温的途径有相变制冷，热电制冷，等焓与等熵绝热膨胀等，用绝热去磁等可获得极低温的状态。十七制冷原理：等熵冷却和等焓冷却

十八：液化气体的储存：贮存液化气体的容器，根据体积的大小和用途的不同，一般有低温容器（杜瓦瓶），液化气体的贮槽。

液化气体贮槽由贮存液化气体的内容器、外壳体、绝热结构以及连接内、外壳体的机械构件组成。除此之外，贮槽上通常还设有测量压力、温度、液面的仪表，液、气排注和回收系统，以及安全设施等

十九：液化气体的转移方法：倾倒，虹吸管，铜舀，塑料或白铁做的漏斗

二十：低温的测量：不仅所选用的温度计与测量常温时不同，而且在不同低温温区也有相对应的测量温度计。这些低温温度计的测温原理是根据物质的物理参量与温度之间存在的一定关系，通过测定这些物质的某些物理参量就可以得到欲知的温度 常用的低温测量温度计有：1低温热电偶

V=KT

V:热电偶中的热电势;K:常数,温度系数

2蒸汽压温度计（基于克-克方程）

液体的蒸汽压随温度的变化而变化，因此，通过测量蒸汽压可以知道其温度。二十一：低温下气体的分离

非金属化合物的反应一般说来不可能很完全，并且副反应较多。它们的分离主要靠低温。分离的方法有五种： 低温下的分级冷凝2 低温下的分级减压蒸发3 低温吸附分离4 低温分馏5 低温化学分离

二十二：低温分级冷凝判断标准：通常认为当有一种气体通过冷阱后其蒸气压小于1.3Pa时就认为是定量地捕集在冷阱中，是冷凝彻底了；而蒸气压大于 133.3Pa 的气体将穿过冷阱，就认为不能冷凝

二十三：低温化学合成：

1、液氨中的合成2、低温下稀有气体化合物的合成3、低温下挥发性化合物的合成

液氨中发生的一些合成反应：1）液氨和碱金属反应 M + NH3(l)== MNH2 + 0.5H2

2）液氨和碱土金属 Be不反应

Mg + 2NH4+ == Mg2+ + 2NH3 + H2

Mg2+ + 4NH3 == Mg(NH2)2 + 2NH4+

不溶 3）液氨和化合物反应

BCl3 + 6NH3 == B(NH2)3 + 3 NH4Cl 2B(NH2)3 == B2(NH2)3 + 3 NH3

[Co(H2O)6]2+ + 6NH3 == [Co(NH3)6]2+ + 6H2O

二十四：静高压动高压获得方法：

1、静高压 ：利用外界机械加载方式，通过缓慢逐渐施加负荷挤压所研究的物体或试样，当其体积缩小时，就在物体或试祥内部产生高压强。由

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于外界施加载荷的速度缓慢(通常不会伴随着物体的升温)，所产生的高压力称为静态高压。

2、动高压：利用爆炸(核爆炸．火药爆炸等)、强放电等产生的冲击被，在μs～ps的瞬间以很高的速度作用到物体上，可使物体内部压力达到几十GPs以上，甚至几千GPa，同时伴随着骤然升温。这种高压力，就称为动态高压

二十五：高压下材料，无机化合物放生的变化：P91 二十六：高压下溶剂介质的变化：

二十七：软化学方法：将在温和条件下进行的反应如先驱物法，水热法，溶胶-凝胶法，局部化学反应，流变相反应，低热固相反应等称之为软化学方法。二十八：固相反应机理： 扩散—反应—成核—生长

二十九：固相反应特有规律：1潜伏期2无化学平衡3拓扑化学控制原理 4分步反应5嵌入反应

三十：固相反应与液相反应的差别：

固相化学反应与液相反应相比，尽管绝大多数得到相同的产物，但也有很多例外。即虽然使用同样摩尔比的反应物，但产物却不同，其原因当然是

两种情况下反应的微环境的差异造成的。具体地，可将原因归纳为以下几点：1产物溶解度的影响

2控制反应的因素不同

3化学平衡的影响

三十一：水热溶剂热的特点：①由于在水热与溶剂热条件下反应物反应性能的改变、活性的提高，水热与溶剂热合成方法有可能代替固相反应以及难于进行的合成反应．并产生一系列新的合成方法。

