有機合成總結

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有機合成總結范文第1篇

關鍵詞： 懸置解耦； MSC Nastran； 整車有限元模型

中圖分類號： U463.33文獻標志碼： B

0引言

動力總成懸置系統的首要任務是隔離動力總成的振動向車架、車身及車廂內部傳遞，尤其是控制動力總成怠速工況下的低頻抖動，并隔離動力總成高速運轉時引起的車室內部噪聲.若系統的固有模態之間存在運動耦合，則某一自由度方向上的振動會激起其他方向上的振動，對懸置系統的振動控制和隔振不利.在動力總成怠速工況下，動力總成傾覆力矩主諧量的頻率與動力總成的剛體振動模態（約5～30 Hz）較為接近，模態耦合會使隔振性能惡化.因此，動力總成懸置系統設計的基本任務是，解決動力總成的各剛體振動模態的頻率配置問題和振動耦合問題[1].動力總成懸置系統設計是個復雜的任務，其基本原則是解耦布置[2].

傳統方法將車身看作是質量和剛度無窮大，從而將整車動力總成解耦問題簡化為六自由度動力總成和3個剛度的懸置組成的六自由度-懸置系統的解耦問題，并使用優化算法對懸置的剛度，安裝位置和角度進行優化，使各階模態解耦.這種方法簡單、快捷，但難以反映實車狀態下的真實解耦情況[3].針對該問題，本文提出一種利用整車有限元模型和MSC Nastran進行懸置解耦分析和優化的方法，并應用在實際的開發項目中，取得較好的效果.

1動力總成坐標系和能量解耦法

動力總成懸置系統示意見圖1.在整車模型中，將動力總成視為一個具有六自由度的剛體，其通過懸置支撐在車身上，車身為有限元模型，考慮車身剛度和質量，懸置被視為具有三向剛度的彈性阻尼組件.定義笛卡兒坐標系統G0-xyz為系統坐標，坐標系原點G0在動力總成處于靜平衡位置時的質心處，x軸與發動機曲軸方向平行，正向指向發動機側，z軸垂直氣缸上端蓋法蘭平面，向上為正.坐標系遵循右手法則[4].

在眾多解耦方法中，能量解耦法簡單、方便，適用性強，應用較為廣泛.在質心坐標系中，系統在作各階主振動時，其能量全部集中在6個方向.求出各階主振動下各個方向的振動能量所占的百分比，寫成矩陣形式，便得到系統的能量解耦率矩陣γ.當系統以第k階固有頻率振動時，第j個廣義坐標所占的能量百分比γjk=6l=1Mklkjlj6k=16l=1Mklkjlj （1）式中：k為系統的k階主振型；kj為第k階振型的第j個元素；Mkl為質量矩陣第k行，l列元素.γjk值越大，系統的解耦程度就越高.已知動力總成質量矩陣，求出動力總成的各階模態振型向量，即可求出能量解耦率矩陣.2基于整車模型的懸置解耦分析和優化方法2.1在MSC Nastran中將解耦率作為響應的表示方法對于有限元模型的模態優化分析，使用MSC Nastran的SOL 200很方便，但是SOL 200中并不能直接定義解耦率響應，因此，解耦率不能直接作為目標或約束，解決這個問題有以下3種方法.

（1）用GPKE語句輸出動力總成質心的模態動能到f06文件，通過編寫第三方軟件提取GPKE結果處理成解耦率，并判斷解耦率是否滿足要求.如果不滿足，則再次調用SOL 200進行下一次優化；否則，終止MSC Nastran，由第三方軟件提取出最后的優化結果.

（2）用GPKE輸出動力總成質心的模態動能到f06文件，并使用DMAP語言提取處理后表達為SOL 200中的第三類響應DRESP3，從而可以被約束和優化目標卡片引用.

（3）使用第一類響應DRESP1得到動力總成質心的模態位移，動力總成質量矩陣為已知量， 即可將解耦率表達為第二類響應，從而可以被約束和優化目標卡片引用.

方法1由于涉及第三方軟件與MSC Nastran的頻繁交互，且需要進行文件操作，訪問硬盤數據會極大地降低程序運行速度，計算效率低下.方法2需要編譯DMAP程序，由于MSC Nastran各版本的細微差異，導致DMAP程序難以保證在各個版本上完全兼容；對使用該程序的工程師要求較高，不利于流程化；也存在進行文件操作，訪問硬盤數據會極大地降低程序運行速度，計算效率低下的問題.方法3則避免前2種方法的缺點，只是編寫DRESP2及其相關卡片較為復雜，但一次編寫完成后，即可模板化、流程化，便于推廣使用，因此，本文選擇方法3.

