第一篇：無機合成化學總結(配武漢大學出版社《無機合成化學》)

化工工藝09-3班

無機合成參考資料

一氣體除雜凈化方法

1化學除雜2氣體的分級分離凈化3吸附分離和凈化 二什么是無水無氧操作

三溶劑的主要類型及溶液中合成的優(yōu)點

溶劑分為質子溶劑，質子惰性溶劑及固態(tài)高溫溶劑 在溶液中合成的優(yōu)點1 使溶質充分接觸 2 易流動、攪拌 3 熱量均勻分散 4 對反應條件不敏感，具有穩(wěn)定性

四：溶劑的選擇：應考慮反應物、產物、溶劑的性質1 使反應物充分溶解A “相似者相溶” 組成、結構相似互溶性好B 規(guī)則溶液理論，溶解度參數相同或接近互溶性好（不考慮化學反應和溶劑化效應）2

產物不能和溶劑作用3 副反應少，有時需用惰性氣氛N2, He 4 產物易分離，沉淀結晶易分離 5 考慮溶劑化效應使反應加快或改變化學平衡的方向

五溶劑化效應：溶劑使化學反應加快或改變化學平衡的方向的效應 拉平效應：把幾種酸拉平到質子化溶劑的水平區(qū)分效應：使酸度拉開，區(qū)分出酸或堿的強弱

HA + H2O = H3O+ + A-

HClO

4H2SO4

HCl HNO3

在拉平溶劑水中濃度不大時，各種酸的 電離反應完全，[H3O+]一樣

在區(qū)分溶劑醋酸中，由于醋酸酸性比水大，使各種酸的電離反應不完全，各種酸的醋酸溶液[H2Ac+]不同，顯示出酸性強弱

HClO4 > H2SO4 > HCl > HNO3

惰性溶劑沒有明顯的酸堿性，沒有拉平效應，是好的區(qū)分溶劑。六溶劑的一些提純方法P43 七化學氣相沉積的反應類型： 簡單熱分解和熱分解反應沉積2化學合成反應沉積3 化學輸運反應沉積 八化學氣相沉積的反應裝置： CVD裝置通常可以由

①氣源控制部件

②沉積反應室

③沉積溫控部件

④真空排氣和壓強控制部件等部分組成 九獲取高溫方法：P57 十常用發(fā)熱體的要求：溫度和環(huán)境

十一熱電偶原理P59 十二：熱電偶材料選擇要求：實用的熱電偶其組成金屬的絕對溫差電系數必須具有相當大的差別，以便于測量所產生的電壓

十三：高溫反應類型：

1.高溫下的固相合成反應。C，N，B，Si等二元金屬陶瓷化合物，多種類型的復合氧化物，陶瓷與玻璃態(tài)物質等均是借高溫下組分間的固相反應來實現的。

2.高溫下的氣—固合成反應。如金屬化合物借H2、CO，甚至堿金屬蒸氣在高溫下的還原反應，金屬或非金屬的高溫氧化、氯化反應等等。

3.高溫下的化學轉移反應。

4.高溫熔煉和合金制備。

5.高溫下的相變合成。

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6.高溫熔鹽電解。

7.等離子體激光、聚焦等作用下的超高溫合成。

8.高溫下的單晶生長和區(qū)域熔融提純。

十四Ellimhamt圖特點：同一溫度下，縱坐標越小，金屬還原性越強（15,19,26號除外，圖見最后）

十五：氫還原反應的分析：見后面PPT 十六：低溫獲取方法：通常獲得低溫的途徑有相變制冷，熱電制冷，等焓與等熵絕熱膨脹等，用絕熱去磁等可獲得極低溫的狀態(tài)。十七制冷原理：等熵冷卻和等焓冷卻

十八：液化氣體的儲存：貯存液化氣體的容器，根據體積的大小和用途的不同，一般有低溫容器（杜瓦瓶），液化氣體的貯槽。

液化氣體貯槽由貯存液化氣體的內容器、外殼體、絕熱結構以及連接內、外殼體的機械構件組成。除此之外，貯槽上通常還設有測量壓力、溫度、液面的儀表，液、氣排注和回收系統(tǒng)，以及安全設施等