②由于在水热与溶剂热条件下中间态、介稳态以及特殊物相

易于生成，因此能合成与开发一系列特种介稳结构、特种

凝聚态的新合成产物 ③能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生成的物质、高温分解相在水热与溶剂热低温条件下晶化生成。④水热、溶剂热的低温、等压、溶液条件，有利于生长极少 缺陷、取向好、完美的晶体，且合成产物结晶度高以及易于控制产物晶体的粒度。⑤由于易于调节水热与溶剂热条件下的环境气氛，因而有利于低价态、中间价态与特殊价态化台物的生成，并能均匀地进行掺杂。

高温高压下水的作用：

① 有时作为化学组分起化学反应② 反应和重排的促进剂③起压力传递介质的作用 ④起溶剂作用 ⑤起低熔点物质的作用；⑥提高物质的溶解度⑦有时与容器反应 ⑧无毒

三十二：水热法合成反应的基本类型：

(1)合成反应

通过数种组分在水热或溶剂热条件下直接化合或经中间态发生化合反应利用此类反应可合成各种多晶或单晶材料

(2)热处理反应

利用水热与溶剂热条件处理一般晶体而得到具有特定性能晶体的反应。例如：人工氟石棉人工氟云母。(3)转晶反应

利用水热与溶剂热条件下物质热力学和动力学稳定性差异进行的反应。例如：长石高岭石；橄榄石蛇纹石。(4)离子交换反应

沸石阳离子交换；硬水的软化、长石中的离子交换；石棉的OH-交换为F-(5)单晶培育(6)脱水反应（7）分解反应

（8）提取反应

（9）氧化反应

（10）沉淀反应

(11)晶化反应

(12)水解反应

(13)烧结反应

(14)反应烧结

(15)水热热压反应

三十三： 在高温高压水热体系中，水的性质将产生下列变化：

蒸汽压变高；② 密度变低； ③表面张力变低；

④粘度变低；⑤离子积变高。

三十四：晶体定义：物质是由原子、分子或离子组成的。当这些微观粒子在三维空间按一定的规则进行排列，形成空间点阵结构时，就形成了晶体。因此，具有空间点阵结构的固体就叫晶体

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三十五：晶体的基本性质：1自范性（自范性是指晶体在适当条件下可以自发地形成几何多面体的性质。）2均一性

3各向异性（同一格子构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异，这就是晶体的异向性。）4 对称性（在晶体的外形上，也常有相等的晶面、晶棱和角顶重复出现。这种相同的性质在不同的方向或位置上作有规律地重复，就是对称性。晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。）

5最小内能（在相同的热力学条件下晶体与同种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小。）

6稳定性（晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。这就是晶体的稳定性。）

三十六：人工晶体的分类： 人工晶体按照功能不同，可粗略分为半导体晶体，激光晶体，非线性光学晶体，光折变晶体，闪烁晶体，电光、磁光、声光调制晶体，压电晶体，红外探测晶体，光学晶体，双折射晶体，宝石晶体与超硬晶体等十二类 三十七：（成核动力学）均匀成核与非均匀成核的区别： 介质体系内的质点同时进入不稳定状态形成新相，称为均匀成核作用。

在体系内的某些局部小区首先形成新相的核，称为不均匀成核作用

三十八：晶体生长理论：

三十九：晶体生长过程中（降湿法，蒸发法）的适用范围：

降温方法：溶解度和温度系数大，温度控制严格；流动法:溶解度大温度系数小;蒸发法：溶解度大温度系数小，溶剂挥发性强；凝胶法：对热敏感物质，难溶物质。

四十：无机膜的特点和应用：应用：食品生物，石化，冶金，环境治理，燃料电池，多孔陶瓷，支撑体膜的制备

四十一：两个基本膜的制备方法：

四十二：膜和孔的成型机制：

孔：胶粒堆积，分子团簇，模板制造孔

成膜机理：毛细过滤机理，薄膜形成机理。四十三：凝胶膜的干燥曲线：

四十四：多空材料的分类：1）按照国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义．多孔材料可以按它们的孔直径分为三类：小于2nm为微孔（micropore）；2～50nm为介孔（mesoporous）；大于50nm为大孔(macropore)，有时也将小于0.7nm的微孔称为超微孔。（2）而根据结构特征，多孔材料可以分成三类：无定形、次晶和晶体。

