第一篇：有機光電材料研究進展..

有機高分子光電材料 課程編號：5030145 任課教師：李立東 學生姓名：李昊 學生學號：s20130447 時間：2013年10月20日 有機光電材料研究進展 摘要：本文綜述了有機光電材料的研究進展，及其在有機發光二極管、有機晶體管、有機太陽能電池、有機傳感器和有機存儲器這些領域的應用，還對有機光電材料的未來發展進行了展望。關鍵詞：有機光電材料；有機發光二極管；有機晶體管；有機太陽能電池；有機傳感器；有機存儲器 Abstract: This paper reviewed the research progress in organic optoelectronic materials, and its application in fields of organic light emitting diodes(OLED), organic transistors, organic solar cells, organic sensors and organic memories , but also future development of organic photoelectric materials was introduced.Keywords:organic optoelectronic materials;organic light emitting diodes(OLED);organic transistors;organic solar cells;organic sensors;organic memories 0.前言 有機光電材料是一類具有光電活性的有機材料，廣泛應用于有機發光二極管、有機晶體管、有機太陽能電池、有機存儲器等領域。有機光電材料 通常是富含碳原子、具有大π共軛體系的有機分子，分為小分子和聚合物兩類。與無機材料相比，有機光電材料可以通過溶液法實現大面積制備和柔性器件制備。此外，有機材料具有多樣化的結構組成和寬廣的性能調節空間，可以進行分子設計 來獲得所需要的性能，能夠進行自組裝等自下而上的器件組裝方式來制備納米器件和分子器件。近幾年來，基于有機高分子光電功能材料的研究一直受到科技界的高度關注，已經成為化學與材料學科研究的熱點，該方面的研究已成為21世紀化學、材料領域重要研究方向之一，并且取得了一系列重大進展。1.有機發光二極管 有機電致發光的研究工作始于 20 紀 60 年代[1]，但直到 1987 年柯達公司的鄧青云等人采用多層膜結構，才首次得到了高量子效率、高發光效率、高亮度和低驅動電壓的有機發光二極管（OLED）[2]。這一突破性進展使 OLED 成為發光器件研究的熱點。與傳統的發光和顯示技術相比較，OLED具有低成本、小體積、超輕、超薄、高分辨、高速率、全彩色、寬視角、主動發光、可彎曲、低功耗、材料種類豐富等優點[3]，而且容易實現大面積制備、濕法制備以及柔性器件的制備。近年來，OLED技術飛速發展。2001年，索尼公司研制成功 13 英寸全彩 OLED 顯示器，證明了 OLED 可以用于大型平板顯示。2002 年,日本三洋公司與美國柯達公司聯合推出了采用有源驅動OLED顯示的數碼相機，標志著OLED 的產業化又邁出了堅實的一步。2007年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色電視機，率先實現OLED在中大尺寸、特別是在電視領域的應用突破。