十九：液化氣體的轉移方法：傾倒，虹吸管，銅舀，塑料或白鐵做的漏斗

二十：低溫的測量：不僅所選用的溫度計與測量常溫時不同，而且在不同低溫溫區(qū)也有相對應的測量溫度計。這些低溫溫度計的測溫原理是根據物質的物理參量與溫度之間存在的一定關系，通過測定這些物質的某些物理參量就可以得到欲知的溫度 常用的低溫測量溫度計有：1低溫熱電偶

V=KT

V:熱電偶中的熱電勢;K:常數,溫度系數

2蒸汽壓溫度計（基于克-克方程）

液體的蒸汽壓隨溫度的變化而變化，因此，通過測量蒸汽壓可以知道其溫度。二十一：低溫下氣體的分離

非金屬化合物的反應一般說來不可能很完全，并且副反應較多。它們的分離主要靠低溫。分離的方法有五種： 低溫下的分級冷凝2 低溫下的分級減壓蒸發(fā)3 低溫吸附分離4 低溫分餾5 低溫化學分離

二十二：低溫分級冷凝判斷標準：通常認為當有一種氣體通過冷阱后其蒸氣壓小于1.3Pa時就認為是定量地捕集在冷阱中，是冷凝徹底了；而蒸氣壓大于 133.3Pa 的氣體將穿過冷阱，就認為不能冷凝

二十三：低溫化學合成：

1、液氨中的合成2、低溫下稀有氣體化合物的合成3、低溫下?lián)]發(fā)性化合物的合成

液氨中發(fā)生的一些合成反應：1）液氨和堿金屬反應 M + NH3(l)== MNH2 + 0.5H2?

2）液氨和堿土金屬 Be不反應

Mg + 2NH4+ == Mg2+ + 2NH3 + H2?

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

不溶 3）液氨和化合物反應

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：靜高壓動高壓獲得方法：

1、靜高壓 ：利用外界機械加載方式，通過緩慢逐漸施加負荷擠壓所研究的物體或試樣，當其體積縮小時，就在物體或試祥內部產生高壓強。由

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于外界施加載荷的速度緩慢(通常不會伴隨著物體的升溫)，所產生的高壓力稱為靜態(tài)高壓。

2、動高壓：利用爆炸(核爆炸．火藥爆炸等)、強放電等產生的沖擊被，在μs～ps的瞬間以很高的速度作用到物體上，可使物體內部壓力達到幾十GPs以上，甚至幾千GPa，同時伴隨著驟然升溫。這種高壓力，就稱為動態(tài)高壓

二十五：高壓下材料，無機化合物放生的變化：P91 二十六：高壓下溶劑介質的變化：

二十七：軟化學方法：將在溫和條件下進行的反應如先驅物法，水熱法，溶膠-凝膠法，局部化學反應，流變相反應，低熱固相反應等稱之為軟化學方法。二十八：固相反應機理： 擴散—反應—成核—生長

二十九：固相反應特有規(guī)律：1潛伏期2無化學平衡3拓撲化學控制原理 4分步反應5嵌入反應

三十：固相反應與液相反應的差別：

固相化學反應與液相反應相比，盡管絕大多數得到相同的產物，但也有很多例外。即雖然使用同樣摩爾比的反應物，但產物卻不同，其原因當然是

兩種情況下反應的微環(huán)境的差異造成的。具體地，可將原因歸納為以下幾點：1產物溶解度的影響

2控制反應的因素不同

3化學平衡的影響

三十一：水熱溶劑熱的特點：①由于在水熱與溶劑熱條件下反應物反應性能的改變、活性的提高，水熱與溶劑熱合成方法有可能代替固相反應以及難于進行的合成反應．并產生一系列新的合成方法。

②由于在水熱與溶劑熱條件下中間態(tài)、介穩(wěn)態(tài)以及特殊物相

易于生成，因此能合成與開發(fā)一系列特種介穩(wěn)結構、特種

凝聚態(tài)的新合成產物 ③能夠使低熔點化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物質、高溫分解相在水熱與溶劑熱低溫條件下晶化生成。④水熱、溶劑熱的低溫、等壓、溶液條件，有利于生長極少 缺陷、取向好、完美的晶體，且合成產物結晶度高以及易于控制產物晶體的粒度。⑤由于易于調節(jié)水熱與溶劑熱條件下的環(huán)境氣氛，因而有利于低價態(tài)、中間價態(tài)與特殊價態(tài)化臺物的生成，并能均勻地進行摻雜。