四十五：无定形、次晶、晶体材料的特征：

无定形材料：缺少长程有序、孔道不规则，孔径大小不均一且分布很宽。次晶材料：含有许多小的有序区域，但孔径分布也较宽。

晶体材料：孔径大小均一且分布很窄，孔道形状和孔尺能通过选择不同的结构来很好地得到控制。

四十六：常用的多孔无机材料的制备方法：①沉淀法，固体颗粒从溶液中沉淀出来生成有孔材料；

②水热晶化法，如沸石的制备；

③热分解方法，通过加热除去可挥发组分生成多孔材料； ④有选择性的溶解掉部分组分；

⑤在制造形体（薄膜、片、球块等）过程中生成多孔（二次孔）。

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四十七：沸石分子筛的三级结构单元：沸石具有三维空旷骨架结构，骨架是由硅氧四面体[SiO4]4-和铝氧四面体[AlO4]5-通过共用氧原子连接而成，它们被统称为TO4四面体（基本结构单元）。所有TO4四面体通过共享氧原子连接成多元环和笼，被称之为次级结构单元（SBU）。这些次级结构单元组成沸石的三维骨架结构，骨架中由环组成的孔道是沸石的最主要结构特征。

四十八：沸石分子筛合成过程中的工艺控制：影响因素有碱度，硅浓度，温度以及模板剂的种类等，比较重要的因素是碱度和硅浓度。四十九：沸石分子筛形成机理（液相和固相）：

液相机理和固相机理是生成机理的两个极端。（1）液相机理：

在溶液中成核和晶化，所有反应物溶解进入溶液，称为溶液传输机理（液相机理）。

（2）固相机理

无定形凝胶的结构重排（重结晶）成为沸石结构，液相组分不参加晶化过程，称为固相传输机理（固相机理）。

五十一：晶体和非晶的比较：

晶体和非晶体都是真实的固体，它们都具有固态的基本属性。基本的区别在于它们微观的原子尺度结构上的不同。在晶体中原子的平衡位置为一个平移的周期阵列，具有长程有序。相反在非晶态固体中没有长程序，原子的排列是极其无序的。

五十二：非晶合金的形成规律：(1)后过渡族金属和贵金属为基的合金，并含有原子分数约20%的半金属(如B，C，Si，P等)，易形成非晶合金，加Fe80B20，Au75Si25,Pd80Si20等。(2)出周期表右侧的Fe，Co，Ni，Pd等后过渡族金属以及Cu和周期表左侧的Ti，Zr，Nb，Ta等前过渡族金属组成的合金易非晶化，如Ni50Nb50，Cu60Zr40等。

(3)由周期表ⅡA族碱土金属（Mg，Ca，Sr）和B副族溶质原子(Al，Zn，Ga)等组成的合金容易形成非晶合金，如Mg70Zn30，Ca35Al65等。

(4)在共晶附近成分范围内的合金易形成非晶，图17-16中，6个相图下的长方形框中填黑部分表示易形成非晶的成分范围，可以看出往往在共晶成分附近。

若大家发现有错的或遗漏的还望及时反映。GOOD

LUCK！!

第二篇：合成化学导论名词解释总结

合成化学导论名词解释总结

第一章

1.合成化学；2.化学键；3.活力论；4.尼龙；5.多肽固相合成；6.超分子

第二章

1.交叉偶联反应；2.Heck反应；3.Heck反应的中性催化循环和阳离子催化循环；4.Sonogashira 反应；5.Suzuki 反应；6.9-BBN；7.Negishi反应；8.Turn over number（TON）；9.Stille反应；10.Kumada反应；11.烯醇离子；12.动力学控制与热力学控制；13.LDA；14.烯胺及烯胺离子；15.腙；16.亚胺；

17.叶立德；18 Wittig反应；19.碳烯（卡宾）；20.Simmons-Smith 反应；

21.Grubbs催化剂；22.烯烃换位反应；23.Schrock 卡宾；24.炔烃换位反应

第三章

1.Mitsunobu反应；2.Jones试剂；3.Collins 试剂；4.PCC 试剂；5.Swern 氧化反应；6.Sharpless不对称环氧化；7.e.e.值;8.Jacobsen epoxidation;9.单线态氧;10.Baeyer-Villiger氧化;11.催化氢化；12.Luche还原；13.超级氢化物；14.DIBAL；15.Steric Approach Control；16.Diastereomer；17.Felkin Ahn 模型；18.Enantioselectivity；19.Diastereoselectivity；20.保护基；21.硅基醚保护基;22.TMS;23.BOC；24.Click chemistry；25.1,3-偶极加成；26.Dendrimer

第四章

1.嵌段共聚物；2.逐步增长聚合；3.聚合度；4.Carothers equation；5.链增长聚合；6.Ring-Opening Metathesis Polymerization(ROMP)；7.共轭聚合物；