圖 1 各大公司和研究機構展示的最新開發的OLED樣品（自左至右：美國 GE大面積白光光源；韓國三星大面積超薄平板顯示；日本先鋒柔性顯示器；德國弗勞恩霍夫應用研究促進協會透明 OLED）Figure 1 The latest samples of OLED exhibited by companies and research institutions 除了在顯示領域的應用,白光OLED作為一種新型的固態光源也得到了廣泛關注。2006年，柯尼卡美能達技術中心開發成功了1000 cd/m2 初始亮度下發光效率 64 lm/W、亮度半衰期約1萬小時的OLED白色發光器件，展示了OLED在大面積平板照明領域的前景。目前WOLED最高效率的報道來自德國Leo教授的研究組[4]，他們采用紅、綠、藍三種磷光染料，并采用高折射率的玻璃基板提高光取出效率，得到了1000 cd/m2下效率124 lm/W 的白光器件，效率超過了熒光燈。但是迄今為止, 可溶液處理的藍光材料相比于紅光[5-7]和綠光[8-9]材料, 無論是發光效率、壽命,還是色純度都與前兩者相去甚遠, 這樣不僅制約了電致發光平板顯示器的實用化, 還影響了作為光源的白光OLED的開發進程。因此, 開發高度可溶、高效的藍光材料成為今后白光OLED開發過程中的重中之重。OLED器件的基本結構為疊層式結構, 目前最優的結構如圖2所示, 含空穴注入、傳輸層與電子注入, 傳輸層有助于提高器件的效率和使用壽命。疊層式OLED的概念是由Kido教授于2003年首先提出的,將多個OLED通過透明的連接層串聯在一起，可以在小電流下實現高亮度，器件的壽命也大幅度提高[10]。2004年廖良生與鄧青云等人[11]利用n型和p型摻雜的Alq3:Li/NBP:FeCl3 結構作為連接層，在堆疊的周期數目為3時實現了130cd/A的高效率。2008年，廖良生報道HAT-CN/Alq3:Li 的連接層可進一步降低驅動電壓并提高了器件的穩定性，使得疊層器件達到了可實用化的水平[12]。圖2 疊層式OLED結構 Figure 2 Stacked OLED structure 總體來看，未來OLED的方向是發展高效率、高亮度、長壽命、低成本的白光器件和全彩色顯示器件，由于一般的有機小分子面臨著易結晶、難以制備大面積平板顯示器等缺點，因此開發高性能可濕法制備的小分子OLED材料是降低成本的關鍵。高穩定性的柔性OLED能充分體現有機光電器件的特點，但相關基板技術、封裝技術都是亟待解決的問題。今后的研究將主要集中在用溶液法制備器件、對器件結構進行優化、發光層摻雜以及各層新材料的開發。2.有機晶體管材料和器件 有機晶體管材料是一類具有富含碳原子、具有大π共軛體系的有機分子，也可稱作有機半導體材料。按照傳輸載流子電荷的類型可以分為 p 型（空穴）和 n 型（電子）半導體。與無機晶體管相比，有機晶體管（OTFT）[13]具有下述主要優點:有機薄膜的成膜技術更多、更新，如Langmuir－Blodgett（LB）技術、分子自組裝技術、真空蒸鍍、噴墨打印等，從而使制作工藝簡單、多樣、成本低；器件的尺寸能做得更小，集成度更高，分子尺度的減小和集成度的提高意味著操作功率的減小以及運算速度的提高；以有機聚合物制成的晶體管，其電性能可通過對有機分子結構進行適當的修飾而得到滿意的結果；有機物易于獲得，有機場效應管的制作工藝也更為簡單，它并不要求嚴格的控制氣氛條件和苛刻的純度要求，因而能有效地降低器件的成本；全部由有機材料制備的所謂“全有機”的晶體管呈現出非常好的柔韌性，而且質量輕，攜帶方便。有研究表明，對器件進行適度的扭曲或彎曲，器件的電特性并沒有顯著的改變。良好的柔韌性進一步拓寬了有機晶體管的使用范圍。并五苯是目前在有機晶體管中應用最廣的有機半導體材料，其薄膜的載流子遷移率 可以達到 1.5 cm2/Vs[14]。對并五苯分子進行修飾是目前有機半導體研究的一個重點。2003 年 Meng 等人[15]制備了 2, 3, 9, 10-四甲基取代并五苯，它的晶體排列與并五苯幾乎一樣，但是由于甲基的引入，顯著降低了分子的氧化電位，改善了從金電極到有機半導體的電荷注入。2009 年，美國 Polyera 公司的Yan等開發了新型的基于萘二甲酰亞胺（naphthalene-dicarboximide）和北二甲酰亞胺（perylenedicarboximide）的聚合物，電子遷移率高達 0.85 cm2/Vs，該聚合物彌補了目前n型有機半導體材料的空白[16]。在2010年的SID上，索尼發布了一款 4.1寸OTFT驅動全彩OLED屏，該屏幕厚度只有80μm，具備極強的柔軟度，可輕松纏繞在半徑為4mm的圓柱體上。索尼獨自開發了新型OTFT有機薄膜晶體管，它使用的有機半導體材料為peri-Xanthenoxanthene 衍生物[17]，該晶體管的驅動力達到先前傳統OTFT的八倍。圖3 并五苯的結構 Figure 3 The structure of pentacene 相對于多晶薄膜晶體管，有機單晶晶體管具有更高的載流子遷移率，可以滿足高端領域的需求。近年來，隨著有機單晶制備技術的提高，在單晶晶體管研究方面出現了一系列新的突破。目前采用紅熒烯制備的單晶晶體管，載流子遷移率超過15cm2/Vs[18]，優于傳統的無機半導體多晶硅的水平。圖4 紅熒烯的結構 Figure 4 The structure of rubrene 2006年，鮑哲南等人[19]成功的制備了并五苯和紅熒烯的單晶陣列，并在此基礎上組裝了晶體管器件。他們首先采用印章法，在 Si/SiO2 基底上制備一層圖案化的十八烷基氯硅烷(OTS)，然后在此基底上采用真空蒸鍍的方法制備并五苯、紅熒烯、C60 等有機半導體。采用這種方法制備的晶體管器件陣列，并五苯的載流子遷移率為 0.2 cm2/V，開關電流比為 106；紅熒烯的載流子遷移率為 2.4 cm2/Vs，開關電流比為 106。雖然有機半導體材料的研究取得了巨大進展, 但仍有許多問題需要解決, 主要包括: 有機半導體材料大多數為p型, n型的較少, 材型過于單一;具備高遷移率且在空氣穩定存在的半導體材料缺乏;大多數有機半導體材料難溶且不易熔化, 很難使用溶液成膜技術制備器件;設計合成具有雙極性傳輸性質的有機半導體材料.盡管OTFT還存在一些問題, 但OTFT具有質輕、價廉、柔韌性好等優點, 在各種顯示裝置以及存貯器件方面顯示了較好的應用前景.隨著研究的不斷深入, 其良好的應用前景必將顯現出來, 并有望成為電子器件的新一代產品。3.有機太陽能電池的發展 有機太陽能電池以其材料來源廣泛、制作成本低、耗能少、可彎曲、易于大規模生產等突出優勢顯示了其巨大開發潛力, 成為近十幾年來國內外各高校及科研單位研究的熱點。但是與無機硅太陽能電池的光電轉換效率相比[20]，有機太陽能電池的光轉換效率仍停留在比較低的水平上,這限制了其市場化進展。因此,有機太陽能電池的研究核心是提高電池的光電轉換效率。通過設計合理的器件結構、改善界面形貌、提高聚合物晶化程度等方法，有機太陽能電池的光電轉換效率有了很大的提高。為了更有效的利用太陽光中的紅外部分，目前對窄帶隙聚合物有機半導體的研究也開始引起人們的 關注，成為有機太陽能電池的一個新的熱點，通過 采用苯并二噻吩類窄帶隙聚合物，UCLA 的 YangYang 小組實現了光電轉換效率超過 7 %的有機太陽能電池[21]。·· 有機太陽能電池的分類方法較多, 按照有機半導體層材料的差別, 可分為3 類: 單質結結構有機太陽能電池、p-n 異質結結構有機太陽能電池、p-n 本體異質結結構有機太陽能電池。1991年，Gratzel[22]提出了一種新型的使用羧酸 聯吡啶釕（Ⅱ）配合物敏化二氧化鈦多孔納米光陽極的光伏電池—染料敏化太陽能電池（Dye Sensitized Solar Cell，DSSC），為光電化學電池的發展帶來了革命性的創新。染料敏化太陽能電池當前的最高效率是 11.04%[23]，仍有大幅度提高的余地。改進方向: 新型、合適敏化劑的探索、制備工藝的改進及納米化薄膜化的研究。有機太陽能電池的研究現狀及成熟程度相對與無機太陽能電池具有很大差距, 因此可以借鑒研究無機材料的成熟技術及研究思路等推進有機光伏材料的研究進展, 并應用于器件, 通過優化器件結構、改善材料性質等提高有機太陽能電池的綜合性能。如無機太陽能電池的高光電轉換效率和p-n 摻雜都曾給了有機太陽能電池很大啟發, 后來出現的雙層異質結和本體異質結等都是基于此產生的。同時, 有機材料與無機材料各有其優缺點, 充分利用這2種材料優點制備有機/無機復合材料而應用于有機太陽能電池, 將成為以后研究的熱點。染料敏化太陽能電池在目前研究眾多的有機太陽能電池中具有較高的轉化效率,可能成為又一個熱點。此外，納米材料因是由超微粒組成, 且這些微粒邊界區的體積大約是材料總體積的50%, 因此利用納米材料[24]組裝有機太陽能電池, 其特殊結構可能會使有機太陽能電池的研究產生較大進展。4.有機傳感器 基于有機晶體管的有機傳感器可以廣泛的應用于化學和生物領域，用來檢測化學物質和生物大分子。相比于傳統的傳感器，有機晶體管傳感器的優點在于體積小、易于實現陣列化、便于攜帶、價格低廉。此外,有機晶體管傳感器的響應信號通常是 電流信號，便于測試。與其他化學傳感器相比,有機晶體管傳感器的優點還在于能夠提供更多的電學信息，例如有機薄膜的電導率、場效應電導率、閾值電壓、場效應遷移率等。從待測物的形態來分，可以把有機晶體管傳感器分為兩類，即氣體傳感器和液體傳感器。未來有機晶體管傳感器的發展是進一步提高器件的響應速度、檢出限以及穩定性。隨著有機晶體管技術的發展，尤其是柔性化、陣列化、圖案 化技術的不斷進步，有機晶體管傳感器也將隨之發展,有望實現柔性傳感器[25]和多種樣品同時在線分析，成為名符其實的“電子鼻”。5.有機存儲器 對于某種特定材料的薄膜，兩邊加電壓,當場強達到一定值時，器件可能由絕緣態(0)轉為導電態(1)。通過某種刺激（如反向電場、電流脈沖、光或熱等）又可使器件由(1)態恢復到(0)態。這種器件被稱之為開關器件。當外加電場消失時，0 或 1 狀態能夠穩定存在，即具有記憶特性，成為存儲器件。相對于傳統的硅存儲器，有機存儲器有著易加工、低成本、可做成大面積、可制備柔性器件、可實現三維存儲（高存儲容量）等諸多優點。2005年Yang等人[26]發現有機薄膜的納米粒子間電荷轉移引起的電導率突變也可用于存儲。以 聚苯乙烯作為主體，摻入 6,6-苯基-碳61-丁酸甲脂(PCBM)作為電子受體、四硫富瓦烯(TTF)作為 電子給體，通過甩膜制備成二極管器件。對器件施 加從 0 到 2.6 V的電壓，在 2.6 V附近，電流從 10-7A 迅速升高到 10-4 A，即從低電導態（關）升高到高電導態（開）。轉變之后，器件保持在高電導態，實現 了信息的寫入。通過施加一個較高的電壓，電流從10-4 A 降低到 10-6 A，可以擦去寫入的信息。同基于晶體管結構的三極有機存儲器相比，二極存儲器具有結構簡單、易于集成、能夠充分發揮有機材料特點等優勢，因而二極有機儲存器將有可能成為今后發展的主流。有機存儲器的另一個發展趨勢是與納米技術相結合，實現納米器件乃至分子器件的組裝，提高存儲密度。6.結論與展望 在21世紀，有機光電材料的研究將會有不斷的發展和突破。在今后幾年，預計會圍繞下列問題開展研究：從有機光電活性材料和無機光電材料本質上的異同點出發，建立并發展有機光電材料能帶理論；基于結構與性能相關性的研究，通過制備新材料，進一步優化材料性能；研究影響材料性能穩定性的因素，探索提高光電性能持久性的途徑；近期內在對稱共軛結構雙光子吸收方面的研究有望得到新型光敏性有機材料，帶有C60鏈節的聚合物的研究有望得到具有光電導性和三階非線性的聚合物材料；在技術方面，材料加工、器件制作技術及提高成品率的技術保障、延長器件使用壽命等方面的進步將導致更多有機光電材料的實用化和產業化，有機信息材料的發展將為突破無機材料集成度極限提供物質基礎，如硅基半導體集成電路極限為線寬0.1чm，有機聚合物分子導線比此極限小幾個數量級；從電子信息傳輸向光子信息傳輸的轉變等信息科學的發展將對光電材料提出新的要求，同時將促進有機光電材料的發展。有機光電材料以其響應速度快、存儲密度高、價格低廉、易加工等優點成為正在崛起的新一代光電信息材料，替代無機材料已成必然之勢。以有機光電材料為基礎的光電器件的開發和產業化將推動有機光電產業達到一個新的高度，甚至有專家預言“光電產業的未來屬于有機光電材料”。參考文獻 [ 1] Pope M, Kallmann H, Magnante P.Electroluminescence in Organic Crystals.J.Chem.Phys.1963, 38:2024-2043.[2] Tang C.W, VanSlyke S.A.Organic Electroluminescent Diodes.Appl.Phys.Lett.1987,51:913-915.[3] 林楹, 陳彧, 顧慧麗, 潘喆, 陳軍能.基于芴的藍色電致發光材料研究進展[J].功能高分子學報,2012,1:1008-9357.[4] Reineke S, Lindner F, Schwartz G, et al.White Or-ganic Light-emitting Diodes with Fluorescent Tube Efficiency, Nature 2009, 459,234-238.[5] Tsubo yama A, Iw aw aki H, Furug or i M, et 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第二篇：OLED有機光電材料