高溫高壓下水的作用：

① 有時作為化學組分起化學反應② 反應和重排的促進劑③起壓力傳遞介質的作用 ④起溶劑作用 ⑤起低熔點物質的作用；⑥提高物質的溶解度⑦有時與容器反應 ⑧無毒

三十二：水熱法合成反應的基本類型：

(1)合成反應

通過數種組分在水熱或溶劑熱條件下直接化合或經中間態(tài)發(fā)生化合反應利用此類反應可合成各種多晶或單晶材料

(2)熱處理反應

利用水熱與溶劑熱條件處理一般晶體而得到具有特定性能晶體的反應。例如：人工氟石棉?人工氟云母。(3)轉晶反應

利用水熱與溶劑熱條件下物質熱力學和動力學穩(wěn)定性差異進行的反應。例如：長石?高嶺石；橄欖石?蛇紋石。(4)離子交換反應

沸石陽離子交換；硬水的軟化、長石中的離子交換；石棉的OH-交換為F-(5)單晶培育(6)脫水反應（7）分解反應

（8）提取反應

（9）氧化反應

（10）沉淀反應

(11)晶化反應

(12)水解反應

(13)燒結反應

(14)反應燒結

(15)水熱熱壓反應

三十三： 在高溫高壓水熱體系中，水的性質將產生下列變化：

蒸汽壓變高；② 密度變低； ③表面張力變低；

④粘度變低；⑤離子積變高。

三十四：晶體定義：物質是由原子、分子或離子組成的。當這些微觀粒子在三維空間按一定的規(guī)則進行排列，形成空間點陣結構時，就形成了晶體。因此，具有空間點陣結構的固體就叫晶體

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三十五：晶體的基本性質：1自范性（自范性是指晶體在適當條件下可以自發(fā)地形成幾何多面體的性質。）2均一性

3各向異性（同一格子構造中，在不同方向上質點排列一般是不一樣的，因此，晶體的性質也隨方向的不同而有所差異，這就是晶體的異向性。）4 對稱性（在晶體的外形上，也常有相等的晶面、晶棱和角頂重復出現。這種相同的性質在不同的方向或位置上作有規(guī)律地重復，就是對稱性。晶體的格子構造本身就是質點重復規(guī)律的體現。）

5最小內能（在相同的熱力學條件下晶體與同種物質的非晶質體、液體、氣體相比較，其內能最小。）

6穩(wěn)定性（晶體由于有最小內能，因而結晶狀態(tài)是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這就是晶體的穩(wěn)定性。）

三十六：人工晶體的分類： 人工晶體按照功能不同，可粗略分為半導體晶體，激光晶體，非線性光學晶體，光折變晶體，閃爍晶體，電光、磁光、聲光調制晶體，壓電晶體，紅外探測晶體，光學晶體，雙折射晶體，寶石晶體與超硬晶體等十二類 三十七：（成核動力學）均勻成核與非均勻成核的區(qū)別： 介質體系內的質點同時進入不穩(wěn)定狀態(tài)形成新相，稱為均勻成核作用。

在體系內的某些局部小區(qū)首先形成新相的核，稱為不均勻成核作用

三十八：晶體生長理論：

三十九：晶體生長過程中（降濕法，蒸發(fā)法）的適用范圍：

降溫方法：溶解度和溫度系數大，溫度控制嚴格；流動法:溶解度大溫度系數小;蒸發(fā)法：溶解度大溫度系數小，溶劑揮發(fā)性強；凝膠法：對熱敏感物質，難溶物質。

四十：無機膜的特點和應用：應用：食品生物，石化，冶金，環(huán)境治理，燃料電池，多孔陶瓷，支撐體膜的制備

四十一：兩個基本膜的制備方法：

四十二：膜和孔的成型機制：

孔：膠粒堆積，分子團簇，模板制造孔

成膜機理：毛細過濾機理，薄膜形成機理。四十三：凝膠膜的干燥曲線：

四十四：多空材料的分類：1）按照國際純粹和應用化學協(xié)會（IUPAC）的定義．多孔材料可以按它們的孔直徑分為三類：小于2nm為微孔（micropore）；2～50nm為介孔（mesoporous）；大于50nm為大孔(macropore)，有時也將小于0.7nm的微孔稱為超微孔。（2）而根據結構特征，多孔材料可以分成三類：無定形、次晶和晶體。

