有機物合成方法精選(九篇)

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第1篇：有機物合成方法范文

關鍵詞：Web服務組合；服務質量；成本效益系數；可靠性；優化模型

中圖分類號： TP311； TP393.09

文獻標志碼：A

Abstract：

To solve the problem of large amount of calculation and nonlinear programming in the process of service composition optimization， a Cost Benefit Coefficient （CBC） approach was proposed for Web services composition reliability optimization in the situation of a given cost investment. First， the structure patterns of service composition and related reliability function were analyzed. Furthermore， the Web service composition method of reliability calculation was proposed and a nonlinear optimization model was established accordingly. And then the cost benefit coefficient was computed through the relationship between the cost and the reliability of component services， and the optimization schemes of Web service composition were decided. According to the nonlinear optimization model， the results of optimization were computed. Finally， given cost investment， the higher reliability of the approach to optimize the reliability of Web service composition was verified through the comparison of this approach and the traditional method on the reliable data of component service. The experimental results show that the proposed algorithm is effective and reasonable for reliability optimization of Web services composition.

Key words： Web service composition； Quality of Service （QoS）； cost benefit coefficient； probability； optimal model

0引言

Web服務作為一種新型的Web應用模式，采用Web服務描述語言（Web Services Description Language， WSDL）、統一描述、發現和集成（Universal Description Discovery and Integration， UDDI）和簡單對象訪問協議（Simple Object Access Protocol， SOAP）等基于可擴展標記語言（EXtensible Markup Language， XML）的標準和協議，具有互操作性、跨平臺和松耦合等特點，近年來得到了迅速的發展[1]。在單個Web服務已不能滿足用戶不斷增加的服務需求時，可將已有的Web服務進行一定邏輯結構組合，形成更大粒度、功能更為強大的組合服務，即Web服務組合（簡稱服務組合）[2]。

由于服務組合是由不同組織、分布在Internet上，具有自治特征的組件服務（組件服務指Web服務組合的基本構成元素，每個組件服務都是原子，本文假設組件服務可靠性是獨立于其他組件服務的[3]）構成，而在開放、動態、難控的網絡環境下實現各類Web服務資源集成和共享，其服務質量（Quality of Service， QoS）成為決定其能否成功的關鍵因素之一[4]。Web服務的QoS指服務的響應時間、價格、可用性、可靠性、信譽等非功能屬性[5]。作為評價Web服務性能的重要指標，QoS不僅用于服務的選擇，還用于指導高質量的服務組合開發[6-7]。而可靠性[8]是提供Web服務組合QoS保證的一個重要度量標準，反映Web服務組合過程成功的可能性[9]。由于Web服務組合是由組件服務組成，組件服務的可靠性直接影響服務組合的可靠性，只有在服務組合中確保組件服務的可靠性，才能使Web服務組合在實際運用中具有更高的成功率。在構建服務組合的可靠性基礎上，由于Web服務狀態不穩定、組件服務的可靠性發生變化等原因，且用戶希望能夠獲得最佳的性能，優化服務便成為用戶的一個迫切要求，代表著用戶的核心利益。因此，服務組合的可靠性優化已成為研究的熱點問題。

在已有服務組合的QoS不能保證其可靠性的情況下，有必要在一定成本約束下對組件服務可靠性進行優化。如何在成本約束情況下對服務組合進行可靠性優化以提高用戶滿意度已經成為面向服務計算和軟件可靠性領域的迫切需要解決的問題[10]。為此，本文采用成本效益系數（Cost Benefit Coefficient，CBC）對Web服務組合進行可靠性優化。首先通過分析不同邏輯結構下的可靠性模型，通過服務組合邏輯結構進行了可靠性計算；其次設計了可靠性優化模型；然后通過組件服務的可靠性與成本之間的關系得到成本效益系數，從而選取服務組合的優化方案，保證組件服務都是在有限成本約束下進行的可靠性優化；最后，通過實驗驗證了該方法在有限成本約束下對Web服務組合進行可靠性優化的可行性和合理性。

1相關工作

目前，已經有一些文獻站在不同視角，通過采取不同方法對Web服務組合的可靠性優化問題進行了研究。文獻[11-12]提出了一種將全局QoS約束自適應地分解為滿足用戶偏好的局部約束，然后利用局部約束獲得全局最優或近似于全局最優的Web服務組合。但是在自適應分解中，模糊子集數量選取得較少，會到導致模糊規則相對稀疏，對復雜情況的推理決策能力不強。文獻[13]提出了一種使用故障樹分析來對軟件系統的可靠性進行分配的方法，并使用遺傳算法進行優化。該方法是在可靠性分配下使成本最低，但最終優化的服務可能不是最優的。文獻[14]利用軟件容錯技術在Web服務組合的可靠性預測模型的基礎上，分別給出兩種容錯模式下可靠性優化模型，從而優化Web服務組合的可靠性，但該方法在問題規模過大時，通過枚舉所有可能的組合方案尋找滿足約束條件的解會產生難以忍受的計算開銷，具有較高的復雜度。文獻[15]提出了一種Web服務組合的可靠性預測模型，在此基礎上對采用NVP（Network Voice Protocol）模式的服務組合進行可靠性優化的方法，但該方法是在滿足一定的代價約束下使服務組合的可靠性達到最優。文獻[16]從服務替換的角度分析了通過冗余提高服務組合的可靠性問題，但并沒有對時間開銷進行分析。上述研究從自身所采用的方法出發對Web服務組合的可靠性進行優化，而沒有考慮在有限成本約束下，組件服務的可靠性和成本之間的關系對服務組合進行可靠性優化的影響。為此，研究一種在有限成本約束下基于成本效益系數的可靠性優化方法，對提高Web服務組合的服務質量就具有十分重要的意義。