一、全球OLED產業概況

有機發光顯示器（Organic Lighting Emitting Display，OLED）是指有機半導體材料在電場作用下發光的技術，OLED為全固態結構，主動發光，無需背光源，被業內人士稱為“夢幻般的顯示技術”，是最有發展前景的新型顯示技術之一，也是國際上高技術領域的一個競爭熱點。與液晶顯示器（LCD）相比，OLED具有許多優點，如高亮度、高對比度、超輕期薄、響應時間短、無視角限制、低功耗、抗震性能好、工作溫度范圍寬、能實現柔軟顯示等。根據驅動方式不同，OLED可分為2種，一種是無源驅動型OLED（PMOLED），一種是有源驅動型OLED（AMOLED）。目前，全球中、小尺寸PMOLED技術現已成熟，產品主要應用于手機副屏、MP3、儀器儀表等，預計未來全球PMOLED的年出貨量將維持在5000萬支左右。AMOLED顯示市場也呈現出強勁的發展勢頭，中小尺寸的AMOLED技術日益成熟，諾基亞、LG、三星已推出了多款AMOLED屏手機，索尼、LG也都相繼推出了其AMOLED電視。三星移動顯示(Samsung Mobile Display)部門科技長Sang-Soo Kim

在2010年5月25日由信息顯示學會(Society for Information Display，SID)所舉辦的年會上發表主題演講時指出，AMOLED可望在2015年成為大尺寸電視機的主流技術。Kim表示，AMOLED可望繼LED、3D技術之后成為電視機市場的成長動能來源，屆時采用的生產線將由目前的4.5代躍升至8代。在移動顯示應用方面，Kim預估OLED的滲透率將由2010年的8.2%跳升至2015年的53%。由于具有可大面積成膜、功耗低等特性，OLED還是一種理想的平面光源，在節能環保型照明領域具有廣泛的應用前景。隨著技術的不斷成熟，OLED照明市場現在已經開始啟動，國外3大照明公司歐司朗（OSRAM）、飛利浦（Philips）、通用電氣(GE)都有OLED照明的量產計劃。根據權威市場調研機構Display Search2009年 發布的數據預測，預計2016年OLED在顯示領域的產值將達到87億美元，在照明領域的產值將達到60億美元。實現大尺寸OLED技術的突破和產業化是未來OLED產業的發展趨勢 目前全球OLED技術較為發達的國家和企業都給予OLED產業充分的重視比如日本、韓國等國政府都給予了本國OLED產業巨大的支持；全球顯示領域的主要企業，如三星、LG、索尼等均對OLED技術及其未來應用十分重視，投入巨資進行技術和產品開發并取得了 初步成果，并試圖通過掌握核心技術來推動本國OLED產業的迅猛發展。

二、我國OLED產業發展現狀

我國從20世紀90年代開始進行OLED材料、器件以及量產工藝的研發。在過去幾年里，我國OLED技術研究水平上升很快，介入的科研機構和企業也越來越多，主要包括清華大學、華南理工大學、吉林大學、上海大學、南京郵電大學、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、中科院化學所、昆山維信諾顯示技術有限公司（以下簡稱“維信諾公司”)、四川虹視顯示技術有限公司、彩虹集團、上海天馬微電子有限公司、京東方科技集團股份有限公司、廣東中顯科技有限公司等。其中，以清華大學和維信諾公司為代

表的一批科研院校和企業通過不斷創新實現了多項OLED技術的突破，使我國OLED整體技術達到國際先進水平，并且在多項關鍵技術方面達到了國際領先水平，例如清華大學成功解決了高亮度、抗電磁干擾、抗震動和抗力學沖擊等關鍵技術問題，將OLED經過多年的不懈努力，我國OLED產業實現了全套量產工藝的開發，大規模產業化由理想變為現實。清華大學和維信諾公司、四川虹視顯示技術有限公司、彩虹集團也相繼投建了PMOLED生產線，并且已經取得了階段性的成果。例如，2008年，清華大學和維信諾公司依靠自主技術建設的國內第一條PMOLED大規模生產線在江蘇昆山建成投產，標志著中國新型平板顯示技術領域通過多年的自主創新，已取得重大突破，顯示產業由“中國制造”開始走向“中國創造”。發展大尺寸AMOLED、OLED照明、OLED柔性顯示是未來全球OLED產業發展的重點和熱

點。在OLED柔性顯示方面，清華大學和維信諾公司對柔性OLED材料、器件結構及基板技術進行了系統研究，制備了基于塑料基板的柔性OLED顯示器件及照明器件，并采用特殊的表面平整化技術和透明電極結構設計，制備了基于不銹鋼基板的紅、綠、藍柔性OLED器件；蘇州大學和華南理工大學也推出了柔性OLED顯示器件。在照明領域，清華大學、維信諾公司、蘇州大學、吉林大學、華南理工大學、中國科學院理化技術研究所、中科院長春應用化學所等都在開展OLED白光技術的研究。由清華大學和維信諾公司開發出的OLED白光照明器件在1000cd/m2初始亮度下，壽命超過10萬h，為國際最高水平之一。2009年，維信諾公司率先在國內推出了OLED照明燈具，也是國際上繼歐司朗光電半導體公司后推出OLED照明燈具的單位之一。維信諾公司計劃在2～3年內實現OLED照明產品的大規模生產。在中大尺寸AMOLED方面，維信諾公司、上海天馬微電子有限公司、彩虹集團、京東方科技集團股份有限公司、四川虹視顯示技術有限公司等國內多家企業都在開展AMOLED技術和產業的布局。維信諾公司與昆山工研院共同合作于2010年5月建成了大陸第一條AMOLED中試生產線，并計劃在未來的兩三年內實現大尺寸AMOLED的規模化生產。未來中國本土生產的OLED顯示屏將不僅能用在手機、MP3等中小尺寸產品上，還可將觸角延伸至筆記本電腦甚至是高清彩電等更廣闊的領域。