四十五：無定形、次晶、晶體材料的特征：

無定形材料：缺少長程有序、孔道不規(guī)則，孔徑大小不均一且分布很寬。次晶材料：含有許多小的有序區(qū)域，但孔徑分布也較寬。

晶體材料：孔徑大小均一且分布很窄，孔道形狀和孔尺能通過選擇不同的結構來很好地得到控制。

四十六：常用的多孔無機材料的制備方法：①沉淀法，固體顆粒從溶液中沉淀出來生成有孔材料；

②水熱晶化法，如沸石的制備；

③熱分解方法，通過加熱除去可揮發(fā)組分生成多孔材料； ④有選擇性的溶解掉部分組分；

⑤在制造形體（薄膜、片、球塊等）過程中生成多孔（二次孔）。

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四十七：沸石分子篩的三級結構單元：沸石具有三維空曠骨架結構，骨架是由硅氧四面體[SiO4]4-和鋁氧四面體[AlO4]5-通過共用氧原子連接而成，它們被統(tǒng)稱為TO4四面體（基本結構單元）。所有TO4四面體通過共享氧原子連接成多元環(huán)和籠，被稱之為次級結構單元（SBU）。這些次級結構單元組成沸石的三維骨架結構，骨架中由環(huán)組成的孔道是沸石的最主要結構特征。

四十八：沸石分子篩合成過程中的工藝控制：影響因素有堿度，硅濃度，溫度以及模板劑的種類等，比較重要的因素是堿度和硅濃度。四十九：沸石分子篩形成機理（液相和固相）：

液相機理和固相機理是生成機理的兩個極端。（1）液相機理：

在溶液中成核和晶化，所有反應物溶解進入溶液，稱為溶液傳輸機理（液相機理）。

（2）固相機理

無定形凝膠的結構重排（重結晶）成為沸石結構，液相組分不參加晶化過程，稱為固相傳輸機理（固相機理）。

五十一：晶體和非晶的比較：

晶體和非晶體都是真實的固體，它們都具有固態(tài)的基本屬性。基本的區(qū)別在于它們微觀的原子尺度結構上的不同。在晶體中原子的平衡位置為一個平移的周期陣列，具有長程有序。相反在非晶態(tài)固體中沒有長程序，原子的排列是極其無序的。

五十二：非晶合金的形成規(guī)律：(1)后過渡族金屬和貴金屬為基的合金，并含有原子分數約20%的半金屬(如B，C，Si，P等)，易形成非晶合金，加Fe80B20，Au75Si25,Pd80Si20等。(2)出周期表右側的Fe，Co，Ni，Pd等后過渡族金屬以及Cu和周期表左側的Ti，Zr，Nb，Ta等前過渡族金屬組成的合金易非晶化，如Ni50Nb50，Cu60Zr40等。

(3)由周期表ⅡA族堿土金屬（Mg，Ca，Sr）和B副族溶質原子(Al，Zn，Ga)等組成的合金容易形成非晶合金，如Mg70Zn30，Ca35Al65等。

(4)在共晶附近成分范圍內的合金易形成非晶，圖17-16中，6個相圖下的長方形框中填黑部分表示易形成非晶的成分范圍，可以看出往往在共晶成分附近。

若大家發(fā)現有錯的或遺漏的還望及時反映。GOOD

LUCK！!

第二篇：合成化學導論名詞解釋總結

合成化學導論名詞解釋總結

第一章

1.合成化學；2.化學鍵；3.活力論；4.尼龍；5.多肽固相合成；6.超分子

第二章

1.交叉偶聯(lián)反應；2.Heck反應；3.Heck反應的中性催化循環(huán)和陽離子催化循環(huán)；4.Sonogashira 反應；5.Suzuki 反應；6.9-BBN；7.Negishi反應；8.Turn over number（TON）；9.Stille反應；10.Kumada反應；11.烯醇離子；12.動力學控制與熱力學控制；13.LDA；14.烯胺及烯胺離子；15.腙；16.亞胺；