具體做法為：將動力總成質心的模態位移定義為第一類響應DRESP1，動力總成質量矩陣為已知量，定義為DTABLE，然后使用DEQATN定義方程（式1），再利用卡片DRESP2將位移響應DRESP1，動力總成質量矩陣DTABLE和DEQATN組合起來，即可將解耦率表達為第二類響應，從而可以被約束和優化目標卡片引用.

2.2約束條件和優化目標

2.2.1約束條件

動力總成懸置系統的隔振設計，其根本目的是最大限度的降低動力總成產生的激勵向車身傳遞，即使動力系統與車身之間的振動能量傳遞率最小，因此，動力總成解耦需要考慮頻率匹配和振動方向解耦率2個方面，分別有以下一些要求：

（1）動力總成懸置系統的固有頻率必須低于發動機怠速2階振動頻率的1/2.

（2）Lateral模態.動力總成在沿x平動方向上激勵較小，因此主要保證在低頻下有足夠的剛度，以避免汽車在某些極限工況時動力總成在x平動方向上產生過大位移而與其他零部件發生碰撞.

（3）Fore/After模態.動力總成沿y軸平動方向上的振動容易與繞x方向上的扭轉振動耦合，二者之間需要有一定的頻率間隔；另外，還需考慮避免汽車在某些極限工況時動力總成在y平動方向上產生過大位移發生過大的移動.

（4）Bounce模態.動力總成沿z軸平動方向固有振動頻率主要與整車的道路振動與噪聲性能相關，沿z向平動的固有振動頻率還應避開前懸同步跳動的Hop模態固有頻率和車身垂直跳動固有頻率.

（5）Roll模態.動力總成繞x方向的扭轉振動有與y方向的振動耦合的趨勢，動力總成繞x軸轉動的固有頻率必須低于怠速時發動機點火脈沖頻率的1/2.

（6）Pitch模態.動力總成繞y方向的轉動振動容易與繞x方向的扭轉振動模態耦合，因此二者需要有一定的頻率間隔，同時繞y方向固有振動頻率還應避開前懸異步跳動的Tramp模態固有頻率.

（7）Yaw模態.動力總成繞z方向的轉動振動通常容易與動力總成繞x方向的扭轉振動模態耦合，因此二者需要有一定的頻率間隔.

綜合考慮上述因素，動力總成懸置解耦基本要求見表1.

4結束語

針對將車身視為質量無窮大剛體的發動機懸置解耦的傳統分析方法難以反映真實解耦率的弊端，提出一種基于整車有限元模型和MSC Nastran優化求解系列SOL 200，進行懸置解耦分析和優化的新方法，經方法驗證和實例分析，證明該方法的正確性、可行性和有效性.表明在整車有限元模型基礎上，使用MSC Nastran求解器SOL 200進行動力總成懸置解耦分析和優化是可行和有效的.參考文獻：

[1]徐石安. 汽車動力總成彈性支承隔振的解耦方法[J]. 汽車工程， 1995， 17（4）： 198-204.

XU Shian. Vibration isolation and decoupling technique of engine-mount on vehicle[J]. Automotive Engineering， 1995， 17（4）： 198-204.

[2]閻紅玉， 徐石安. 動力總成-懸置系統的能量法解耦及優化設計[J]. 汽車工程， 1993， 15（6）： 321-328.

有機合成總結范文第2篇

關鍵詞：有機合成;教學設計;高三復習

一、設計理念

高三復習課不是“炒冷飯”而應該是“蛋炒飯”，教師應該讓每一位學生不僅從知識上得到發展，更主要的是幫助學生學會從不同的角度對所學知識進行分析，調動學生的積極性，使學生主動參與到復習中來，讓學生對以往所學的知識有更深層次的理解。

《有機合成》教學設計主要分為兩部分，一是通過“阿司匹林緩釋片”合成路線的分解讓學生對有機合成的分析方法（逆合成分析）、合成關鍵（碳骨架的構建、官能團的引入與轉化）以及合成路線的選擇進行歸納整理;二是通過“阿昔洛韋”中間體的合成讓學生對有機合成題中信息的提取、分析、應用進行總結提升，培養并提高學生綜合運用題給信息解決實際合成問題的能力。

在實施的過程中，通過對考試說明及近三年高考情況分析，目標引領，激發了學生“我要學”的主動性;通過學生預習案的展示、評析、補充、完善，促進學生積極生成，讓學生在寬松的氛圍中充分暴露真實問題，突出學生在教學中的主體地位，展現學生“我能學”的主體性;通過學生對試題的分析，給予充分的展示機會，表達自己的所思所想，張揚學生的個性，體現學生“我會學”的開放性;通過學生質疑、釋疑，讓學生帶著問題探究，與學生進行對話解決這些問題，在已有知識上對新的知識進行整合建構，保證課堂活動的有效性和必要性。