在數學上對式（6）進行可靠性優化并不難，可通過應用回歸分析法[23]根據式（6）的等式約束得到組件服務優化后的可靠性與其成本之間的函數關系；然后應用數學規劃法求出最優方案及相應的組件服務的可靠性和成本；最后再對這些量離散化求出原優化模型的最優方案。但此法具有如下幾個問題：

1）計算量大。由于Web服務數量的快速增長導致可能的組合方案數目巨大，使得服務組合的任務較多，邏輯結構也非常復雜，一個組件服務的變化會導致整個服務組合的變化，服務組合的整體復雜性也就提高[24]。隨著復雜性的提高，計算量也就越來越大。

2）非線性規劃問題。由于式（6）中目標函數是非線性的，加上成本約束與可靠性之間是非線性的，所以是一個非線性規劃問題。式（5）通過式（6）的可靠性優化模型進行求解，使得其也是一個非線性規劃問題。

3）準確性不高。由于式（6）中可靠性優化模型是非線性的，所以并不存在組件服務的可靠性與其成本一一對應的關系，從而通過回歸分析會產生較大誤差，優化計算結果的準確性不高。

4）面向Web服務組合的最優算法，在其求解過程中存在計算量大、時間成本高和實際應用時收斂慢等問題[25]。

3.2成本效益系數優化

解決上述問題，采用次優化的方法是適宜的。所謂次優化方法，即在實際應用中要求計算量少，求解時間短，并且一般只要求滿意解，是實際限制情況下的最優化。只要方法得當，所求得的次優化方案也能很好地符合服務組合整體情況，其效果也能達到理想值。

為了解決在服務組合優化過程中遇到的計算量大、非線性規劃以及準確性不高等問題，本文提出了利用成本效益系數法來獲取優化方案，在一定成本約束下，最大限度地提高服務組合的可靠性，其核心思想是根據給定的成本與優化的組件服務可靠性增加值之間的關系進行成本決策分析，以確定服務組合的可靠性優化方案，從而得到優化結果。首先，計算組件服務的可靠性增加值，確定組件服務的概率重要度和優化成本占總成本的比率；然后利用組件服務成本約束與可靠性的關系計算成本效益系數，將得到成本效益系數降序排列，通過所需優化組件服務的成本之和不超過總成本情況下確定優化方案，并對需要優化的組件服務進行優化；最后利用可靠性優化模型計算優化后服務組合的可靠性。

應用成本效益系數解決服務組合的可靠性優化問題可以實現以下目標。首先，成本效益系數法是一種次優化方法，它的求解是通過組件服務可靠性增加值和其重要度的乘積除以組件服務優化成本占總成本的比值，準確性高。其次，成本效益系數適應于組件服務可靠性數據值已知的情況，使該方法非常適合于在服務組合優化過程中與用戶進行交互：如果用戶設定某一組件服務的狀態為不可優化時，則禁止優化這一組件服務；如果用戶所提供組件服務的可靠性數據值發生變化，則根據重新計算得到的優化值與歷史優化值進行比較，重新優化服務組合，使之具有較好的性能。此外，根據成本效益系數得出的優化方案可以確定哪些組件服務需要優化，從而使服務組合優化的結果更加準確，并且在優化過程中時間開銷少[26]。因此，利用成本效益系數法獲得Web服務組合的可靠性優化具有理論上的合理性和可行性。

為進一步驗證本文方法的有效性，將幾種方法服務組合的組件服務數量進行推廣優化后得到的可靠性進行了對比。由于不同組件服務數量根據組件服務的功能屬性不同可以構成不同的服務組合流程，所得到的服務組合可靠性也不同。實驗結果如圖7所示，當有13個組件服務時，服務組合的初始可靠性為RInitial=0.9069，基于重要度的優化方法優化后所得到的可靠性Rci=0.9600，使用成本等分法優化得到的服務組合可靠性Rcr=0.9255，而通過成本效益系數優化后服務組合的可靠性達到了0.9668。隨著組件服務數量的推廣，使用成本效益系數優化后的可靠性都高于使用重要度優化和成本等分優化后的可靠性。