8.区域规整聚噻吩；9 Yamamoto polymerization；10.前躯体法合成共轭聚合物；11.固相聚合第五章

1.纳米材料；2.物理气相沉积；3.化学气相沉积；4.溶胶凝胶法；5.超临界流体；6.溶剂热合成；7.模板合成；8.沸石；9.纳米晶；10.临界成核尺寸；

11.成核功；12.Ostwald 熟化；13.富勒烯；14.碳纳米管；15.Armchair碳纳米管；16.Zig-Zag碳纳米管；17.Chiral碳纳米管；18.金属型碳纳米管；19.piranha 溶液；20.Bingle 反应

第六章

1.Sustainability；2.绿色化学；3.绿色化学十二原则；4.绿色工程的十二原则；

5.原子经济性；6.E因子；7.离子液体

第三篇：吉大无机合成与制备国家重点实验室简介

凯程考研，为学员服务，为学生引路！

吉大无机合成与制备国家重点实验室简

介

无机合成与制备化学国家重点实验室(吉林大学)于2001年经科技部批准建设并正式对外开放，实验室前身为1993年成立的教育部重点实验室。中科院院士徐如人教授任

凯程考研，为学员服务，为学生引路！

目前，实验室建立了一支具有创新精神、团结合作、充满活力的年轻研究队伍，其中2人为教育部长江学者特聘教授，4人获国家杰出青年基金，8人获教育部新(跨)世纪人才。实验室现有固定人员48人，其中研究人员41人，技术人员6人，管理人员1人。在研究人员中，有中国科学院院士2人(含兼职1人)，教授23人，副教授9人，讲师9人。实验室所在的研究集体获得了教育部“长江学者创新团队”和国家首批“创新引智计划”基地支持。

近五年以来，我们在相关研究领域的工作中取得了一系列引以为荣的成果，发表了一批具有国际影响力的研究论文。研究工作不仅被大量作为亮点介绍，或作为杂志封面，研究工作五年来被他引3000余次。研究成果“有机、聚合物体系的层状组装与功能”获得2004年国家自然科学二等奖，“新型有机电致发光材料的基础研究”获得2001年高等学校科学进步一等奖。在重视基础研究的同时，我们也非常重视研究成果向高新技术辐射，不断发展具有自主知识产权的技术，近五年来已获授权中国发明专利34项，并已经开发出一些具有应用前景和潜在应用价值的新技术。

实验室位于吉林大学前卫南区东北角，拥有超过7000平方米的实验基地和价值3000万元以上的大型仪器设备，有超过200名的博士和硕士研究生在实验室工作。我们真诚欢迎致力于超分子科学研究的国内外学者和有志之士来室参观访问，同时也欢迎广大同学报考，成为我室的研究生和博士后。

我们将继续努力以实验室作为国家科技创新体系的重要组成部分，开展高水平基础研究并向高新技术领域辐射，聚集和培养高起点超分子化学研究人才和带头人，使实验室成为重要的研究基地、学术交流基地和人才培养基地，为国家科学技术发展、经济建设和社会发展做出应有的贡献。

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第四篇：实验讲义 无机粉体的水热合成

实验8 无机粉体的水热合成

一、实验目的

1．了解无机粉体水热合成的原理； 2．掌握无机粉体水热合成的方法。

二、基本原理

纳米材料是纳米粉料经过烧结或复合得到的块体材料，可以是金属、陶瓷或复合材料。纳米材料具有传统晶体材料和非晶体材料都不具备的优良特性，例如纳米金属的高强度、高电导率和高弹性；纳米陶瓷的超塑性、低温烧结性等。自1984年德国科学家H.Gleiter教授及合作者制造出一-9种由纳米(lnm=10m)量级的超细粉料压制烧结而成的固体材料，到现在短短20多年里，包括纳米材料在内的纳米科技引起了世界科技先进国家的高度重视，并已成为连接多学科、迅速发展的研究热点。

制备纳米材料的先决条件是制出尺度在1一100nm的粉末。目前，制备纳米粉末的方法可分3大类：物理方法、化学方法和物理化学综合法。化学方法主要包括水热法、水解法、溶融法和溶胶一凝胶法等。其中，用水热法制备纳米粉体技术越来越引起人们的关注。

水热法(Hydrothermal Process)，又名热液法，是指在密封压力容器中，以水(或其它溶剂)作为溶媒(也可以是固相成份之一)，在高温(>100℃)、高压(>9.81MPa)的条件下，研究、加工材料的方法。水热法最早是在地质学领域开始应用的，之后应用于基础研究，如物理化学(相平衡、溶解度测定、矿化剂作用、反应动力学、物理缺陷等)；地球化学、矿物学与岩石学(高温高压矿物相平衡、实验岩石学、热液活动、成岩成矿模拟、地热利用等)；在应用研究，如材料制备(单晶生长、粉体制备、薄膜和纤维制备、材料合成、材料处理等)；材料加工(成型一烧结、刻蚀一抛光、陶瓷表面金属化等)；材料评价(器皿水热腐蚀与破坏)；废物处理(垃圾再生、核废料固定等)以及新型建筑材料等众多方面得到广泛的应用和发展。