二、背景分析

簡單有機物的合成路線流程設計是江蘇省高考的特色，在近三年高考中均有所涉及，有機合成內容的考題充分考查了學生的信息素養。通過對試題分析，學生對這類題的得分率較低，究其原因，主要有以下幾個方面：一、官能團的引入與轉化生搬硬套，不能靈活應用;二、對題給的信息不能很好地提取、分析和應用;三、合成思路狹隘，表達不規范。近三年高考考查情況統計如下（表1）：

表1 2011年-2013年江蘇省高考化學試題中簡單有機化合物的合成考查統計表

[年份題號考查的主要問題分值難度201117（5）含苯環有機物的合成，信息提取（碳鏈增長）5分較難201217（5）含苯環有機物的合成，信息提取（開環加成）5分中等201317（5）環狀有機物的合成，信息提取（碳鏈增長）5分中等]

從近三年統計情況來看，環狀化合物的合成，信息提取在高考中重現率100%。

三、知識結構

有機合成是指利用簡單易得的原料，通過有機化學反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。通過有機合成的教學能幫助學生有效的復習和鞏固有機物的結構和性質，并能通過對綜合性問題的分析和解決讓學生深刻體會有機化學的學習方法。解答有機合成試題的關鍵在于熟練掌握好各類有機物的組成、結構、性質及相互衍生關系以及重要官能團的引進和消去等基礎知識，選擇合理而簡單的合成路線。有機合成的考查知識與能力要求如下圖（表2）所示：

表2

四、教學設計

（一）教學目標

知識與技能：學會常見的官能團引入與轉化的一般方法;能利用不同類型有機化合物之間的轉化關系設計合理路線合成簡單有機化合物。

過程與方法：通過“阿司匹林緩釋片”合成路線的分解培養學生研究有機化學的方法和思想;通過“阿昔洛韋”中間體的合成培養學生的信息素養。

情感態度與價值觀：通過生活中實例，讓學生感受有機合成與人類生活緊密相連，尤其對制藥業的貢獻，培養學生科學價值觀。

（二）教學重難點

教學重點：掌握鍵的變化和官能團轉換的技巧，學會設計合理的有機合成路線。

教學難點：有機合成中信息的采集、轉化及應用。

（三）教學設計

【課前預習案】

常見官能團的引入與轉化一般方法

[官能團引入轉化（反應類型）>C=C<-X-OH-CHO-COOH]

乙烯是一種重要的化工原料，從乙烯出發，請寫出由乙烯合成乙酸（盡可能多）和乙二醇的合成路線圖。合成路線流程圖示例如下：

由異丁烯合成甲基丙烯酸的過程。

通過預習案的完成，你還有哪些問題，請記錄下來。

設計意圖：課堂預習案的內容設計旨在為課堂導學案的完成掃清障礙，問題設計都是圍繞課堂教學的內容，學生通過預習案的完成，對常見官能團的引入與轉化、有機化學的主線即“烴鹵代烴醇醛酸”的轉化過程有更清晰的認識。

【課堂導學案】

活動單元一：有機合成基礎

【例題1】阿司匹林緩釋片是一種解熱鎮痛抗炎藥，同時也是一種抗血小板藥，其結構如下圖所示。

問題1：1mol該物質消耗________molNaOH，合成該物質所需要的最簡單的基礎有機物質可能是什么？試寫出結構簡式。

設計意圖：從目標產物出發，倒推一步尋找上一步反應的中間體，該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物，依次倒推直至基礎原料，這就是有機合成的一般思路――逆向合成分析法。

問題2：見預習案2

設計意圖：通過乙烯合成乙二醇路線設計讓學生體會單官能團轉化為雙官能團的方法。通過乙烯合成乙酸不同路線設計，投影展示部分同學的預習案，生生交流，師生共同總結，得出有機合成路線評價的一般原則：綠色性、科學性、可行性、簡約性等。

問題3：見預習案3

設計意圖：通過合成路線評析，讓學生體會有機合成的關鍵是通過有機反應構建目標化合物的分子骨架，并引入或轉化所需要的官能團。同時對預習案中常見官能團的引入與轉化共同完善，對有機合成的知識整合建構。

問題4：如何由鄰甲苯酚來合成水楊酸呢？

【信息提示】目前合成水楊酸的方法之一流程如下：

其中步驟①③的作用_______________

設計意圖：由鄰甲苯酚來合成水楊酸對于學生來講有難度，通過信息提示的形式讓學生意識到在選擇合成路線時需要注意的問題比如：注意官能團相互轉化時的保護和還原，官能團引入的順序等。