隨著組件服務個數的增加，根據其功能屬性不同可以構成不同的服務組合流程，所得到的服務組合可靠性的運行時間也不同。為了說明成本效益系數對服務組合運行時間的影響，對不同結構流程的Web服務組合運行50次所用的時間取期望值，然后對不同結構的運行時間再次取期望值。如圖8所示，固定服務組合個數為8個所運行時間的期望值是0.454s，這在實際應用中是可以接受的。實驗結果表明，隨著組件服務數量的增加，使用成本效益系數來進行Web服務組合可靠性優化的運行時間也會相應增加，即本文方法的效率會降低。但效率的降低基本是線性的，從而使得本文方法具有較好的可擴展性。

圖9顯示了固定組件服務數為8個，每個組件服務的候選服務數目不一樣時，進行服務組合的可靠性優化的性能。由于優化方法的組件服務候選服務數不一樣，其執行時間也就和每個組件服務所選的候選服務有關。從圖9可以看出，組合服務的可靠性優化是通過增加組件服務的候選服務數進行優化，每增加一個候選服務，其所需的時間也有所增加。本文方法是使用的候選服務數為1，是以可優化最少的組件服務候選數來進行組合服務可靠性優化，優化時所需的時間最少。

5結語

本文研究了成本效益系數方法在有限成本約束情況下對Web服務組合進行可靠性優化的應用。成本效益系數方法包含兩部分：一是成本效益系數，通過組件服務的可靠性增加值與其優化成本的關系獲得；另一個是優化方案的提出，根據求解的組件服務成本效益系數降序排列來確定哪些組件服務需要優化，從而確定服務組合優化方案。該方法著重考慮了組件服務的優化對服務組合整體的影響，體現了整體效果最優的思想，并且是以服務組合優化的成本效益最高去逼近原問題的最優解的，使得該方法準確性很高，能很好地解決在優化過程中遇到的計算量大、非線性規劃以及準確性不高等問題，最大限度優化了服務組合及組件服務的可靠度，提高服務質量。最后通過可靠性優化模型進行優化計算，即可獲得滿意解。本文最后通過實驗對方法的有效性進行了驗證，實驗結果表明成本效益系數方法與應用于服務組合優化的其他優化方法相比，具有更高的性能。

如何使可靠性優化方案以最少的優化投資成本使服務組合的可靠性滿足目標值，并考慮一個組件服務的可靠性的值受其他組件服務的影響而發生變化，引起服務組合可靠性的變化，是下一步要開展的研究工作。

參考文獻：

[1]ZENG L Z， BENATALLAH B， NGU A H H， et al. QoSaware middleware for Web services composition [J]. IEEE Transactions on Software Engineering， 2004， 30（5）： 311-327.

[2]WEN T， SHENG G， GUO Q， et al. Web service composition based on modified particle swarm optimization [J]. Chinese Journal of Computers， 2013， 36（5）： 1031-1045.（溫濤，盛國軍，郭權，等.基于改進粒子群算法的Web服務組合[J].計算機學報，2013，36（5）：1031-1045.）

[3]ZHANG Y， LIN K J， HSU J Y J. Accountability monitoring and reasoning in serviceoriented architectures [J]. Service Oriented Computing and Applications， 2007， 1（1）： 35-50.

[4]XIAO F， HUANG Z， CAO Z， et al. Unified formal modeling and analyzing both functionality and QoS of Web services composition [J]. Journal of Software， 2011， 22（11）： 2698-2715.（肖芳雄，黃志球，曹子寧，等.Web服務組合功能與QoS的形式化統一建模和分析[J].軟件學報，2011，22（11）：2698-2715.）

[5]CHEN Y， ZHANG J， SUN J， et al. A service selection model using mixed intelligent optimization [J]. Chinese Journal of Computers， 2010， 33（11）： 2116-2124.（陳彥萍，張建科，孫家澤，等.一種基于混合智能優化的服務選擇模型[J].計算機學報，2010，33（11）：2116-2124.）

[6]HWANG S Y， WANG H， TANG J， et al. A probabilistic approach to modeling and estimating the QoS of Webservicesbased workflows [J]. Information Sciences， 2007， 177（23）： 5484-5503.

[7]YU T， ZHENG Y， LIN K J. Efficient algorithms for Web services selection with endtoend QoS constraints [J]. ACM Transactions on the Web， 2007， 1（1）：1-26.

[8]HUANG X. Software reliability， security and quality assurance [M]. Beijing： Publishing House of Electronics Industry， 2002.（黃錫滋.軟件可靠性、安全性與質量保證[M].北京：電子工業出版社，2002.）

[9]ZO H J， NZARETH D L， JAIN H K. Measuring reliability of applications composed of Web services [C]// Proceedings of the 40th Annual Hawaii International Conference on System Sciences. Piscataway， NJ： IEEE Press， 2007： 278-282.