在全球OLED技術競爭加劇和加速產業化的背景下，我國OLED產業的發展正處于前所未有的戰略機遇期。未來中國OLED產業要與全球OLED產業齊頭并進，必須要充分發揮企業、科研院所和政府的作用。企業應把自主創新、增強企業的核心競爭力放在首位；科研院所 在重點進行創新成果研發的同時，要更關注創新成果的轉化；政府則應從戰略的高度重視OLED技術及產業，大力支持重點企業。最終，通過產學研政合力搶占全球OLED產業發展的制高點。及早介入占領高端歷史上我國顯示產業兩次錯失發展良機，而OLED技術帶來了新的機遇。我國在OLED技術研發和產業化方面與國際基本同步，這為我國OLED產業的進一步發展創造了機會。技術和產業化成績的取得并不意味著中國OLED產業的發展可以高枕無憂。相反，作為一項新興產業，OLED還面臨很多風險和挑戰。成熟期的TFT-LCD產業對新興的OLED產業的打壓、國際產業發展制高點的白熱化競爭使我國OLED產業發展面臨行業挑戰和國際競爭的雙重挑戰。因此，我國OLED產業發展的時機就顯得尤為重要。

TFT-LCD產業的發展經驗表明，一旦技術的產業化可行性得以證明，越早介入產業，越容易形成技術路線、標準鎖定和擁有排他性的知識產權，從而占領價值鏈的高端位置。現在我國已經實現了小尺寸OLED技術的大規模產業化，未來OLED產業需要加速推進在大尺寸等前沿領域的產業化進程，在整體市場供不應求的情況下獲得良好的利潤收益，步入良性發展的軌道。以 4.5代AMOLED生產線為例，若2013年以前能夠建成，預計投資人民幣50億元，產值將達到約60億元，投資者可利用回籠資金推動產業滾動持續發展。如果相反的話，投資和生產線建設延遲，將有可能陷入到成本競爭、價格下降、利潤下滑、投 資回報慢的境地，進而嚴重影響投資者信心和企業的后期發展。

自主創新為核心動力今后，我國的OLED產業要想贏在全球產業發展的起跑線上，必須抓住全球OLED產業起步這一重要的機遇期，把自主創新作為產業發展的核心動力，充分 調動產學研政各方面的作用，合力推動產業的發展。為此建議如下：

第一，要增強依靠創新發展產業的信心，從源頭重視創新。在發展OLED這一新興產業的進程中，需要樹立依靠自主創新發展產業的信心，結合OLED產業發展的具體實際情況，從技術和產業發展的源頭上進行創新，建立完善的創新

第二，發揮科研院所的作用，注重創新成果的轉化。科研院校在基礎性原始創新、高新技術與應用技術研發和科技人才培養中扮演著重要的角色。目前，國內有很多高校和科研院所都在進行OLED相關技術的研究，并取得了一系列成果。今后應進一步發揮科研院所在OLED產業發展中的作用，正確處理好基礎研究和應用研究的關系，建立良好的創新成果轉化機制，充分發揮科研院所和企業在技術創新和產業發展中的作用。

第三，將OLED產業發展上升到國家戰略層面。OLED產業在國際范圍內的競爭已不單是企業間的競爭，更體現為國家間的競爭。未來應將OLED產業的發展納入國家戰略，從最高層面設計我國OLED產業化的道路，制定OLED產業發展國家戰略和計劃，多部門政策聯動，出臺明確、更具操作性的支持計劃，引導產業整體發展方向和發展模式，成立國家層面的專家委員會。

第四，建立國家級的創新平臺，加大OLED在大尺寸、照明、柔性等核心前沿技術的布局。第五，政府以適當的方式解決企業產業化的投資需求，培育出具有國際競爭力的領軍企業，打造完善產業鏈。要實現我國OLED產業的跨越式發展，單純依靠個別企業的努力很難帶動 整個產業的快速發展。因此從宏觀層面上對整個OLED上下游的布局異常重要。建議制定引導性關鍵技術計劃，在科學論證、統籌規劃的基礎上，加強對OLED產業的宏觀調控措施，培育OLED上游原材料和設備產業的發展，催生國內OLED產業鏈的成熟。

中國OLED聯盟在惠州成立為有效整合產業資源加快突破核心技術加強行業交流與協作提升產業整體實力共同促進我國產業持續健康發展在工業和信息化部國家發展改革委的指導下經過年多時間的醞釀籌備由國內家企事業單位共同發起的中國產業聯盟于今年月日在廣東惠州正式宣布成立工業和信息化部楊學山副部長廣東省佟星副省長國家發改委高技術產業司李新副處長惠州市有關究成的有機領導以及聯盟成員單位代表參加了中國產業聯盟成立大會相關兄弟協會及企業媒體等各界嘉賓共百余人共同見證了這一重要時刻中國產業聯盟是由積極投身于產業從事產品及應用的研究開發制造服務的企事業單位及有關機構自愿組成的非營利性的全國性社會組織家發起單位涵蓋了有機材料專用裝備顯示器件整機應用等在內的全產

成立大會上四川長虹電器股份有限公司董事長趙勇作為聯盟聯合主席之一代表聯盟宣讀了成立宣言向社會承諾聯盟將以推動中國OLED產業進入世界先進水平為己任整合國內產學研各方面資源聚集材料裝備器件整機全產業鏈優勢合理布局統籌開展核心技術

研發做好上下游配套構建完善的標準和知識產權體系引領未來顯示技術進入千家萬戶。彩虹籌建4.5代QLED試驗線在三星電子投資21億美元建設的5.5代AM-OLED面板生產線提前量產后國內OLED行業的追趕步伐也在加快6月9日彩虹股份發布公告稱其控股子公司彩虹(佛山)平板顯示有限公司擬自籌3.15億元資金建設AM-OLED面板中試線項目并擬發行16億元短期融資券據悉作為全國最大的顯像管廠商彩虹集團早在2004年香港上市后就籌備戰略轉型彩虹股份此前多次融資投資了合肥和張家港的第6代液晶玻璃基板項目加上之前在咸陽投資的第5代液晶玻璃基板項目彩虹集團在液晶玻璃基板領域的投資顯然已經有了不錯的效果而今年彩虹股份還與佛山市順德區誠順資產管理有限公司簽署合資協議共同出資設立彩虹(佛山)平板玻璃顯示有限公司(以下簡稱佛山玻璃公司)投資建設8.5 代液晶玻璃基板生產線項目期待為廣州LGD或深圳的華星光電進行玻璃基板項目的配套市場調查機構Displaysearch大中華區副總裁謝勤益透露液晶玻璃基板特別是高世代液晶玻璃基板的技術門檻很高彩虹此前的5代液晶玻璃基板的良品率都偏低