17.葉立德；18 Wittig反應；19.碳烯（卡賓）；20.Simmons-Smith 反應；

21.Grubbs催化劑；22.烯烴換位反應；23.Schrock 卡賓；24.炔烴換位反應

第三章

1.Mitsunobu反應；2.Jones試劑；3.Collins 試劑；4.PCC 試劑；5.Swern 氧化反應；6.Sharpless不對稱環(huán)氧化；7.e.e.值;8.Jacobsen epoxidation;9.單線態(tài)氧;10.Baeyer-Villiger氧化;11.催化氫化；12.Luche還原；13.超級氫化物；14.DIBAL；15.Steric Approach Control；16.Diastereomer；17.Felkin Ahn 模型；18.Enantioselectivity；19.Diastereoselectivity；20.保護基；21.硅基醚保護基;22.TMS;23.BOC；24.Click chemistry；25.1,3-偶極加成；26.Dendrimer

第四章

1.嵌段共聚物；2.逐步增長聚合；3.聚合度；4.Carothers equation；5.鏈增長聚合；6.Ring-Opening Metathesis Polymerization(ROMP)；7.共軛聚合物；

8.區(qū)域規(guī)整聚噻吩；9 Yamamoto polymerization；10.前軀體法合成共軛聚合物；11.固相聚合第五章

1.納米材料；2.物理氣相沉積；3.化學氣相沉積；4.溶膠凝膠法；5.超臨界流體；6.溶劑熱合成；7.模板合成；8.沸石；9.納米晶；10.臨界成核尺寸；

11.成核功；12.Ostwald 熟化；13.富勒烯；14.碳納米管；15.Armchair碳納米管；16.Zig-Zag碳納米管；17.Chiral碳納米管；18.金屬型碳納米管；19.piranha 溶液；20.Bingle 反應

第六章

1.Sustainability；2.綠色化學；3.綠色化學十二原則；4.綠色工程的十二原則；

5.原子經濟性；6.E因子；7.離子液體

第三篇：吉大無機合成與制備國家重點實驗室簡介

凱程考研，為學員服務，為學生引路！

吉大無機合成與制備國家重點實驗室簡

介

無機合成與制備化學國家重點實驗室(吉林大學)于2001年經科技部批準建設并正式對外開放，實驗室前身為1993年成立的教育部重點實驗室。中科院院士徐如人教授任

凱程考研，為學員服務，為學生引路！

目前，實驗室建立了一支具有創(chuàng)新精神、團結合作、充滿活力的年輕研究隊伍，其中2人為教育部長江學者特聘教授，4人獲國家杰出青年基金，8人獲教育部新(跨)世紀人才。實驗室現有固定人員48人，其中研究人員41人，技術人員6人，管理人員1人。在研究人員中，有中國科學院院士2人(含兼職1人)，教授23人，副教授9人，講師9人。實驗室所在的研究集體獲得了教育部“長江學者創(chuàng)新團隊”和國家首批“創(chuàng)新引智計劃”基地支持。

近五年以來，我們在相關研究領域的工作中取得了一系列引以為榮的成果，發(fā)表了一批具有國際影響力的研究論文。研究工作不僅被大量作為亮點介紹，或作為雜志封面，研究工作五年來被他引3000余次。研究成果“有機、聚合物體系的層狀組裝與功能”獲得2004年國家自然科學二等獎，“新型有機電致發(fā)光材料的基礎研究”獲得2001年高等學校科學進步一等獎。在重視基礎研究的同時，我們也非常重視研究成果向高新技術輻射，不斷發(fā)展具有自主知識產權的技術，近五年來已獲授權中國發(fā)明專利34項，并已經開發(fā)出一些具有應用前景和潛在應用價值的新技術。

實驗室位于吉林大學前衛(wèi)南區(qū)東北角，擁有超過7000平方米的實驗基地和價值3000萬元以上的大型儀器設備，有超過200名的博士和碩士研究生在實驗室工作。我們真誠歡迎致力于超分子科學研究的國內外學者和有志之士來室參觀訪問，同時也歡迎廣大同學報考，成為我室的研究生和博士后。

我們將繼續(xù)努力以實驗室作為國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，開展高水平基礎研究并向高新技術領域輻射，聚集和培養(yǎng)高起點超分子化學研究人才和帶頭人，使實驗室成為重要的研究基地、學術交流基地和人才培養(yǎng)基地，為國家科學技術發(fā)展、經濟建設和社會發(fā)展做出應有的貢獻。