活動單元二：以信息為載體的有機合成

【例題2】（2013南通三模節選）莫沙朵林是一種鎮痛藥，它的合成路線如下：

（5）已知：。化合物是合成抗病毒藥阿昔洛韋的中間體，請設計合理方案以為原料合成該化合物。

設計意圖：通過典型例題分析（學生分析），讓學生意識到有機合成在高考中的考查是以信息為載體的，而信息的攝取主要從兩個方面，一是已知信息，二是隱藏在流程中的信息。讓學生體會有機信息的處理的一般流程：提取信息分析信息應用信息，而信息的提取與反應機理的分析是解決有機信息問題的關鍵。

【反思質疑】通過本堂課的學習，你還存在哪些問題，提出來共同解決。

設計意圖：通過反思質疑來解決學生在預習和課堂上存在的問題，讓學生解決在學習過程中包括預習過程中的存在問題，真正讓學生成為課堂的主人。

五、教學反思與評價

反思整個教學過程，個人認為還存在著以下三點不足：一、對第二部分的處理略顯倉促，整個課堂留給學生質疑的時間偏少;二、對學生的“放手”程度還不夠，比如：例題1中四種基礎有機物質的尋找完全可以放手讓學生去完成，但是由于我的層層設問，降低了學生對問題思考的難度和深度;三、對整個課堂的把握，駕馭課堂的能力還有待加強，比如：當學生提出有機合成的關鍵“注意官能團轉化時條件對其他官能團帶來的影響”，我沒有因勢利導回到問題2的分析，導致“為整理而整理”，略顯脫節。

南通市教研員沈主任這樣評價：傳統的有機合成復習課從正向合成、逆向合成、向中合成三個角度分析，但是這堂課跳出了這樣的條條框框，能從教師的教向學生的學轉軌，從教師合成的課向學生合作的課在轉變，不但教師設計精妙，而且學生學得精彩，符合學生可持續發展的原則。從教學本質來講主題的出示，思路的分析，解題的關鍵的指導到學生在信息上的提取都很好，并且能從高考層面去理解合成原理，和學生一起研究，一起學習，課堂上學生參與度高，發言踴躍，思維飽滿，教師點撥充分，教學目標達成度好。總之，站在學生的角度去復習，這樣復習效果好，整個課堂符合如東中學提出的“生態?生長”的主題課堂特色。

如皋石莊中學陸校長這樣評價：導學案設計合理，特別是預習案的設計讓學生對知識有著充分的準備，在教學過程中教師充分調動學生的多種感官，特別是對學生練習的展示，暴露了學生的思維，加深學生的體驗，學生學得主動、生動、靈動，在整理歸納過程中，教師與學生情感的交流，思維的碰撞，真正實現了教學相長和共同發展。

[參 考 文 獻]

有機合成總結范文第3篇

隨著社會的發展與進步，人類面臨巨大的環境問題，可持續發展非常重要。綠色化學的觀念符合人類可持續發展的要求，近十年來發展迅速。綠色化學涉及有機合成、工業催化、分析化學、生物化學等領域與學科，其中有機合成對于人類具有不可估量的意義。從早期的有機試劑、藥物、塑料到近代的維生素、激素、色素、抗生素、高分子材料以及各種具有特殊性能的現代材料都是有機合成的產物，當今國計民生的各個方面都離不開有機合成產品。在有機合成中應用綠色化學的思想，能夠節約資源并防止環境污染，從根本上改變傳統的有機合成理念。

二、有機合成教學現狀

我國大學教育不斷發展，各高等院校化學系專業劃分得更細，培養人才的綜合素質更高。高等院校的有機合成課程是化學、生物、藥學等專業的專業必修課之一，是最能體現綠色化學思想的一門課程。1998年中國科技大學首先把綠色化學單獨作為一門課程[1]，現在開設綠色化學課程的高校越來越多，但是作為綠色化學課程最重要組成部分的綠色有機合成化學的教學發展緩慢。目前大多高等院校使用的教材沒有根本性的改革，依然使用在傳統教材基礎上改版的教材，缺少綠色化學的思想。現行各種教材反映的內容只是從有機合成的合理性、簡便性方面考慮，并沒有注意反應的原料、催化劑、溶劑和最終產品是否無毒無害，反應過程中的廢棄物是否盡可能少等綠色化學原則。Anastas等[2]提出12條關于綠色化學的原則，用來評價實驗過程、生產過程、最終產物是否綠色，其中最基本的原則就是原子經濟性原則；采用無公害的原料；無公害的反應條件；終產物環境友好。綠色化的有機合成化學教學正是我國教育發展最需要的教學，在教學中貫穿綠色化學的思想，讓每個學生都有綠色化學與可持續發展的概念。綠色化學新技術在教學中的應用，能培養適合我國發展現狀的綠色化學工作者，并為以后我國的可持續發展輸送高素質的人才。