彩虹股份公司董事會認為建設中試線項目符合公司發展戰略可提升公司在業內的龍頭地位同時該項目的建設可減少代生產線投資的技術產品和市場風險彩虹集團在佛山的三期項目

計劃總投資將超過億元可見其在上的決心不過謝勤益表示在大尺寸面板的核心技術領域三星電子有著明顯的優勢而且絕對不會出讓技術所以彩虹等國內企業要

想有所突破很難而且中國企業很容易陷入液晶面板領域被動追趕的局面而為了縮小與三星的差距包括長虹彩虹在內的家國內廠商月初在惠州成立了中國產業聯盟試圖通過聯合 研發來追趕三星等韓國廠商不過三星電子的第代線面板試驗線已經在建設中中國企業 這次能追上嗎

三星搶占高地

在三星電子蘇州代液晶面板生產線舉行開工儀式后一天月日三星移動顯示公司三星電子與三星的合資公司宣布其在韓國投資21億美元建設的5.5代有機電子發光面板生產線已提前兩個月進入量產更令液晶面板界恐慌的是6月2日三星移動顯示宣布其第8代AM-OLED面板試驗線將于明年月投入使用可以切割英寸英寸等大尺寸面板三星計劃將面板的使用領域從智能手機平板電腦延伸到電視等領域OLED面板其未來3-4 年在大尺寸OLED領域的投資總額有望超過千億元。三星電子的5.5代OLED面板生產線投產是確實的但其8代OLED線能否產業化還是個未知數國內液晶面板企業京東方副總裁張宇在接受電話采訪則表示但是我們比較清楚的就是其原來提出的10代 11代液晶面板生

產線計劃純粹是忽悠人的據悉三星電據悉三星電子之所以之前宣布跟進夏普的10代線計劃其實是為了在其擁有絕對技術優勢的OLED大尺寸研發上贏得時間。也是為了讓中國大陸和臺灣地區的液晶面板生產商愿意繼續投資高世代液晶面板從目前來看這一聲東擊西的戰略已經起到了效果謝勤益指出目前在大尺寸AM-OLED面板領域即便是LG電子也無法取得突破而三星電子已成功將高世代液晶面板的投資轉移到中國蘇州等地今年5月還大幅削減與索尼的液晶面板合資公司S-LCD的資本金顯然三星電子在下一代顯示技術領域已經占據了高地

2.液晶面板業危機

目前大尺寸OLED面板技術還有很多技術瓶頸良品率的提升基板工藝過于昂貴使用壽命還有待提高等謝勤益介紹第八代OLED面板工廠只要能達到七成左右的良品率 OLED價格就可降到與液晶面板相抗衡目前OLED良品率還不到50% 三星預測最早2013-2014年

可以實現良品率70%的目標隨著良品率提高三星電子還計劃在試驗線中將昂貴的低溫多晶硅基板工藝換成下一代工藝甚至計劃將已折舊完畢的八代液晶面板廠改裝生產OLED 將成本進一步降低至液晶面板的45%三星電子有關人士向記者透露與高世代液動輒40億美元的投資規模相比在現有8代線基礎改造每條8代OLED面板生產線的成本要減少到1

億美元臺灣工研院的一份研究報告指出一旦三星(基板尺寸為2.2m 2.4m)OLED生產線投產臺灣的板行業將面臨滅頂之災總產值上兆元雇用數十工的產業將灰飛煙滅耗資千億元的精密設備頓時鐵加上數千億元的銀行貸款變為呆賬同樣的危機也在影響著大陸的面板行業因的高世代液晶面板生產線完全投產都需等到2012年其資產折舊還需要6-7年時間一旦大尺寸OL技術取得突破國內面板行業的壓力可想而知不過張宇表示三星剛剛在蘇州投資了7.5代線大陸的液晶面板行業至少還有一個資產折舊周期的好日子所以不要過度擔心OLED技術的沖擊但是5代以下的液晶面板生產線可能在短期內就會受到沖擊三星在大尺寸OLED領域的技術優勢非常明顯臺灣及其他面板商要想通過購買技術專利來進

入這一高門檻領域非常艱難雖然臺灣和大陸很多企業都殺入了小尺寸OLED面板領域但 是在大尺寸領域要想突破依然很難友達全球執行副總彭雙浪說不過下游的蘋果等平板電腦巨頭也不希望三星在OLED領域一家獨大所以臺灣企業還是有機會的中國大陸的彩虹集團長虹集團上海天馬等已經開始在OLED領域布局而京東方也計劃投資建設小尺寸的OLED面板生產線但均為4代以下

3.三星將開發柔性OLED電視雖然目前的OLED屏可實現超薄彎曲特性但是它只限于小型顯示屏未來真正使用到像

第三篇：有機電化學合成及研究進展

有機電化學合成及其發展方向

摘要

介紹有機電化學合成的原理，研究內容。有機電化學合成與傳統合成的優勢，介紹中國有機電化學合成的發展以及有機電化學的新進展。有機電化學的高效、經濟、無污染性。還有有機電化學合成的若干發展方向。關鍵詞

有機電化學 發展方向 綠色化學

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

以電化學方法合成有機化合物稱為有機電合成，它是把電子作為試劑，通過電子得失來實現有機化合物合成的一種新技術，這是一門涉及電化學、有機合成及化學工程等學科的交叉學科。由于電化學早已有之，合成技術、化學工程技術和化學材料不斷更新，因而，有人稱之為“古老的方法，嶄新的技術”[1]。

有機電合成是有機合成的一個分支學科，有其獨特的優點和優勢。有機電合成與一般有機合成相比，有機電合成反應是通過反應物在電極上得失電子實現的，一般無需加入氧化還原試劑，可在常溫常壓下進行，通過調節電位、電流密度等來控制反應，便于自動控制。這樣，簡化了反應步驟，減少物耗和副反應的發生。可以說有機電合成完全符合“原子經濟性”要求，而傳統的合成催化劑和合成“媒介”是很難達到這種要求的。從本質來說，有機電合成很有可能會消除傳統有機合成產生環境污染的根源。有機電化學合成也是一種綠色化學，中國走可持續發展戰略，在化學合成中有機電合成將會占很大比例。將是未來的合成化學的一種發展趨勢。主題部分

一、有機電合成原理及分類

原理

有機電合成基于電化學方法來合成有機化合物。電解反應須從電極上獲得電子來完成，因此有機電合成必須具備以下三個基本條件：(1)持續穩定供電的(直流)電源；(2)滿足“電子轉移”的電極；

(3)可完成電子移動的介質。為了滿足各種工藝條件，往往還需要增加一些輔助設備,如隔膜、斷電器等。

有機電合成中最重要的是電極，它是實施電子轉移的場所。電合成反應是由電化學過程、化學過程和物理過程等組合起來的。典型的電合成過程如下:(1)電解液中的反應物(R)通過擴散達到電極表面(物理過程)；

(2)R在雙電層或電荷轉移層通過脫溶劑、解離等化學反應而變成中間體(I)(化

學過程)，無溶劑、無締合現象的不經過此過程；

(3)I在電極上吸 附形成吸附中間體(Iad1)(吸附活化過程)；

(4)Iad1在電極上放電發生電子轉移而形成新的吸附中間體(Iad2)(電子得失的電化學過程)；

(5)Iad2在電極表面 發生反應而變成生成物(Pad)吸附在電極表面；(6)Pad脫附后再通過物理擴散成為生成物(P)。

分類

它是一門涉及電化學、有機合成和化學工程的交叉學科, 通常有兩種分類方法:(1)按電極表面發生的有機反應的類別, 分為兩類有機電合成反應: 陽極氧化過程和陰極還原過程。陽極氧化過程包括: 電化學環氧化反應、電化學鹵化反應、苯環及苯環上側鏈基團的陽極氧化反應、雜環化合物的陽極氧化反應、含氮硫化物的陽極氧化反應。陰極還原過程包括陰極二聚和交聯反應、有機鹵化物的電還原、羰基化合物的電還原反應、消基化合物的電還原反應、腈基化合物的電還原反應。(2)按電極反應在整個有機合成過程中的地位和作用, 可將有機電合成分為兩大類: 直接有機電合成反應、間接有機電合成反應。直接有機電合成反應: 有機電合成反應直接在電極表面完成;間接有機電合成反應: 有機物的氧化(還原)反應采用傳統化學方法進行, 但氧化劑(還原劑)反應后電化學方法再生以后循環使用。間接電合成法可以兩種方式操作: 槽內式和槽外式。