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第四篇：實驗講義 無機粉體的水熱合成

實驗8 無機粉體的水熱合成

一、實驗目的

1．了解無機粉體水熱合成的原理； 2．掌握無機粉體水熱合成的方法。

二、基本原理

納米材料是納米粉料經過燒結或復合得到的塊體材料，可以是金屬、陶瓷或復合材料。納米材料具有傳統(tǒng)晶體材料和非晶體材料都不具備的優(yōu)良特性，例如納米金屬的高強度、高電導率和高彈性；納米陶瓷的超塑性、低溫燒結性等。自1984年德國科學家H.Gleiter教授及合作者制造出一-9種由納米(lnm=10m)量級的超細粉料壓制燒結而成的固體材料，到現在短短20多年里，包括納米材料在內的納米科技引起了世界科技先進國家的高度重視，并已成為連接多學科、迅速發(fā)展的研究熱點。

制備納米材料的先決條件是制出尺度在1一100nm的粉末。目前，制備納米粉末的方法可分3大類：物理方法、化學方法和物理化學綜合法。化學方法主要包括水熱法、水解法、溶融法和溶膠一凝膠法等。其中，用水熱法制備納米粉體技術越來越引起人們的關注。

水熱法(Hydrothermal Process)，又名熱液法，是指在密封壓力容器中，以水(或其它溶劑)作為溶媒(也可以是固相成份之一)，在高溫(>100℃)、高壓(>9.81MPa)的條件下，研究、加工材料的方法。水熱法最早是在地質學領域開始應用的，之后應用于基礎研究，如物理化學(相平衡、溶解度測定、礦化劑作用、反應動力學、物理缺陷等)；地球化學、礦物學與巖石學(高溫高壓礦物相平衡、實驗巖石學、熱液活動、成巖成礦模擬、地熱利用等)；在應用研究，如材料制備(單晶生長、粉體制備、薄膜和纖維制備、材料合成、材料處理等)；材料加工(成型一燒結、刻蝕一拋光、陶瓷表面金屬化等)；材料評價(器皿水熱腐蝕與破壞)；廢物處理(垃圾再生、核廢料固定等)以及新型建筑材料等眾多方面得到廣泛的應用和發(fā)展。

1.水熱法原理和裝置（1）水熱法原理

水熱法制備納米粉體的化學反應過程是在流體參與的高壓容器中進行。高溫時，密封容器中一定填充度的溶媒膨脹，充滿整個容器，從而產生很高的壓力。外加壓式高壓釜則通過管道輸人高壓流體產生高壓。為使反應較快和較充分進行，通常還需在高壓釜中加人各種礦化劑。水熱法一般以氧化物或氫氧化物作為前驅體，它們在加熱過程中的溶解度隨溫度升高而增加，最終導致溶液過飽和并逐步形成更穩(wěn)定的氧化物新相。反應過程的驅動力是最后可溶的前驅物或中間產物與穩(wěn)定氧化物之間的溶解度差。嚴格說來，水熱技術中幾種重要的納米粉體制備方法或反應過程的原理并不完全相同，即并非都可用這種“溶解一沉淀”機理來解釋。反應過程中有關礦化劑的作用、中間產物和反應條件對產物的影響等問題尚不十分清楚。

水熱法最大的特點在于反應發(fā)生在高溫高壓流體中，因而溶媒的性質和高壓反應裝置的研究非常重要。水熱法借助高壓釜可以獲得通常條件下難以獲得的幾個納米到幾十納米的粉末。水熱法制得的粉體粒度分布窄，團聚程度低，成份純凈，而且制備過程污染小、成本低。

（2）高壓釜

水熱法的必備裝置是高壓反應器一高壓釜。高壓釜按壓力來源可分內加壓式和外加壓式。內加壓是靠釜內一定填充度的溶媒在高溫時膨脹產生壓力，而外加壓式則靠高壓泵將氣體或液體打人高壓釜產生壓力。高壓釜按操作方式可分間歇式和連續(xù)式。間歇式是在冷卻減壓后得到產物，而連續(xù)式可不必完全冷卻減壓，反應過程是連續(xù)循環(huán)的。間歇式和連續(xù)式水熱反應裝置分別示于圖1、2。

粉體制備常用間隙式高壓釜，高壓釜材料的選用情況對于溫度、壓力、耐腐蝕和水熱反應時間的限制起決定作用。高壓釜的壽命、可靠程度依賴于高壓釜設計、選用材料成份和性質、使用溫度和壓力以及使用頻率等。高壓釜常用的材料是低碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。為了防止內封流體對釜腔的污染，一般高壓釜還針對不同的溶媒加相應的防腐內襯，如A1203襯、R襯，Teflon襯等。