三、有機合成綠色化教學的策略

（一）貫穿原子經濟性原則

在有機合成課程課堂教學過程中，會講到許多基本有機反應，這時就應該培養學生綠色化學的思想，首先要在基本的合成反應中體現原子經濟性原則。原子經濟性就是反應分子中的原子全部進入最終產品，沒有任何副產物[3]。原子經濟性與有機合成反應產率不同，產率是目標反應產物的生成量和原料中某一組分加入量的比值。當原料和產物由幾個組分組成時，某一產品的產率再高，它仍存在其它副產品，沒有達到廢物“零排放”的要求。例如，Wittig反應產率較高，一般可達80%以上，但Wittig試劑的較少部分被利用到產物中，其余都成為副產物。所以，Wittig反應的原子利用率低，原子經濟性很差。可見，應使用產率和原子經濟性兩個概念作為評估標準，才能實現更“綠色化”，更有效的化學合成反應。

有機反應中最常見的主要包括4類：重排反應，取代反應、消除反應和加成反應等，重排反應和加成反應基本屬于原子經濟反應，而有些反應，如取代反應和消除反應的原子經濟性則不一定高，另外，成鍵周環反應，如Diels-Alder反應，[2+2]、[3+2]環加成反應屬于原子經濟性的，而氧化-還原反應類型很多，不能用“原子經濟性”來衡量，只是化學氧化還原反應一般有毒，而電氧化-還原反應對環境更友好。除了對這些學過的反應進行歸納總結外，還可向同學們介紹一些綠色新反應，如：Ene反應（雙烯合成）類似Diels-Alder反應，反應通式為：

X=Y=C=C，C=O，C=S，N=O，N=N等。

金屬復分解反應（RCM 反應）是一種過渡金屬催化反應，反應通式為：

R=芳香基、烷基、芳香雜環；

R1=H，COOR，烷基

X=O，NCOOR，NTs，NSO2PH

DO（DEt）2，SO2PH，SO3PH，SOPH

EWG=吸電子基，如-COR，-CHO，-CN，-COOR

以上的各反應都是綠色化學的基本反應，在講課的過程中就應該貫穿綠色化學的基本思想，讓學生在對比中明白綠色化學的概念，讓學生在今后的工作學習中都有綠色化學的概念，在合成某些產品時盡量用原子經濟性來衡量整個反應過程。

（二）原料與產物無公害

1.盡量用無毒無害的原料

綠色化學基本原則中包括原料無公害，在設計有機合成實驗時就應該尋找安全有效的反應原料，進而得到功效卓著而無毒無害的產品。例如：合成聚氨酯時，傳統的方法一般要采用光氣作為原料，而光氣是可致命的劇毒氣體。新的綠色化學合成方法則完全不使用光氣，不僅消除了劇毒原料光氣的使用，并且反應產生的副產物是水，對環境無污染，同時解決了兩方面的問題，整個聚氨酯合成的實驗更加接近綠色化學。

如：亞氨基二乙酸二鈉的合成也可以改變原料，避免使用甲醛、氫氰酸紫等劇毒原料。

NH3+2HCHO+2HCN NCCH2NHCH2CN

由以上反應方程式可以看出，傳統方法合成亞氨基二乙酸二鈉的步驟要繁瑣，要用到HCHO、HCN劇毒物質，還要用到NH3，并且產物不能轉化完全，對環境的污染較大。新的合成方法簡單，只需要在銅催化劑的條件下就能直接合成出亞氨基二乙酸二鈉，副產物是H2，對環境的污染也較小。在講課過程中可以將多種有機合成方法進行對比分析，找出最符合綠色化學標準的合成原料與產物，讓學生充分的理解綠色化學的基本原則。在學生動手實踐的過程中，要應用最綠色的有機合成方法，降低實驗室對環境的污染與對學生身體的危害。

2.利用可再生資源為原料

在實驗室教學過程中，利用可再生的原料可以減少對環境的污染并符合經濟與環境的可持續發展。例如：用氧化法合成己二酸（ADA），傳統方法合成已二酸的實驗通常用致癌物質苯或苯酚作原料，在原料上就不符合綠色化學的標準，對學生的身體健康有一定的危害。新的合成工藝可以直接用葡萄糖合成出，并且葡萄糖能夠通過植物的光合作用直接得到，使原料的成本降低，并且合成的工藝簡化對環境污染減少。這種符合綠色化學標準的新合成方法可以應用在有機化學實驗教學中。