二、有機電合成是一種綠色化學

所謂綠色化學即是用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康或環境有害的原料、產物、副產物、溶劑和試劑等的產生和應用。必須指出, 綠色化學不同于一般的控制污染。加強管理對控制污染是有效的, 但這不是綠色化學, 有些只是阻止污染的技術, 而不是化學。綠色化學是指從根本上消滅污染, 它的著眼點應在于使得廢物不再產生, 不再有廢物處理的問題, 綠色化學是一門徹底阻止污染的化學。從電化學合成的原理來看，電合成不同于一般的催化反應，它不需要另外引入催化劑、氧化劑或還原劑，因此后續處理簡單，無或基本無“三廢”。

三、比較成功的案例

近幾十年來, 有機電合成工業化的實例越來越多.目前世界上大約有100 多家工廠采用有機電合成生產約80 種產品, 還有很多已通過了工業化實驗[ 14], 而我國有機電合成方面的研究起步較晚, 可是發展很快, 下面介紹一下我國有機電合成三個典型工業化實例.2.1 L-半胱氨酸的直接電合成[15]L-半胱氨酸是中國最早實現工業化的有機電合成產品, 它的工業生產是從毛發等畜類產品中提取的胱氨酸, 通過電解還原在陰極直接電合 成為L-半胱氨酸.S)CH2)CH(NH2))COOHS)CH2)CH(NH2))COOH+ 2H+ 2e-2 L-HS)CH2)CH(NH2))COOH.近20 年來, 這一有機電合成技術在中國的許多地方推廣, 年產能力已經超過600 噸, 成為生產L-半胱氨酸的主要方法.L-半胱氨酸也成為一種出口創匯的龍頭產品。

四、有機電化學合成前景及發展方向

有機電合成具有很強的生命力和廣闊的發展前景，其優點突出表現在以下幾個方面:(1)在許多場合具有選擇性和特異性；

(2)不需要使用價格較貴的氧化劑和還原劑；

(3)潔凈，以電子的得失完成了氧化還原反應，不需要外加氧化劑和還原 劑；(4)條件溫和，如在常溫、常壓下即可完成有機合成，尤其對不穩定的復雜分子結構的有機物的合成尤為有利；(5)副產物少；

(6)節能，一方面體現在綜合能 耗上，另一方面是由于極間電壓低(2～5V)，可接近熱力學的要求值；

(7)易控，反應速度完全可以通過調節電流來實現，易于實現自動化連續操作；(8)規模效應小，對精細化工產品的生產尤為有利。

有機電化學合成要想有好的發展，應該從以下幾個方面發展：

1、發展電解中特有的反應

例如己二腈的電解還原合成等，反應選擇性高，有競爭能力并已工業化。

2、發展能縮短工藝過程的有機電合成

例如，對氨基苯甲醚采用化學合成，需三步工藝，而采用電合成法只需一步工藝

3、發展間接的電解合成法

1間接電還原：

○利用媒質在電極上產生還原劑與反應底物進行化學反應，還原劑被氧化后回到陰極上再生，以此達到還原劑循環使用而反應物不斷生成的目的。2間接電氧化： ○

4、發展三維電極的電解

因為電解反應通常是在二維的平板電極上進行的，電解槽生產能力低。實踐證明，有機電合成也可以采用三維的填料式或流化床電極來解決這個問題，使得有機電合成工藝可以與有機催化合成相競爭。

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第四篇：有機合成化學研究進展課程論文

有機合成化學研究進展

課 程專業： 姓名： 學號：

文

論

有機合成化學研究進展

摘要

有機化學是化學科學中的一個十分重要的二級學科。有機化學作為一門中心學科，它的發展不僅與化學學科的發展直接相關，而且也不斷地影響和促進著其它自然科學學科的發展。同樣，有機化學作為一門實用性學科，其發展一直影響著人類社會的發展。有機化學與人類社會發展息息相關，與國民經濟建設密切相連。我國有機化學事業在近年來得到顯著發展，從事有機化學和與有機化學相關研究工作的人員越來越多，研究工作水平不斷提高。通過對我國有機化學學科近2年發表的研究論文進行了系統檢索，本報告總結了有機反應、有機合成化學、天然產物化學、元素有機和生物合成等有機化學研究領域的主要進展。

關鍵詞 有機反應；有機合成化學；天然產物化學；元素有機

1碳-氫鍵活化

在比較惰性的碳-氫鍵活化方面，中國科學院上海有機化學研究所(本文以下簡稱為上海有機所)劉國生課題組通過在氧氣存在下，金屬鈀催化烯丙基位碳-氫鍵的活化，實現了烯烴的烯丙位氨化反應，提供了一種從簡單的烯烴原料合成烯丙胺的方法[1]。

在芳香烴的碳-氫鍵活化方面，北京大學化學系施章杰課題組通過芳香烴上的導向基團，在金屬鈀和氧化劑共同催化下，使芳香烴的碳-氫鍵活化，實現了一般芳香烴的直接芳基化，從而形成新的碳-碳鍵[2-5]。加成-環化反應及串級反應

上海有機所麻生明課題組繼使用2種不同聯烯的加成-環化反應生成α,β-不飽 和γ-內酯[6]之后，又通過金屬鈀催化聯烯的加成-環化反應，生成了高張力的氮雜四員環[7]。

華東師范大學化學系張俊良課題組發展了一種鈀催化三組份加成-環化-偶聯的高效合成多取代呋喃的方法[8]。

蘭州大學化學系梁永民課題組通過鈀催化加成-環化-偶聯的串級反應，一步構建了苯并螺環，為合成此類化合物提供了一種有效方法[9]。

上海有機所趙剛課題組研究了一系列鄰炔基醛類化合物與有機鋅試劑的加成環化串級反應。對于鄰炔苯甲醛類底物，立體選擇性得到了5-exo-dig型的成環方式，而對鄰位的脂環炔烯醛類底物，則只生成并環的四取代類呋喃產物[10]。

上海大學郝建課題組巧妙地通過一鍋法串級反應，在PPh3/CCl4/Net3/70℃反應條件下，對o-氨基苯乙醇類底物進行環合，合成得到了N-酰基二氫吲哚類產物[11]。

天津大學馬軍安課題組利用催化Nazarov環化和親電氟化的串級反應，立體選擇性地合成了多取代的吲哚酮類產物[12]。烯丙基反應

北京大學焦寧課題組發現，和正常的Heck反應相反，在沒有配體存在下的鈀催化烯丙基酯的Heck反應中，離去基團沒有發生消除而是被保留了下來[13]。

上海有機所侯雪龍課題組以芳香酮的烯丙基化反應為研究對象，實現了此類化合物的高立體選擇性的α-烯丙基化[14]。

上海有機所卿鳳翎課題組首次通過分子設計，利用Reformatskii-Claisen反應、烯烴復分解成環反應、鈀催化烯丙基化反應等步驟合成了3’,3’-二氟-2’-羥甲基-4’,5’-不飽和環狀核苷分子[15]。不對稱加成