[10]XIA Y， CHENG B， CHEN J， et al. Optimizing services composition based on improved ant colony algorithm [J]. Chinese Journal of Computers， 2012， 35（2）： 270-281.（夏亞梅，程渤，陳俊亮，等.基于改進蟻群算法的服務組合優化[J].計算機學報，2012，35（2）：270-281.）

[11]MOHAMMAD A， THOMASS R. Combining global optimization with local selection for efficient QoSaware service composition [C]// Proceeding of the 18th International Conference on World Wide Web. New York： ACM Press， 2009： 881-890.

[12]WANG S， SUN Q， YANG F. Web service dynamic selection by the decomposition of global QoS constraints [J]. Journal of Software， 2011， 22（7）： 1426-1439.（王尚廣，孫其博，楊放春.基于全局QoS約束分解的Web服務動態選擇[J].軟件學報，2011，22（7）：1426-1439.）

[13]TIAN P， WANG J C， ZHANG W， et al. A fault tree analysis based software system reliability allocation using genetic algorithm optimization [C]// WCSE09： WRI World Congress on Software Engineering. Piscataway， NJ： IEEE Press， 2009： 194-198.

[14]ZHONG D， QI Z， XU X. Approach to reliability optimization of Web service composition with redundancy [J]. Computer Engineering， 2008， 34（2）： 31-34.（鐘讀杭，齊志昌，徐錫山.基于冗余的Web服務組合可靠性優化方法[J].計算機工程，2008，34（2）：31-34.）

[15]ZHONG D， QI Z， XU X. Optimizing the reliability of Web services composition based on the Nversion programming [J]. Computer Engineering and Science， 2008， 30（6）： 115-118.（鐘讀杭，齊志昌，徐錫山.基于N版本程序設計的Web服務組合可靠性優化[J].計算機工程與科學，2008，30（6）：115-118.）

[16]ABRAMOWICZ W， KACZMAREK M， ZYSJIWSKI D. Duality in Web services reliability [C]// AICTICIW06： Proceedings of the Advanced International Conference on Telecommunications and International Conference on Internet and Web Applications and Services. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2006： 165-170.

[17]SU Z， ZHOU Y， LI B. Useroriented Web services reliability computing model [J]. Journal of Southeast University， 2008， 38（4）： 605-610.（蘇志勇，周穎，李必信.面向用戶的Web服務可靠性計算模型[J].東南大學學報，2008，38（4）：605-610.）

[18]ZENG L Z， BENATALLAH B， DUMAS M， et al. Quality driven Web services composition [C]// Proceedings of the 12th International Conference on World Wide Web. New York： ACM Press， 2003： 411-421.

[19]LIU B X， WU Q Y， JIA Y， et al. QoS aware service composition with multiple quality constraints [C]// NPC05 ： Proceedings of the 2005 IFIP International Conference on Network and Parallel Computing. Berlin： SpringerVerlag， 2005： 123-131.

[20]FAN G， LIU D， CHEN L， et al. A coordination strategy for reliable service composition and its analysis [J]. Chinese Journal of Computers， 2008， 31（8）： 1445-1457.（范貴生，劉冬梅，陳麗瓊，等.可靠服務組合的協調策略與分析[J].計算機學報，2008，31（8）：1445-1457.）

[21]ZHANG G P， ZHANG H J， WANG Z B. A QoSbased Web services selection method for dynamic Web service [C]// Proceedings of the First International Workshop on Education Technology and Computer Science Composition. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2009： 832-835.

[22]FU X D， ZOU P， YUE K， et al. A controlflow complexity measure of Web service composition process [C]// APSCC 2010： Proceedings of the 2010 IEEE AsiaPacific Services Computing Conference. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2010： 712-716.

[23]WANG L， CHENG Y， YANG N. Applied regression analysis [M]. Shanghai： Fudan University Press， 2008.（王黎明，陳穎，楊楠.應用回歸分析[M].上海：復旦大學出版社，2008.）

[24]PENG X， HE Y， ZHU B. Application of ant colony algorithm in Web services composition [J]. Computer Engineering， 2009， 35（10）： 182-187.（彭曉明，何炎祥，朱兵艦.蟻群算法在Web服務組合中的應用[J].計算機工程，2009，35（10）：182-187.）

第2篇：有機物合成方法范文

關鍵詞：有機化學；對比研究法；提高；能力；科學素養

對比研究法，作為科學上幾個基本的探索方法之一，是把一組具有一定相似因素的不同性質物體或對象安排在一起，進行對照比較，通過綜合比較它們在構造方面的差異（因），在性質方面的不同（果），得出這種物體或對象某性質（果）是由什么或哪些因素（因）造成的。這種方法切合辯證唯物主義哲學思想的矛盾統一觀，運用這種方法，有利于充分顯示事物的矛盾，突出事物的本質特征。