3.設計更安全的產品

有機合成實驗的設計階段就應該考慮合成出產物是否有毒，盡量通過通過改變和修飾有毒物質的結構，消除其“致毒反應”[4]。例如：聯苯胺是很好的染料中間體，但具有極強的致癌作用，可以對其分子結構加以改造，變為二乙基聯苯胺，既保持了染料的功能，又消除了致癌性。

在設計具有特定功能的化學產品時，還應考慮它能否降解，要使其降解，也可通過在分子結構中入特殊功能團來促使其降解。通過水解或者光解使大分子結構變成可以生物降解的基團。

（三）研究安全有效的反應條件

在有機合成的基本反應中，除了考慮反應原料及產物的綠色化外，還要注意反應過程中所用的催化劑和溶劑的綠色化。通過催化劑與溶劑的改變，改善整個反應條件，使整個合成反應安全有效。

1.尋找安全有效的催化劑

在常見的有機合成反應中所用的催化劑大多為硫酸、三氯化鋁，三氟化石朋等酸性催化劑，這類酸催化反應都是在均相條件下進行，對設備腐蝕作用大，并且容易形成酸霧、廢酸液污染環境，危害人體健康。目前解決的方法是使酸催化劑負載化或均相催化劑的多相化。在工業中可以采用的方法是用固體酸如酸性白土、混合氯化物、分子篩等代替液體酸，盡量減少酸霧的形成，并且通過一定的方法對固體酸回收，用該催化劑取代傳統的三氯化鋁，催化劑用量降為原來的1/10，廢棄物氯化氫的排放量減少了3/4，而產率增大到了70%。

2.尋找安全有效的反應介質

傳統的反應介質大都是有毒的有機溶劑二氯甲烷，乙腈，甲醇等不僅危害人體健康，而且對環境污染嚴重。超臨界流體（SCF）特別是超臨界二氧化碳（scCO2），超臨界（SCW，scCO2）以及水作溶劑；符合綠色化學的要求，有不少反應已大量使用此介質，Pinacol（頻那醇）零排反應原在液相中需要強酸作催化劑，而且催化劑的壽命較短，反應速度和選擇性很低，現在此條件下超臨界水中不加任何催化劑下反應，速度比蒸餾條件下快100倍。Cannizzaro反應在傳統的工業生產反應條件中需使用大量的堿作催化劑，后處理步驟多，且產物純度較差。

有機合成總結范文第4篇

【關鍵詞】Mannich反應 催化劑 中間體 氨烷基化反應 Mannich堿

【中圖分類號】O621 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）23-0125-02

Mannich反應為具有活性氫的化合物與甲醛（或其他醛）、胺進行縮合，生成氨甲基衍生物的反應，其通式為：

Mannich反應機理如下：

該反應通常是在Lewis酸或者質子酸的催化下進行的，但是這些傳統催化劑往往具有毒性和腐蝕性，并且很難回收利用，這就必然導致酸性廢物的排放和對環境的污染。因此，尋找一種對環境友好，并且易于回收利用的催化劑仍然是有機合成工作者關注的課題，本文對Mannich反應中不同催化劑的優缺點做了簡單總結。

一 離子液體作為催化劑

近年來，離子液體作為一種新興的綠色反應溶劑，越來越引起有機合成工作者的廣泛關注。這是由于離子液體與傳統有機溶劑相比，具有不易燃易爆，不揮發和較高的熱穩定性，以及對許多化合物有良好的溶解性等特點。

（1）芳香酮、甲醛、二甲胺鹽酸鹽三組分的Mannich反應：

NH（CH3）2?HC1

（2）芳香酮、芳香醛、芳香胺三組分的Mannich反應：

其中，X為：a.H；b.Cl；c.OCH3；d.NO2。

采用離子液體催化劑，反應不需要加入任何Lewis酸或質子酸催化劑即可發生，且離子液體至少可以循環使用5次。

二 對氨基苯磺酸鋁催化

有機金屬磺酸鹽具有耐水性和較高的催化活性，廣泛用于多種有機反應。在室溫條件下，對氨基苯磺酸鋁可有效催化苯乙酮、芳香醛和芳香胺的Mannich反應，三組分“一鍋法”合成了系列β-氨基酮衍生物，避免了傳統合成方法使用強酸作催化劑的不足，為β-氨基酮衍生物的合成提供了新途徑。