1.水热法原理和装置（1）水热法原理

水热法制备纳米粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行。高温时，密封容器中一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。外加压式高压釜则通过管道输人高压流体产生高压。为使反应较快和较充分进行，通常还需在高压釜中加人各种矿化剂。水热法一般以氧化物或氢氧化物作为前驱体，它们在加热过程中的溶解度随温度升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。严格说来，水热技术中几种重要的纳米粉体制备方法或反应过程的原理并不完全相同，即并非都可用这种“溶解一沉淀”机理来解释。反应过程中有关矿化剂的作用、中间产物和反应条件对产物的影响等问题尚不十分清楚。

水热法最大的特点在于反应发生在高温高压流体中，因而溶媒的性质和高压反应装置的研究非常重要。水热法借助高压釜可以获得通常条件下难以获得的几个纳米到几十纳米的粉末。水热法制得的粉体粒度分布窄，团聚程度低，成份纯净，而且制备过程污染小、成本低。

（2）高压釜

水热法的必备装置是高压反应器一高压釜。高压釜按压力来源可分内加压式和外加压式。内加压是靠釜内一定填充度的溶媒在高温时膨胀产生压力，而外加压式则靠高压泵将气体或液体打人高压釜产生压力。高压釜按操作方式可分间歇式和连续式。间歇式是在冷却减压后得到产物，而连续式可不必完全冷却减压，反应过程是连续循环的。间歇式和连续式水热反应装置分别示于图1、2。

粉体制备常用间隙式高压釜，高压釜材料的选用情况对于温度、压力、耐腐蚀和水热反应时间的限制起决定作用。高压釜的寿命、可靠程度依赖于高压釜设计、选用材料成份和性质、使用温度和压力以及使用频率等。高压釜常用的材料是低碳钢、不锈钢、合金钢等。为了防止内封流体对釜腔的污染，一般高压釜还针对不同的溶媒加相应的防腐内衬，如A1203衬、R衬，Teflon衬等。

2.水热法制备纳米陶瓷粉体方法

水热过程制备纳米陶瓷粉体有许多不同的途径，它们主要有：水热沉淀、水热结晶、水热合成、水热分解、反应电极埋弧和水热机械一化学反应。

水热法制粉工艺具有能耗低、污染小、产量较高、投资较少等特点，而且制备出的粉体具有高纯、超细、自由流动、粒径分布窄、颗粒团聚程度轻、晶体发育完整并具有良好的烧结活性等许多优异性能。

（1）水热沉淀(Hydrothermal Precipitation)水热沉淀是水热法中最常用的方法。制粉过程通过在高压釜中的可溶性盐或化合物与加入的各种沉淀剂反应，形成不溶性氧化物和含氧盐的沉淀。操作方式可以是间歇的，也可以是连续的。制粉过程可以在氧化、还原或惰性气氛中进行。

（2）水热结晶法（Hydrothermal Crystallization）

水热结晶法是以非晶态氢氧化物、氧化物或水凝胶作为前驱物，在水热条件下结晶成新的氧化物晶粒。这种方法，可以避免沉淀一锻烧和溶胶一凝胶法制得的无定形纳米粉体的团聚，而且也可作为用这两种方法或其它方法制备的粉体解团聚的后续处理的重要步骤。

(3)水热合成（Hydrothermal Synthesis）

水热合成是将二种或二种以上成份的氧化物、氢氧化物、含氧盐或其它化合物在水热条件下处理，重新生成一种或多种氧化物、含氧盐的方法。

(4)水热分解（Hydrothermal Decomposition）

氢氧化物或含氧盐在酸或碱溶液中，水热条件下分解，形成氧化物粉体；或氧化物在酸或碱溶液中再分散为细粉的过程称水热分解。

（5）水热机械一化学反应（Hydrothermal Mechanochemical Reaction）

水热机械一化学反应是一种在水热条件下，通过安装在高压釜上的搅拌棒搅动放置于高压釜中的球体和溶媒，并同时实现化学反应生成微粉粒子的方法。借助机械搅拌可以防止生成的微晶过分长大。