華東師范大學化學系胡文浩課題組通過Rh/Zr協同催化重氮乙酸酯、醇和醛的三組份不對稱加成，生成了高對映和非對映選擇性的α，β-二醇羧酸酯[16]。

南開大學化學系周其林課題組發展了一種銅鹽在手性螺環雙噁唑啉存在下重氮乙酯與酚(或)水的不對稱碳－氫鍵插入羥基反應，生成了高對映選擇性α-羥基酸酯[17,18]。手性反應

上海有機所林國強課題組從環辛二烯經過關鍵酶拆分和有關化學轉化制備C2對稱的手性環戊烯并環雙烯的新型手性配體，在金屬銠催化芳基硼酸對磺酰亞胺反應得到高對映選擇性手性仲胺[19]。

有機催化劑催化的反應

趙剛課題組利用廉價易得的脯氨酸衍生的氨基醇有機小分子催化劑，以過氧叔丁醇為氧化劑，實現了沒有金屬參與的烯酮高對映選擇性的環氧化，為合成手性環氧化合物提供一種實用的合成方法[20]。

上海有機所劉金濤課題組利用有機小分子催化，成功實現了含三氟甲基的α,β-不飽和酮與一般甲基酮之間的對映選擇性醛醇反應，ee值高達95%[21]。大環合成

上海有機所陳慶云院士課題組首次利用鋅粉還原β-四(三氟甲基)-meso-四苯基銅(Ⅱ)卟啉，得到了具有相對穩定的20π電子非芳香體系的isophlorin，產物結構通過了單晶衍射的確認，從而首次以實驗結果證實了半個世紀前有機合成大師Woodward在研究葉綠素合成時提出的具有20 π電子的N,N’-二氫卟啉(N,N’-dihydroporphyrin or isophlorin)的假想結構[22]。

天然產物全合成

上海交通大學鄧子新院士和周秀芬教授領導的課題組是國內較早從事天然產物生物合成研究的團隊之一，他們針對的對象主要以農用抗生素為主。在率先發表了井崗霉素(Validamycin A)生物合成基因簇的基礎上，他們通過體內基因置換與體外生化相結合的方法闡明了糖基轉移酶Val G和激酶Val C的功能；在報道南昌霉素(Nanchangmycin)生物合成基因簇的基礎上，發現并系統研究了一個特殊的負責聚醚化合物生物合成中催化聚酮鏈解離的硫脂酶，并提出了可能的后飾-解離機制；通過對聚烯化合物殺假絲菌素(Candicidin)生物合成途徑中聚酮合成酶功能域的調控，闡明了系列化合物的結構和可能的合成機制。另外，他們還克隆了肽核苷類抗生素滅粉霉素(Mildiomycin)的生物合成基因簇[23]。

上海有機所的劉文研究員課題組和唐功利研究員課題組合作，從事結構新穎的復雜聚酮、聚肽化合物的生物合成研究。他們克隆了抗腫瘤化合物番紅霉素(Saframycin A)、阿進霉素(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徑，為進一步系統研究包括非蛋白源氨基酸、螺乙酰乙酸內酯等獨特結構單元的生物合成機理和抗腫瘤天然產物的組合生物合成奠定了基礎。另外，中國科學院微生物研究所的譚華榮研究員課題組的尼可霉素(Nikkomycin X)、楊克遷研究員課題組的嘉德霉素(Jadomycin B)以及中國協和醫科大學王以光研究員課題組的格爾德霉素(Geldanamycin)，對生物合成基因簇中部分基因功能的研究均取得了進展。

結語

目前我國有機化學學科的科研人員在國際有影響的學術期刊發表學術論文的數量、質量不斷增加、提高。與此同時，有機化學學科為國家國民經濟建設服務的研究工作成果也不斷涌現。為解決我國甾體藥物工業生產中的重大環境污染問題(即應用了長達近60年的甾體皂甙元鉻酐氧化降解生產技術、每年產生約8000t含金屬鉻環境污染物)，上海有機所田偉生教授小組經過十多年的堅持不懈努力，研究提供的用雙氧水代替鉻酐氧化降解甾體皂甙元的潔凈生產技術[24]已經完成了中試研究，目前正在上海市科委專項項目支持下著手進行試生產。此技術在化工原料使用上遵循了“原子經濟性”原則，實行了化工生產的“零排放”，為我國化學工業潔凈生產給出了又一樣板。此技術推廣后，不僅可以實現每年減少8000t含金屬鉻環境污染物，還可以從此生產過程的廢棄物中回收500t以上的手性試劑。此技術推廣后不僅可以促進我國甾體藥物工業發展，也有助于我國黃姜、劍麻種植、加工行業的環境污染的治理。作者們相信：隨者我國有機化學學科不斷發展，我國有機化學工作者不僅能夠在國際一流刊物上發表學術論文，擴大我國有機化學學科的影響，也能為我國國民經濟建設做出實實在在的貢獻。

參考文獻 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 田偉生等，中國專利CN1221563C 16-脫氫孕烯醇酮及其同類物的潔凈生產技術。

第五篇：有機鐵在豬飼料中的應用研究進展

有機鐵在豬飼料中的應用研究進展

應用，比無機鐵有較高的生物利用效價，對豬生產性能可提高采食量、生長速度、飼料效率和健康水平等。近年來，有機鐵的研究應用受到重視。生化特性

有機鐵可分為金屬絡合鐵（配體化合鐵）和螯合鐵兩類。絡合劑有蛋白質、氨基酸、糖、有機酸等天然有機物。金屬絡合鐵是由一個中心離子（或原子）如Fe

2+

和配位體以共價鍵相結合所形成的復雜離子或分子。配位體是指那些含有可提供孤對電子原子的分子，有機分子中的N、O、S都可提供孤對電子，這些供體可與金屬離子發生配位作用，從而形成復合物。螯合鐵是一種特殊的絡合鐵，它是指一個或多個基團與一個金屬離子進行配位反應而生成的具有環狀結構的絡合鐵。螯合鐵也稱作內絡合鐵，由于它的環狀結構，通常比絡合鐵穩定。

美國官方飼料監測局（MFCO，1996）確定了有機鐵的定義：對氨基酸和蛋白質金屬螯合鐵，是指可溶性鹽的金屬離子同氨基酸按照1：（1～3）（最佳為1：2）的比例反應，生成配位的共價鍵所得產物。水解氨基酸的平均分子量為150左右，生成的螯合鐵的分子量不得超過800。這種結構使分子內電荷趨于中性，它的穩定常數適中，從而使金屬在消化道中易于釋放出來，比相應的無機離子更為優越。效價作用 2.1生物利用效價高

許多研究證明，有機鐵比無機鐵有更高的生物利用率，且對動物的生長、生殖、健康及飼料轉化率等有明顯的促進作用。

在妊娠母豬的日糧中添加200 mg/kg的氨基酸螯合鐵，有相當的鐵通過胎盤進入胎兒體中，可降低胎兒的死亡率，提高仔豬的出生重和斷奶重，說明螯合鐵可通過胎盤轉運，進入到發育中的胚胎（無機鐵無法通過）。有機鐵的效價相對于FeSO4的效價范圍為125%～185%。