該方法操作簡單，條件溫和，收率高，催化劑活性好并且可以重復使用，符合綠色化學要求，對環境友好。

三 磷鎢酸為催化劑

以水為溶劑，磷鎢酸為催化劑催化芳香酮、芳香醛和芳香胺Mannich反應，合成了一系列的氨基酮衍生物。

該方法操作簡單，反應條件溫和，產率較高，催化劑價格低廉且用量少，對環境友好。

四 三氟甲磺酸銅催化

該反應以環己酮、芳香醛和芳香胺為原料，以三氟甲磺酸酮為催化劑，合成β-氨基酮衍生物。

三氟甲磺酸鹽與傳統的催化劑相比，它不需要添加濃鹽酸、Me3SiC1等任何輔助催化劑，穩定性較好，反應時間大大縮短僅需1.5h，其催化量只需化學劑量的10%～20%就能使反應順利完成，收率高且產物純凈。同時，由于反應結束后不需要經過水解，不會產生大量的“三廢”，所以反應的后處理也比較簡單，有利于環境的保護，反應結束后可再回收得到進行重復利用。

五 氨基磺酸催化

近年來，氨基磺酸由于具有不揮發、不易分解、廉價和弱酸性等性質，它在有機合成的許多領域取代了常規的酸催化劑。以下采用氨基磺酸作催化劑，芳香酮、環己酮、3-戊酮等酮類與芳香醛和芳香胺的三組分Mannich反應，反應式如下：

氨基磺酸廉價易得，催化活性高且用量少，穩定性好，其催化的Mannich反應對實驗要求不嚴格，且目標產物收率均不低，因其具有兩性離子的特性，使其易于回收再利用。

六 結束語

Mannich反應是合成藥物、天然產物和精細有機中間體的重要反應之一，在有機合成化學中占有十分重要的地位。它不僅在藥物、農藥、染料、涂料和炸藥等方面用途廣泛，而且是參與合成天然生物活性分子的重要中間體。但是Mannich反應使用的傳統催化劑如Y（OTf）3、Ln（OTf）3和Yb（OTf）3等往往具有毒性、腐蝕性、催化劑用量較大、催化效率不高、價格昂貴、污染環境等缺點，而目前研制的新型催化劑在某些方面有所突出，比如操作簡單、條件溫和、催化活性高、對環境友好等特點，然而也存在著制備較為復雜、產率不高等問題，因此，尋找一種更加高效、經濟、對環境友好且易于回收的催化劑仍然是目前重要的課題。

參考文獻

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有機合成總結范文第5篇

關鍵詞： 有機合成化學 雙語教學 互動式教學

隨著我國改革開放的不斷深入及加入世貿組織后國際合作與交流的日益頻繁，對各種專業人才素質的要求也在相應提高。培養既有專業知識又具有一定的專業英語交際與應用能力的人才，成為我國教育工作者面臨的一大難題。教育部在2001年下發的《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干決定》中指出，要積極推動用英語等外語進行教學，本科教育要多創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學。雙語教學是我國高等教育與國際接軌、教育改革發展，以及大學生素質教育的必然趨勢[1]。教育部在《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》（教高[2007]1號）中進一步強調教學質量工程要重視雙語教學，并且正式啟動了高等院校雙語教學示范課程建設項目，審定了全國首批百門雙語教學示范課程建設項目。這為規范全國高等院校雙語教學，提高雙語教學水平提供了很好的契機。

《有機合成化學》是西北農林科技大學應用化學、化工、制藥及相關學科的專業基礎課，根據學校的實際情況，我們對06-09級應用化學專業有機合成化學課程的雙語教學進行了探索。

一、前提條件

學生是教學的主體，教師是教學的主導，這是教學中兩個重要的環節。我們教學的對象是應用化學專業三年級學生，他們在入學以前已經系統地學過了語法知識，掌握了一定量的英語詞匯，進入大學后經過“大學英語”課程的繼續學習，大部分學生已經具備了一定的聽說讀寫能力，與此同時，在無機化學、分析化學、有機化學和物理化學等學科基礎課的學習過程中，學生也積累了一定量的化學專業詞匯。承擔雙語教學的老師均為從事有機合成化學教學和科研且有海外背影的老師。以上兩方面是確保有機合成化學課程能夠運用雙語進行教學的前提。

二、選擇教材

教材的選擇是雙語教學取得預期效果的關鍵之一，而英文原版教材的選取，則是雙語教學中的一大難題。雖然我國也有一部分專業工作者致力于相關領域英文版教材的編寫工作，但在很多學校雙語教學開展的過程中都是優先選用英文原版教材的。選用英文原版教材，可以使學生熟練掌握本專業國際交流的語言規范，了解本專業領域的世界科技最新成果，不斷地掌握國際最新專業知識和專業技能。但是英文版教材對農林院校的學生來說還具有相當的難度，且價格也較昂貴。針對這一問題，我們選取了Hanson編寫的“Organic Synthetic Methods”的英文版，由唐川江進行了概要性的翻譯。比如將摘要與重點詞語翻譯成漢語，對其中的部分專業詞匯做了中文解釋，對較難理解的內容做了中文提示，降低了學習的難度，便于學生預習和理解。同學們在學習專業知識的同時學習到了地道的英文表達，可謂一舉兩得。