高中選修5有機化學學習要求掌握的有機物種類多、轉化關系復雜，學生在學習中若單純依靠死記硬背的方法，學習起來困難重重，同時也很不利于學生科學素養的形成和發展。教育是要有前瞻性的，科學素養的養成可使學生終身受益。因此，在高中選修5有機化學的課堂教學中，本人探索運用對比研究法進行教學，以提高教學效率，更著眼于對學生科學素養的培養。下面就這方面做一些探討。

一、理論教學中運用對比研究法，可以提高學生的理解和接受能力

高中選修5的有機化學的理論教學重點是學習各類典型的有機物的共性和特性，學習過程中很容易遺忘或混淆。運用對比研究法，可以引導學生辨析各類有機物的同中之異或異中之同，把抽象內容具體化，達到弱化教學難點，提高理解舊知識和接受新知識的能力。

如，各種烴與單質溴、溴水、溴的CCl4的反應是很容易混亂的，我就設計以下對比表格幫助學生梳理相關知識點。

各種烴與溴反應的比較

通過以上的對比，學生能清晰地理解各種烴與溴的反應，首先要明確溴的存在形式是單質溴、溴水還是溴的CCl4溶液，不同溴的存在形式會影響與烴反應的實質，然后是明確各種烴與其混合分別是物理變化、加成反應、取代反應還是氧化反應，要結合各種烴的性質來考慮。

二、實驗教學中運用對比研究法，可以提高學生的探究和分析能力

高中選修5的有機化學實驗教學包括有機物性質實驗、有機物制備、有機物檢驗、鑒別、分離提純等內容，通過對實驗原理、過程、現象、結果等的對比研究，從對事物表象的感性認識上升到認清事物內部本質規律和內在聯系的理性層次，對增強學生的分析和探究能力有很大幫助。

比如，蔗糖的水解反應，蔗糖溶液在稀硫酸作用下水浴10分鐘發生水解，利用水解后產物能與新制Cu（OH）2懸濁液（或銀氨溶液）反應證明已經發生水解，但在加入新制Cu（OH）2懸濁液（或銀氨溶液）前水解液要用NaOH溶液中和至弱堿性，否則水解液的酸性環境會干擾后續的檢驗，使實驗失敗。為了強化這個問題，本人讓學生設計對比實驗進行探究，學生在設計這個對比實驗過程中，不但記住了實驗的原理和操作步驟，更進一步明確探究實驗和控制變量法使用的注意事項，從實踐上升到理論。

三、習題解析中運用對比研究法，可以提高學生的實踐和思維能力

近幾年的有機化學高考題強調的是對已學知識的運用，注重的是能力的考查。因此，在習題解析過程中運用對比研究法，可以把同一類型的題目集中在一起，指出解題的大方向，同時更強調解決實際問題要結合題目所給的信息具體問題具體分析。理論與實踐相結合是科學研究中一種很重要的能力，也是科學素養的一個重要體現。

本人利用對比研究法教會學生一些基本的有機合成路線，便于學生掌握和應用。如，教給學生一元官能團和二元官能團的引入時，本人設計如下兩道習題作對比：

【習題1】利用乙烯為原料合成乙酸乙酯，無機試劑任選。請用合成反應流程圖表示出合理的合成方案。

答案：

【習題2】利用乙烯為原料合成草酸乙二酯，無機試劑任選。請用合成反應流程圖表示出合理的合成方案。

答案：

通過這兩道習題的對比，學生很容易就找到了有機合成過程中一元官能團和二元官能團引入的方法就是利用單烯烴的加成反應，如果是一元官能團引入可以讓單烯烴與鹵化氫（或水）發生加成反應，引入一個鹵原子（或一個羥基），再轉化為其他官能團；如果是二元官能團引入就讓單烯烴與鹵素單質發生加成反應，引入兩個鹵原子，再轉化為其他二元官能團。學生掌握這些基本規律后就可以舉一反三地用于其他有機物的合成中。

四、復習整理中運用對比研究法，可以提高學生的歸納和總結能力

在學習中復習是必不可少的環節。有機化學知識點都比較瑣碎，在復習的過程中，把相關的知識點整理在一起并作出對比，找到這些概念、原理、規律間的區別和聯系并形成知識的表格或網絡，對于培養學生的歸納總結及自學能力都有很大幫助。

比如，本人教學生比較歸納了濃硫酸在有機化學反應中的常見作用（見下表）后，學生參考這種方法自行比較歸納了如下內容：常見的有機反應及其應用、NaOH在有機反應中的常見作用、有機物與Br2相關反應（或變化）、能使酸性KMnO4溶液褪色的有機物及反應類型、用到溫度計的有機反應、用到水浴的有機反應等，學生在獨立思考的過程中也提升了對已學知識的熟悉程度。