2.水熱法制備納米陶瓷粉體方法

水熱過程制備納米陶瓷粉體有許多不同的途徑，它們主要有：水熱沉淀、水熱結晶、水熱合成、水熱分解、反應電極埋弧和水熱機械一化學反應。

水熱法制粉工藝具有能耗低、污染小、產量較高、投資較少等特點，而且制備出的粉體具有高純、超細、自由流動、粒徑分布窄、顆粒團聚程度輕、晶體發(fā)育完整并具有良好的燒結活性等許多優(yōu)異性能。

（1）水熱沉淀(Hydrothermal Precipitation)水熱沉淀是水熱法中最常用的方法。制粉過程通過在高壓釜中的可溶性鹽或化合物與加入的各種沉淀劑反應，形成不溶性氧化物和含氧鹽的沉淀。操作方式可以是間歇的，也可以是連續(xù)的。制粉過程可以在氧化、還原或惰性氣氛中進行。

（2）水熱結晶法（Hydrothermal Crystallization）

水熱結晶法是以非晶態(tài)氫氧化物、氧化物或水凝膠作為前驅物，在水熱條件下結晶成新的氧化物晶粒。這種方法，可以避免沉淀一鍛燒和溶膠一凝膠法制得的無定形納米粉體的團聚，而且也可作為用這兩種方法或其它方法制備的粉體解團聚的后續(xù)處理的重要步驟。

(3)水熱合成（Hydrothermal Synthesis）

水熱合成是將二種或二種以上成份的氧化物、氫氧化物、含氧鹽或其它化合物在水熱條件下處理，重新生成一種或多種氧化物、含氧鹽的方法。

(4)水熱分解（Hydrothermal Decomposition）

氫氧化物或含氧鹽在酸或堿溶液中，水熱條件下分解，形成氧化物粉體；或氧化物在酸或堿溶液中再分散為細粉的過程稱水熱分解。

（5）水熱機械一化學反應（Hydrothermal Mechanochemical Reaction）

水熱機械一化學反應是一種在水熱條件下，通過安裝在高壓釜上的攪拌棒攪動放置于高壓釜中的球體和溶媒，并同時實現化學反應生成微粉粒子的方法。借助機械攪拌可以防止生成的微晶過分長大。

水熱法是制備高質量納米陶瓷粉體極有應用前景的方法。業(yè)已通過水熱法，在不同溫度、壓力、溶媒和礦化劑條件下實現了多種不同成份納米級陶瓷粉體制備。但總體說來，水熱條件下納米粉體制備工藝，包括粉末粒徑及分布的有效控制、粉末的分散和表面處理，以及納米粉末形成過程與機理、水熱法納米材料合成等問題仍在探索和發(fā)展階段。在另一方面，受水熱過程物理化學變化的限制，目前制出的納米粉體多是氧化物、含氧鹽以及羥基化合物。研究廣泛用于現代陶瓷材料的氮化物、碳化物、硼化物、硅化物等納米粉體的水熱法原理和工藝有重要意義。

三、實驗器材

1.高壓水熱反應器（水熱釜）1個 2.磁力攪拌器 1臺

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

6.膠頭滴管、玻璃棒 各1支 7.洗瓶 1個

8.電熱鼓風干燥箱（最高溫度300℃）

9.抽濾裝置（抽濾漏斗、抽濾瓶、真空泵）1套

高壓水熱反應器（水熱釜）

四、實驗步驟

本實驗在吸取前人研究成果的基礎上，以廉價的鈦酸四丁酯(Ti(C4H9O)4)，氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)為原料，通過加入氫氧化鈉（NaOH）作為礦化劑，利用水熱反應方法來制備納米鈦酸鋇粉體。

如果條件允許，可進一步研究各種反應因素對產品的影響規(guī)律，以及通過透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、熱重分析（TGA）等檢測手段對產品晶體進行分析。