三、教學內容和方法

課堂教學是整個教學環節的重點。一方面，雙語教學作為專業課程教學的一種形式，其首要目標在于傳授專業知識、培養專業技能，而不能忽視專業課程本身知識教學，一味地強調英語知識的理解，這樣難免會本末倒置，從而失去雙語教學最初的意義。另一方面，雙語教學并不是全英文教學，鑒于知識的難易程度和學生的理解水平，在一些重點和難點知識的講解過程中中英文可以互相補充，以達到學習專業知識的目的。因此，在有機合成化學課程的雙語教學實踐中，我們特別注意正確處理教學內容，調節教學進度。雙語教學的難點之一就是大量的專業詞匯，對于一些常見的專業詞匯，如有機化合物命名教學中取代基的名稱methyl，ethyl等；di-，tri-，tetra-等表示復數的詞頭；constitutional isomer，configurational isomer，conformational isomer等易混淆的專業概念，一定要反復強調，要求學生牢記，便于學生理解并靈活運用。另外，在講授相關知識點的過程中一定要舉一反三，觸類旁通，如在有機化學的基礎上進行烷烴名稱教學中，烷烴的英文后綴是-ane，由此引出烯烴的英文后綴是-ene，炔烴的英文后綴是-yne，醇的后綴是-ol等，當學生學習完烷烴的命名后，只要變化后綴，其他化合物的母體名稱就同時學會了。這樣的教學不僅是傳授學生知識的過程，而且是一種學習方法和理念的傳遞。與此同時，我們在課堂教學中還注意調動學生學習的積極性，注重培養學生的自學能力，對一些簡單背景知識，如烷烴在自然界的存在及應用、IUPAC的簡單介紹等，我們可以采取學生討論、教師加以補充的方法進行教學。

四、教學手段

隨著科技的日新月異的發展和進步，多媒體教學在很多方面顯示了獨特的優勢。在雙語教學中采用多媒體教學，制作多媒體課件，使抽象的知識得到了直觀形象的展示，擴大了知識的信息量，便于知識的反復重現，也節省了時間，從一定程度上解決了課時不足的問題。

例如，在講授硫卡賓對環已酮的羰基加成時，由二甲硫醚和二甲亞砜生成的兩種不同類型的卡賓加成時取向不同，如果我們僅用語言來描述，就很難將空間上的細微區別講清楚。如果在黑板上現畫，又存在很難在短時間里將結構式畫出來，就影響了教學效果。我們使用了PPT，并引入計算化學的結果，可以明顯地看出其原因是取向不同所致。

另外，為了增強教學效果我們還制定了一套科學的考核方法。考試對學生起著重要的引導作用，不僅能夠反饋教學效果，改善教學工作，而且能夠評價學生的知識和能力。考核時，重點考核分析問題、解決問題的能力。為減輕學生負擔，我們采用英文出題，中文或者英文答題的方式進行考核，以進一步激發學生對雙語教學的興趣，同時也便于我們評定教學效果。

五、教學效果

為了檢驗有機合成化學課程雙語教學效果，我們堅持在教學過程結束后進行問卷調查。從四屆應用化學專業學生的反饋結果來看，90%的學生認為得到了英語和化學的提高，8%的學生認為提高不大，2%的學生認為有副作用。由此可見，絕大多數同學在這個學習過程得到了兩方面的提高，一方面，學習了有機合成化學的知識，另一方面，提高了專業英語，這些為學生以后出國發展深造奠定了基礎。這個結果更堅定了我們開展有機合成化學雙語教學的信心。

我們在教學課時較少的前提下，對有機合成化學課程的雙語教學進行了初步嘗試和探索。四年的教學改革與實踐表明，雙語教學對教師和學生是一個雙贏的過程。由于我們雙語教學的經驗有限，盡管做了相當的努力，取得了一定的成績，但依然存在一定的問題。逐步增加教學課時，拓展教學內容，是我們今后努力的方向。

由于實施雙語教學是教育改革發展和大學生素質教育的必然趨勢，因此我們要在實踐中不斷積累經驗，探索和改革教學方法，總結出一套適合化學類專業雙語教學方法，不斷提高教學質量，培養適應社會需求的高素質綜合人才。

參考文獻：

[1]王梅.努力改進教學方法，不斷提高有機化學雙語教學質量[J].化工高等教育，2008，25（6）：49-51.

[2]涂海洋，楊光富，張愛東.雙語有機化學研究型教學的探索[J].高等函授學報（自然科學版），2008，21（4）：22-24.

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