濃硫酸在有機反應中的常見作用（高中階段）

第3篇：有機物合成方法范文

【關鍵詞】有機合成 路線設計 美學原則

在有機合成化學發展過程中，我們可清楚地看到人類的社會生產和生活的需求，以及有機化學理論發展的要求，都不斷地推動著有機合成的發展。人類為了戰勝疾病，保護農業生產，豐富人們生活的各個方面，就要藥物、農藥、染料、香料以及具有各種各樣性能的新材料的合成生產。同時又為了有機化學、生物化學理論等學科的研究發展，也不斷提出許多新奇分子的合成問題。二十世紀以來，許多天然有機物的發現，元素有機化合物的制備成功和變化多樣的有機合成反應和技術的出現與完善，使有機合成化學已發展到系統邏輯的推理的階段，而不是一味地類比于無機合成化學。現代有機合成，無論采用由原料定合成路線，或者以有機合成反應定有機合成方案以及應用逆合成分析等合成策略，有機合成路線設計已成為有機合成中的重要環節。有機合成藝術之美也正集中表現在有機合成路線設計中。人類的實踐活動，無論是社會實踐活動或是科學研究，都是按照美學規律進行的。在有機合成設計中，也遵守諸方面的美學原則，比如創新性原則，簡潔美原則，和諧美原則，對稱美原則以及科學美原則。在我們的實際工作中，無論是否注意到上述美學原則，但這是客觀存在的，不容否認的。

一、有機合成設計中創新性認識的實現

偉大的發明家愛迪生說："凡是新的不平常的東西都能在想象中引起一種樂趣，因為這種東西使心靈感到愉快的驚奇，滿足他的好奇心，使他得到原來不曾有過的一種觀念。"有機合成研究出發點之一就是尋找新的有機合成反應、合成試劑、合成方法和技術，以及在實驗室內合成出自然界不存在的新化合物。在有機路線的合成設計過程中，前人寶貴的成功經驗，是我們學習借鑒的源泉，他們的精巧構思和設計技巧給我們以心靈的啟迪。學習、消化和適當模仿前人的經驗，用之于我們的合成設計中是不無脾益的。可使我們少走彎路，甚至還可以從中覓得一條實現理想合成設計的捷徑。但是一味地墨守成規，則可能在設計中鑄成大錯。具有代表性的例子是1856年十九歲的美國化學家W?H?Perkin從奎寧的實驗式出發，按照無機化學中的氧化反應模式企圖合成奎寧。當時確定的奎寧實驗式為C20H21N2O2（正確的奎寧實驗式為C20H24N2O2）。Perkin注意到從煤焦油得到一種化合物C10H18N（2-丙烯基-對甲苯胺），于是他設計了奎寧的合成路線：2C10H18N+30C20H21N2O2+H2O.時至今日，我們當然清楚，2一丙烯基一對甲苯胺與奎寧是結構完全不同的兩種物質。不可能從前者通過氧化反應再到后者。但是Perkin還是認真地作了實驗，雖然他沒有得到奎寧，但他卻得到了一種紫色結晶物質，這也是人類的第一個合成染料，從此開創了煤焦油的化學工業。

從上面例子中，我們可以看出，科學研究即需要認真的科學態度，也需要積極的進取精神。有創造，才有進步。我們若既能吸取前人的經驗教訓，在實際工作中又能充分發揮個人的聰明才智和創造才能，也許會發現新的有機合成天地。一個復雜結構的有機化合物合成與設計要經過許多已知的方法和步驟，經過大量的工作完成目標分子的合成。從有機合成角度來說，是有實際意義，但從有機合成方法上看，這項工作則顯得平談無奇。因此我們衡量一個合成與設計巧與拙，美與不美的一個重要標準是：在整個合成設計工作中是否創造性地應用了一些反應，創造性地解決了前人尚未解決的問題。

二、簡潔美原則

在有機合成設計中，要遵守的一個重要原則，就是有機合成方案的簡潔性。在實驗室里實現一個復雜有機化合物的合成，往往要經過許多步驟的反應。若是合成方案繁雜，合成路線冗長，必然要增加原料或試劑的數量，延長合成周期，給我們的合成研究工作帶來不必要的操作過程。簡潔而實用的合成設計，不僅可使實驗室的合成工作省時省料，最后還可獲得較高收率的目際化合物。1902年Wi11statte設計了下列托品的合成路線，應用20余步合成反應在實驗室中實現了托品的全合成。當時在沒有出現Mannich反應之前。Willstatte的工作可算有機合成史上一個輝煌成就。但是從他的合成方法上看，20余步的合成反應卻是令人生畏的。而在1917年Robinson創造性地應用Mannich反應，他認為在生物體內不可能存在如此復雜的托品合成法。在認真分析托品骨架結構分基礎上，利用一步合成反應中同時進行兩個Mannich反應，巧妙地構思了托品合成方法，從此托品合成方法就大大簡化了。Robinson的托品合成方法是有機合成中最簡單的、最精妙的，使人感嘆不已。簡化傾向是人知覺本身固有的傾向。在人類的活動中，無論是身體活動、生理話動、還是思維活動和實踐活動，都是從繁到簡、從粗到精，最終達到完美程度的過程。