水热法是制备高质量纳米陶瓷粉体极有应用前景的方法。业已通过水热法，在不同温度、压力、溶媒和矿化剂条件下实现了多种不同成份纳米级陶瓷粉体制备。但总体说来，水热条件下纳米粉体制备工艺，包括粉末粒径及分布的有效控制、粉末的分散和表面处理，以及纳米粉末形成过程与机理、水热法纳米材料合成等问题仍在探索和发展阶段。在另一方面，受水热过程物理化学变化的限制，目前制出的纳米粉体多是氧化物、含氧盐以及羟基化合物。研究广泛用于现代陶瓷材料的氮化物、碳化物、硼化物、硅化物等纳米粉体的水热法原理和工艺有重要意义。

三、实验器材

1.高压水热反应器（水热釜）1个 2.磁力搅拌器 1台

3.烧杯 400ml 1只；200ml 1只 4.量筒 100ml 1只 5.移液管 20ml 1支

6.胶头滴管、玻璃棒 各1支 7.洗瓶 1个

8.电热鼓风干燥箱（最高温度300℃）

9.抽滤装置（抽滤漏斗、抽滤瓶、真空泵）1套

高压水热反应器（水热釜）

四、实验步骤

本实验在吸取前人研究成果的基础上，以廉价的钛酸四丁酯(Ti(C4H9O)4)，氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)为原料，通过加入氢氧化钠（NaOH）作为矿化剂，利用水热反应方法来制备纳米钛酸钡粉体。

如果条件允许，可进一步研究各种反应因素对产品的影响规律，以及通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等检测手段对产品晶体进行分析。

1.水热反应制备钛酸钡纳米粉体流程图 2.操作步骤

按照钛钡之摩尔比为1：1进行实验，计算各原料的用量；NaOH浓度为2~10mol/L，本实验可选用10mol/L。

（1）称取一定量的八水合氢氧化钡和氢氧化钠；加到200ml烧杯中，加入50ml蒸馏水，搅拌使之尽可能溶解；

（2）量取40ml无水乙醇，加入到400ml烧杯中（洁净干燥的烧杯，先放入1枚搅拌磁子）；（3）用移液管量取一定量的钛酸四丁酯溶液，加到盛有40ml无水乙醇的烧杯中，置于磁力搅拌器上，开启磁力搅拌器，调节适当的转速，进行强力搅拌；

（4）在强力搅拌状态下，将氢氧化钡与氢氧化钠混合溶液，逐次小量滴加到钛酸四丁酯乙醇溶液中，控制滴加速度，控制沉淀物的产生；

（5）在将氢氧化钡与氢氧化钠混合溶液全部滴加完毕后，继续强力搅拌，直至得到均匀的混合溶液；

（6）测试溶液的PH值，要求溶液PH值在12以上（必要时添加氢氧化钠调节）；

（7）根据高压水热反应器（水热釜）容量，将溶液倒入其内腔中，要求填充率在70%左右；不足时，可加入蒸馏水补充，但应注意保持溶液PH值在12以上；

（8）将反应釜内腔装入反应釜金属壳体中，按反应釜结构要求装好、旋紧上盖；

（9）将装好溶液的反应釜平稳地放到干燥箱中，调节温度220℃，开始加热，在220℃保温2hr；然后关闭烘箱电源；

（10）反应完毕，取出水热釜，冷却到室温后，打开上盖，取出内胆；

（11）将水热反应完毕的溶液倒入真空抽滤装置（铺好滤纸）的抽滤漏斗中，利用36%醋酸洗滤3—5遍，然后用蒸馏水清洗直中性；

（12）将洗滤得到的产物，小心移入小烧杯中，自然干燥或烘干即得到钛酸钡纳米粉体。

必要时，可通过XRD、SEM、TEM以及粒度分析等手段，对水热反应得到的钛酸钡纳米粉体进行分析表征。

五、注意事项

1.实验过程中要认真、仔细操作；

2.要严格按照高压水热反应器（水热釜）的结构要求进行装配； 3.注意反应釜内溶液的添加量一般不得超过其总有效容积的90%；

4.水热反应为高压反应，要注意反应温度的控制及反应体系的选择，确保整个反应系统的安全控制。

六、思考题

1.水热法合成无机材料粉体的主要特点是什么？

2.为什么高压水热反应器（水热釜）中溶液的添加量一般不得超过其有效容积的90%？ 3.本实验中，水热反应后的产物，为何要用36%醋酸进行洗滤？

第五篇：有机合成化学研究进展课程论文

有机合成化学研究进展

课 程专业： 姓名： 学号：

文

论

有机合成化学研究进展

摘要

有机化学是化学科学中的一个十分重要的二级学科。有机化学作为一门中心学科，它的发展不仅与化学学科的发展直接相关，而且也不断地影响和促进着其它自然科学学科的发展。同样，有机化学作为一门实用性学科，其发展一直影响着人类社会的发展。有机化学与人类社会发展息息相关，与国民经济建设密切相连。我国有机化学事业在近年来得到显著发展，从事有机化学和与有机化学相关研究工作的人员越来越多，研究工作水平不断提高。通过对我国有机化学学科近2年发表的研究论文进行了系统检索，本报告总结了有机反应、有机合成化学、天然产物化学、元素有机和生物合成等有机化学研究领域的主要进展。