Kuznet-sor等（1987）報道，蛋氨酸鐵對7～28日齡的哺乳仔豬和4～5月齡的育肥豬的相對生物學效價分別為120%和115%（設硫酸亞鐵為100%）；Spears（1992）也研究了蛋氨酸鐵對哺乳仔豬的相對生物學效價為183%，Kuznetsor（1987）以紅細胞計數和過氧化氫酶為指標，研究了氨基酸螯合鐵對26日齡仔豬的相對生物學效價，結果分別為103%和114%。從大量的研究結果以及生產實踐來看，氨基酸螯合鐵的生物學效價明顯高于硫酸亞鐵、氯化亞鐵等無機鐵源添加劑。

2.2化學結構穩定

植物性飼料中所含的植酸、草酸、磷酸根離子，容易與鐵元素結合生成動物難以吸收的不溶性鹽而排出體外，從而影響鐵元素的吸收。有機鐵由于其特殊的結構，具有較好的化學穩定性，分子內電荷趨于中性，緩解了礦物質之間的拮抗作用，在消化過程中減少了pH值、脂類、纖維、胃酸等物質的影響，有利于動物機體對金屬離子的充分吸收和利用。

2.3免疫功能增強

有機鐵接近于酶的天然形態而有利于吸收，被吸收后可將螯合的鐵元素直接運輸特定的靶組織和酶系統中，從中發揮作用和滿足機體需要。有機鐵具有增強抗病力，提高免疫應答反應，促進動物細胞和體液免疫力的功效，發揮抗病、抗應激作用，改進動物皮毛狀況，減少早期胚胎死亡，對某些腸炎、皮炎、痢疾和盆血有治療作用；在接種、去勢、運輸、氣溫過高和變更日糧等應激條件下，有良好的效果。

2.4副作用小和適口性好

無機鐵因有特殊味道而影響動物的適口性，又因其性質不穩定，易與其他營養物質產生拮抗作用，并在消化吸收過程中還會影響胃腸道的酸堿平衡，而對機體產生不良影響，應用過量會造成動物的中毒。有機鐵如氨基酸螯合鐵，既提供動物機體所需要的氨基酸，又提供鐵元素，適口性好，毒副作用小，安全性好，吸收率高，易轉運，可加強動物體內酶的活性，提高蛋白質、脂肪和維生素的利用率，從而促進動物生長性能的發揮。

2.5吸收率好利于環保

有機鐵中金屬離子在配位體氨基酸或小肽的保護下，形成穩定的化學結構，既避免了礦物質之間的相互拮抗作用，又消除了無機鐵易對維生素氧化的弊端。無機鐵被動物吸收及蓄積的量很低，吸收率僅為10%左右，大部分隨糞便排出體外，影響環境，破壞地力，引起農作物富集，危害人畜健康。由于有機鐵生物學效價高，在日糧中添加一定量即可代替高劑量的無機鐵。

３ 吸收機理

Dreosti認為影響礦物吸收的腸道的物理化學因素對其生物利用率的高低起主要作用。生物利用率高的微量元素吸收率也比較高。有機鐵是利用配位體的轉運系統吸收，而不是金屬的轉運系統。如氨基酸、蛋白螯合物分別利用氨基酸、肽的吸收通道。尤其是研究小肽的吸收機制后，人們把更多的目光投向蛋白質螯合物。通過氨基酸和肽的轉運系統，螯合物完整地透過腸粘膜層進入血液，大大地提高了鐵元素的利用率。有機鐵受到配位體的保護，不易受到胃腸道內的不利于金屬吸收的物理化學因素的影響。胃腸道PH值對金屬復合物的穩定性和溶解性的影響較大，試驗認為氨基酸或肽的螯合物的穩定常數適中，既有利于與鐵元素結合成螯合鐵被運輸，需要時又能有效地從螯合物（載體）中釋放出來。有機鐵分子內電荷趨于中性，在體內pH值環境下溶解度好，吸收率高，易于被小腸粘膜吸收進入血液，供給周身細胞需要。生產應用 4.1哺乳仔豬

國內外研究表明，有機微量元素鐵可通過母豬胎盤和母乳傳遞給仔豬，從而促進仔豬生長發育，預防缺鐵性貧血，降低乳豬死亡率。

Close(2001)研究發現，在妊娠母豬或哺乳母豬日糧里添加有機鐵，仔豬斷奶重增加，血液中Hb 升高，證明有機鐵通過胎盤容易進入胚胎。據英國Darneley（1993）研究報道，母豬在1-8胎次產前28d開始采食有機鐵（56.7g/頭·d）平均每胎育成離乳仔豬頭數提高7.1%，仔豬死亡率降低26.8%。Yamamoto（1982）研究亦表明，有機鐵可穿過母豬胎盤為胎兒所用，提高仔豬的鐵儲備，改善仔豬生長性能，仔豬初生重斷奶重均顯著增加。

4.2斷奶仔豬 有機鐵應用于斷奶仔豬有顯著效果，徐建雄（1993）在35~80日齡斷奶仔豬日糧中添加蛋氨酸鐵60mg/kg，使生長豬的日增重、飼料效率分別提高9.99%~12.98%、6.60%~10.61%。據四川省畜科院動物營養研究所研制.省畜科公司生產的中華富鐵康，取代1/3的FeSO4試驗，結果日增重提高3.34-5.47%，料肉比降低4.23-4.26%，皮膚健康紅潤被毛光滑亮澤，增重成本降低經濟上可行。

4.3生長育肥豬

添加有機鐵使生長育肥豬提高了日增重和飼料利用率。據黃國清試驗看出，添加蛋氨酸鐵日增重提高9.56%，飼料報酬提高7.63%。鞠繼光等（2000）在生長育肥豬日糧中添加羥基蛋氨酸鐵40mg/kg代替等量相應的無機鐵，可提高40-75kg生長豬的日增重8.3%，降低料肉比13.7%。問題與對策

有機鐵作為新一代高效的安全營養添加劑，有其自身的功能作用，是有良好的市場應用領域。但從實際使用情況看還存在一些問題，有待今后進一步研究開發和生產應用上解決。

5.1生產成本較高 現市場上的有機鐵產品售價是無機鐵的10倍以上，難以在實際生產中大量應用；國內生產廠家如氨基酸螯合鐵還沒有研制出降低生產成本的新工藝新方法，生產出市場能接受經濟可行的有機鐵產品，應改進產品配方，工藝設計，選擇合適的生產工藝路線和簡化生產程序，降低生產成本。

5.2提高產品質量

有機鐵產品（除富馬酸亞鐵外）的質檢方法還沒有得到很好解決。當前有機鐵產品的定性定量分析尚待研究解決，通常采用的分光光度法、電位法等不適應其產品的定性定量分析，難以確定其有機的螯合度或絡合度的質量，很難規范有機鐵的生產、銷售和應用。為了利用廉價的螯合劑生產有機鐵，優化合成方法和新生產工藝路線，建立定性、定量的檢測新技術，是今后研究工作的重點。

5.3研究作用模式

有機鐵在動物體內的吸收機制和代謝原理及對機體造血機能有待進一步研究。近年來雖然越來越多的人接受金屬氨基酸螯合鐵和蛋白鹽利用肽與氨基酸的吸收機制，而并非小腸中普通金屬的吸收機制，但作用模式還需要進一步研究證實。

5.4探討利用條件 繼續研究適合動物機體的最佳螯合物（絡合物）結構形式，最佳添加時間和劑量。不同的螯合劑組成的有機鐵、不同的動物、不同日糧營養水平、不同生理條件，都影響有機鐵需要量，因此明確有機鐵的利用條件很有必要。

5.5強化示范推廣

加大對有機鐵的示范宣傳推廣，終于有一天，它將成為常規的礦物質元素添加到動物飼料中，一旦在生產上大面積推廣普及使用，將會給飼料工業和畜牧業帶來顯著的社會經濟效益。