三、對稱美原則

對稱性和潛在的對稱性是一些有機化合物分子固有的特性。在有機合成設計中注重尋找目標分子的對稱性具有重要的實際意義。若恰當的利用這一分子特性，往往可使合成工作大大簡化，并且使合成設計路線具有收斂性。在Robinson托品合成法中，Robinson就是依據生源學說，利用托品分子骨架具有面對稱性質，巧妙地將托品骨架分切成相同的兩部分：他又認為這兩部分可同時由Mannich反應來實現合成，因為在托品分子中只有一個氮原子，他認為兩個Mannich反應必須發生在同一個有機胺上，如此首先選定了甲胺為托品合成的第一個原料。托品分子本身為環狀結構，那么Mannich反應中的兩個醛基處在同一分子內，帶活潑性氫的亞甲基也在同一分子內，那么在一步反應中可發生對稱的兩個Mannich反應，隨之而構成托品骨架（圖1）。

在許多有機合成設計中，復雜的有機化合物分子結構不存在對稱性。若在目標分子結構剖析中巧妙地利用對稱美原則，也可使眾多的合成步驟終途歸一，大大簡化合成方案。地衣酸具有兩個苯并呋喃結構（圖2）。

我們從地衣酸的結構可以看出，它不存在對稱性，事實上我們知道有這樣一種情況，環己酮和環己烯醇是兩個共振結構式（圖3）。

而地衣酸的分子結構以呋喃環中間劃線切斷，可得到類似前面情況的一對共振異構體：

B化合物和c化合物是共振結構式，而c則和A是相同的化合物，這樣復雜的地衣酸則是由相同的兩個化合物拼合而成，所以地衣酸的合成設計則極為簡單。

四、和諧美原則

完成一個目標分子的合成設計，設計者所擁有的素材：原料、試劑、合成反應、合成方法以及實驗條件都是零碎的、無序的。合成設計工作本身就要求對這些素材進行分析、加工、篩選和提煉，全面考慮各素材的特性，化學性質和它們相互之間的關系，使它們得到優化組合。這樣既可以充分發揮它們的作用與功能，又可避免設計中各個合成之間的相互影響，避免有機合成副反應的發生。例如在實際的合成設計過程中，由原料通過有機合成反應構筑目標分子的碳胳是利用原料分子的官能團的化學反應，這是一方面的問題。而目標分子結構中官能團的建立又是另一方面的問題。很顯然若能將上面合成設計中的兩種需要結合起來，統籌考慮，使構筑目標分子時所需要的原料化合物分子的官能團既能滿足合成反應中的需要，最終也可成為目標分子結構上的官能團，那么這將是最經濟的，也是非常協調的，可大大減少實際的合成工作的范圍。這就是合成設計中所特別遵守的和諧美原則。

五、科學美原則

合成設計所遵守的科學美原則要求，任何巧妙完美的有機合成設計，都必須依照有機化學理論的客觀要求，并在現實科學技術條件下能在實驗室里得以實現。合成設計不同于繪畫者的藝術構思，對素材的提煉加工構思和布局的安排，雖然也符合一定的客觀現實，但是其中都融合了繪畫者個人的精神意識和超現實的藝術加工處理。而有機合成設計則是緊緊圍繞目標分子，有機合成反應和方法，有機合成實驗等方面，運用設計者高度的創造思維和才能，將有機合成設計中的素材和諧地完美地并且要符合有機化學理論地組合在一起，完成理想的有機合成設計的工作。綜上所述，有機合成設計，作為一種高級的創造性思維，也離不開 美的本體，遵循美的規律，它是設計者有機化學知識和審美鑒賞力不斷相互交融的統一過程。作為一個有機合成化學家，既具有高度的科學創造才能，又具審美的鑒賞能力，將會如虎添翼。對科學高峰的探索和對美的追求，可以獲得全身心的解放和至美的樂趣。因此作者認為在自然科學研究領域中，也不要無視美的存在和作用，而以高度的審美鑒賞融會于我們的科學研究中，以創造出至善至真的科學成就，為人類的文明進步獻身奉心。最后作者引用馬克思的名言結束本文：社會的進步就是人類對美的追求的結晶。

參考文獻：

[1]C.Schor lemmer，The Rise and Development of Organic Chemistry.Macmillan &Co.Ed.，1984：15

[2] 吳世暉.有機合成（M）.北京：高等教育出版社，1986.125-126

[3] 楊靖華.托品生物堿合成研究概況[J].醫藥工業.1985（16）：35

第4篇：有機物合成方法范文

關鍵詞：高中化學；課堂教學；語言科學化

根據課程標準和學時要求，高一化學必修2第三章的有機化學中的內容，沒有完全考慮有機化學本身的內在邏輯體系，主要是選取典型代表物，介紹其基本的結構、主要性質以及在生產、生活中的應用，較少涉及有機物的概念和它們的性質。而選修5有機化學基礎建立在化學必修2中“重要的有機化合物”的基礎上，目的就是引導學生比較系統、深入地學習有機化學基礎知識。所以我們必須理清兩者的關系，調整與整合授課內容。