关键词 有机反应；有机合成化学；天然产物化学；元素有机

1碳-氢键活化

在比较惰性的碳-氢键活化方面，中国科学院上海有机化学研究所(本文以下简称为上海有机所)刘国生课题组通过在氧气存在下，金属钯催化烯丙基位碳-氢键的活化，实现了烯烃的烯丙位氨化反应，提供了一种从简单的烯烃原料合成烯丙胺的方法[1]。

在芳香烃的碳-氢键活化方面，北京大学化学系施章杰课题组通过芳香烃上的导向基团，在金属钯和氧化剂共同催化下，使芳香烃的碳-氢键活化，实现了一般芳香烃的直接芳基化，从而形成新的碳-碳键[2-5]。加成-环化反应及串级反应

上海有机所麻生明课题组继使用2种不同联烯的加成-环化反应生成α,β-不饱 和γ-内酯[6]之后，又通过金属钯催化联烯的加成-环化反应，生成了高张力的氮杂四员环[7]。

华东师范大学化学系张俊良课题组发展了一种钯催化三组份加成-环化-偶联的高效合成多取代呋喃的方法[8]。

兰州大学化学系梁永民课题组通过钯催化加成-环化-偶联的串级反应，一步构建了苯并螺环，为合成此类化合物提供了一种有效方法[9]。

上海有机所赵刚课题组研究了一系列邻炔基醛类化合物与有机锌试剂的加成环化串级反应。对于邻炔苯甲醛类底物，立体选择性得到了5-exo-dig型的成环方式，而对邻位的脂环炔烯醛类底物，则只生成并环的四取代类呋喃产物[10]。

上海大学郝建课题组巧妙地通过一锅法串级反应，在PPh3/CCl4/Net3/70℃反应条件下，对o-氨基苯乙醇类底物进行环合，合成得到了N-酰基二氢吲哚类产物[11]。

天津大学马军安课题组利用催化Nazarov环化和亲电氟化的串级反应，立体选择性地合成了多取代的吲哚酮类产物[12]。烯丙基反应

北京大学焦宁课题组发现，和正常的Heck反应相反，在没有配体存在下的钯催化烯丙基酯的Heck反应中，离去基团没有发生消除而是被保留了下来[13]。

上海有机所侯雪龙课题组以芳香酮的烯丙基化反应为研究对象，实现了此类化合物的高立体选择性的α-烯丙基化[14]。

上海有机所卿凤翎课题组首次通过分子设计，利用Reformatskii-Claisen反应、烯烃复分解成环反应、钯催化烯丙基化反应等步骤合成了3’,3’-二氟-2’-羟甲基-4’,5’-不饱和环状核苷分子[15]。不对称加成

华东师范大学化学系胡文浩课题组通过Rh/Zr协同催化重氮乙酸酯、醇和醛的三组份不对称加成，生成了高对映和非对映选择性的α，β-二醇羧酸酯[16]。

南开大学化学系周其林课题组发展了一种铜盐在手性螺环双噁唑啉存在下重氮乙酯与酚(或)水的不对称碳－氢键插入羟基反应，生成了高对映选择性α-羟基酸酯[17,18]。手性反应

上海有机所林国强课题组从环辛二烯经过关键酶拆分和有关化学转化制备C2对称的手性环戊烯并环双烯的新型手性配体，在金属铑催化芳基硼酸对磺酰亚胺反应得到高对映选择性手性仲胺[19]。

有机催化剂催化的反应

赵刚课题组利用廉价易得的脯氨酸衍生的氨基醇有机小分子催化剂，以过氧叔丁醇为氧化剂，实现了没有金属参与的烯酮高对映选择性的环氧化，为合成手性环氧化合物提供一种实用的合成方法[20]。

上海有机所刘金涛课题组利用有机小分子催化，成功实现了含三氟甲基的α,β-不饱和酮与一般甲基酮之间的对映选择性醛醇反应，ee值高达95%[21]。大环合成

上海有机所陈庆云院士课题组首次利用锌粉还原β-四(三氟甲基)-meso-四苯基铜(Ⅱ)卟啉，得到了具有相对稳定的20π电子非芳香体系的isophlorin，产物结构通过了单晶衍射的确认，从而首次以实验结果证实了半个世纪前有机合成大师Woodward在研究叶绿素合成时提出的具有20 π电子的N,N’-二氢卟啉(N,N’-dihydroporphyrin or isophlorin)的假想结构[22]。