1.水熱反應制備鈦酸鋇納米粉體流程圖 2.操作步驟

按照鈦鋇之摩爾比為1：1進行實驗，計算各原料的用量；NaOH濃度為2~10mol/L，本實驗可選用10mol/L。

（1）稱取一定量的八水合氫氧化鋇和氫氧化鈉；加到200ml燒杯中，加入50ml蒸餾水，攪拌使之盡可能溶解；

（2）量取40ml無水乙醇，加入到400ml燒杯中（潔凈干燥的燒杯，先放入1枚攪拌磁子）；（3）用移液管量取一定量的鈦酸四丁酯溶液，加到盛有40ml無水乙醇的燒杯中，置于磁力攪拌器上，開啟磁力攪拌器，調節(jié)適當的轉速，進行強力攪拌；

（4）在強力攪拌狀態(tài)下，將氫氧化鋇與氫氧化鈉混合溶液，逐次小量滴加到鈦酸四丁酯乙醇溶液中，控制滴加速度，控制沉淀物的產生；

（5）在將氫氧化鋇與氫氧化鈉混合溶液全部滴加完畢后，繼續(xù)強力攪拌，直至得到均勻的混合溶液；

（6）測試溶液的PH值，要求溶液PH值在12以上（必要時添加氫氧化鈉調節(jié)）；

（7）根據高壓水熱反應器（水熱釜）容量，將溶液倒入其內腔中，要求填充率在70%左右；不足時，可加入蒸餾水補充，但應注意保持溶液PH值在12以上；

（8）將反應釜內腔裝入反應釜金屬殼體中，按反應釜結構要求裝好、旋緊上蓋；

（9）將裝好溶液的反應釜平穩(wěn)地放到干燥箱中，調節(jié)溫度220℃，開始加熱，在220℃保溫2hr；然后關閉烘箱電源；

（10）反應完畢，取出水熱釜，冷卻到室溫后，打開上蓋，取出內膽；

（11）將水熱反應完畢的溶液倒入真空抽濾裝置（鋪好濾紙）的抽濾漏斗中，利用36%醋酸洗濾3—5遍，然后用蒸餾水清洗直中性；

（12）將洗濾得到的產物，小心移入小燒杯中，自然干燥或烘干即得到鈦酸鋇納米粉體。

必要時，可通過XRD、SEM、TEM以及粒度分析等手段，對水熱反應得到的鈦酸鋇納米粉體進行分析表征。

五、注意事項

1.實驗過程中要認真、仔細操作；

2.要嚴格按照高壓水熱反應器（水熱釜）的結構要求進行裝配； 3.注意反應釜內溶液的添加量一般不得超過其總有效容積的90%；

4.水熱反應為高壓反應，要注意反應溫度的控制及反應體系的選擇，確保整個反應系統(tǒng)的安全控制。

六、思考題

1.水熱法合成無機材料粉體的主要特點是什么？

2.為什么高壓水熱反應器（水熱釜）中溶液的添加量一般不得超過其有效容積的90%？ 3.本實驗中，水熱反應后的產物，為何要用36%醋酸進行洗濾？

第五篇：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(yè)： 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(fā)展不僅與化學學科的發(fā)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(fā)展。同樣，有機化學作為一門實用性學科，其發(fā)展一直影響著人類社會的發(fā)展。有機化學與人類社會發(fā)展息息相關，與國民經濟建設密切相連。我國有機化學事業(yè)在近年來得到顯著發(fā)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(fā)表的研究論文進行了系統(tǒng)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(huán)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(lián)烯的加成-環(huán)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(lián)烯的加成-環(huán)化反應，生成了高張力的氮雜四員環(huán)[7]。

華東師范大學化學系張俊良課題組發(fā)展了一種鈀催化三組份加成-環(huán)化-偶聯(lián)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(huán)化-偶聯(lián)的串級反應，一步構建了苯并螺環(huán)，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(huán)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(huán)方式，而對鄰位的脂環(huán)炔烯醛類底物，則只生成并環(huán)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(huán)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(huán)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(fā)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(fā)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(huán)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(huán)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(xié)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(fā)展了一種銅鹽在手性螺環(huán)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(huán)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(huán)戊烯并環(huán)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(huán)氧化，為合成手性環(huán)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(huán)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(wěn)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(fā)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(fā)現并系統(tǒng)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(tǒng)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(xié)和醫(yī)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(fā)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(yè)生產中的重大環(huán)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(huán)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(yè)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(huán)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(yè)發(fā)展，也有助于我國黃姜、劍麻種植、加工行業(yè)的環(huán)境污染的治理。作者們相信：隨者我國有機化學學科不斷發(fā)展，我國有機化學工作者不僅能夠在國際一流刊物上發(fā)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。

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