天然产物全合成

上海交通大学邓子新院士和周秀芬教授领导的课题组是国内较早从事天然产物生物合成研究的团队之一，他们针对的对象主要以农用抗生素为主。在率先发表了井岗霉素(Validamycin A)生物合成基因簇的基础上，他们通过体内基因置换与体外生化相结合的方法阐明了糖基转移酶Val G和激酶Val C的功能；在报道南昌霉素(Nanchangmycin)生物合成基因簇的基础上，发现并系统研究了一个特殊的负责聚醚化合物生物合成中催化聚酮链解离的硫脂酶，并提出了可能的后饰-解离机制；通过对聚烯化合物杀假丝菌素(Candicidin)生物合成途径中聚酮合成酶功能域的调控，阐明了系列化合物的结构和可能的合成机制。另外，他们还克隆了肽核苷类抗生素灭粉霉素(Mildiomycin)的生物合成基因簇[23]。

上海有机所的刘文研究员课题组和唐功利研究员课题组合作，从事结构新颖的复杂聚酮、聚肽化合物的生物合成研究。他们克隆了抗肿瘤化合物番红霉素(Saframycin A)、阿进霉素(Azinomycin B)和替曲卡星(Tetrocarcin A)的生物合成基因簇，提出了可能的生物合成途径，为进一步系统研究包括非蛋白源氨基酸、螺乙酰乙酸内酯等独特结构单元的生物合成机理和抗肿瘤天然产物的组合生物合成奠定了基础。另外，中国科学院微生物研究所的谭华荣研究员课题组的尼可霉素(Nikkomycin X)、杨克迁研究员课题组的嘉德霉素(Jadomycin B)以及中国协和医科大学王以光研究员课题组的格尔德霉素(Geldanamycin)，对生物合成基因簇中部分基因功能的研究均取得了进展。

结语

目前我国有机化学学科的科研人员在国际有影响的学术期刊发表学术论文的数量、质量不断增加、提高。与此同时，有机化学学科为国家国民经济建设服务的研究工作成果也不断涌现。为解决我国甾体药物工业生产中的重大环境污染问题(即应用了长达近60年的甾体皂甙元铬酐氧化降解生产技术、每年产生约8000t含金属铬环境污染物)，上海有机所田伟生教授小组经过十多年的坚持不懈努力，研究提供的用双氧水代替铬酐氧化降解甾体皂甙元的洁净生产技术[24]已经完成了中试研究，目前正在上海市科委专项项目支持下着手进行试生产。此技术在化工原料使用上遵循了“原子经济性”原则，实行了化工生产的“零排放”，为我国化学工业洁净生产给出了又一样板。此技术推广后，不仅可以实现每年减少8000t含金属铬环境污染物，还可以从此生产过程的废弃物中回收500t以上的手性试剂。此技术推广后不仅可以促进我国甾体药物工业发展，也有助于我国黄姜、剑麻种植、加工行业的环境污染的治理。作者们相信：随者我国有机化学学科不断发展，我国有机化学工作者不仅能够在国际一流刊物上发表学术论文，扩大我国有机化学学科的影响，也能为我国国民经济建设做出实实在在的贡献。

参考文献 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 4733.2 Angew.Chem.Int.Ed., 2008 47: 1473.3 Angew.Chem.Int.Ed., 2007, 46: 5554.4 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 7666.5 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 6066.6 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 10948.7 Angew.Chem.Int.Ed.2008, 47: 4581.8 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 4729.9 Angew.Chem.Int.Ed., 2007 46: 7068.10 J.Org.Chem., 2008, 73: 2947.11 J.Org.Chem., 2007, 72, 9364.12 Org.Lett., 2007, 9, 3053.13 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 4729.14 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 7718.15 Org.Lett., 2007, 9, 5437.16 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 6647.17 J.Am.Chem.Soc., 2007, 129: 12616.18 Angew.Chem.Int.Ed., 2008, 47: 932.19 J.Am.Chem.Soc.2007 129: 5336.20 J.Org.Chem., 2007, 72: 288.21 Org.Lett.,2007,9, 1343.22 J.Am.Chem.Soc.,2007, 129:5814.23 Chembiochem.2008 9: 1286.24 田伟生等，中国专利CN1221563C 16-脱氢孕烯醇酮及其同类物的洁净生产技术。