一、用官能團作為橋梁，用典型有機物作載體整合課本內容教學

1.烴的性質

我們還是先學習最熟悉的甲烷，從甲烷的性質入手，過渡到烷烴的性質，烷烴的命名，同系物，同分異構現象；再從乙烯開始，到乙炔，歸納出飽和烴和不飽和烴的性質。再過渡到苯的性質，苯的同系物命名，芳香烴的性質。因為苯的性質比較特殊，它的化學鍵是介于單鍵與雙鍵之間的一種獨特的鍵。所以它既有飽和烴的性質也有不飽和烴的性質。學生學完了烷烴與烯烴后再學苯的性質就相對容易掌握。

2.醇、酚、醛、羧酸、酯、鹵代烴的性質

醇、酚、醛、羧酸、酯、鹵代烴的性質主要是官能團的性質，也可以說是烴的一些衍生物的性質，學生剛學完烴的性質，現在再接著學習這些烴的衍生物，從結構上不會太陌生，教學內容上起到一個很好的過渡作用，學生自然就比較容易理解與掌握。

醇的性質以學生熟識的典型的乙醇（酒）入手，從乙醇的7個特殊性質引申到醇的同系物的性質也就是羥基鏈在鏈烴基上的性質，自然就過渡到羥基鏈在苯環上酚的性質。

按照醇的氧化得到醛，醛的氧化得到酸，酸與醇的反應得到酯，這一線索就把醇、酚、醛、羧酸、酯的知識連成了一條線。但要注意的是學到這里時，不要把油脂一并學習，讓它放到選修5的第四章“生命中的基礎有機化學物質”時與糖類，蛋白質三個一同學習，這樣既能分散難點，又能讓知識更有系統性。

在我們的實踐過程中，有些教師也提出為什么不把鹵代烴放在烴的性質后面馬上學習呢？烴與鹵代烴不是很自然過渡嗎？課本選修5第二章的標題也是烴和鹵代烴，它們兩者都是放在一起學習的。后來我們在科組活動上也提出了這個問題，最后大家還是認為不把鹵代烴放在烴的性質后面馬上學習的好。鹵代烴的性質最重要的是取代反應（水解反應）和消去反應，鹵代烴取代反應在氫氧化鈉的水溶液條件下得到了醇，消去反應在氫氧化鈉醇溶液條件下得到烯烴，這些反應的條件很容易讓學生混淆，如果接著下來又學習醇、酚、醛、羧酸、酯的話，讓學生感覺到有機化學太難，無規律，不容易掌握，從而降低了學習有機化學的興趣。鹵代烴取代反應得到醇，消去反應得到烯烴，這與前面學習的醇、烯烴起到一個首尾呼應的作用，我們在構建知識網絡時就不是一條線而是一個圓，一張網。在以后的實踐中也證實了我們這樣對教材的處理是恰當的。

二、添磚加瓦，查漏補缺，使有機化學的知識體系更完善

學完烴的性質與烴的衍生物的性質后，官能團的“功能”模塊知識就基本學完了，我們還必須把化學必修2第三章的有機化學與選修5有機化學基礎的一些枝節與遺漏的內容整合完畢。

1.命中的營養物質

化學必修2第三章的第四節基本營養物質與選修5第四章生命中的基礎有機化學物質，整合在一起學習，因為它們主要是生命中的營養物質：油脂、糖類、蛋白質、氨基酸等的知識，與前面學習的酯與羧酸有一定的聯系。

2.機物的結構特點

選修5有機化學基礎第一章認識有機化合物的第一節有機化合物的分類，第二節有機物的結構特點，我們就當成是前面學習的一個歸納與總結，不當做是一個新的內容來授課。

3.研究有機化合物的一般步驟和方法

選修5有機化學基礎第一章第四節的研究有機化合物的一般步驟和方法，主要是介紹有機物的一般研究步驟和方法，內容繁多，涉及的其他知識較廣、較新，學生比較難掌握，但在高考中的出現率不高，不宜拓展加深。

4.有機合成

我們把選修5有機化學基礎第三章第四節有機合成與選修5第五章進入合成有機高分子化合物的時代整合學習，這兩個部分分別對簡單的有機物合成和復雜的高分子化合物的合成方法作了詳細的介紹。這兩個部分其實是對有機化合物各種性質的綜合運用，也是對學生熟悉各種官能團性質程度的大檢閱。它能對全部所學的有機化學知識進行考查，所以高考中有機合成被放在化學科目的大題第一題，占有非常重要的地位。

必修模塊是選修模塊的基礎，選修模塊是在必修模塊基礎上的拓展與深化。我們選擇靈活機動的授課方式，大膽嘗試，大膽實踐，盡一切可能讓學生學得流暢、明白，最大限度地使兩部分的有機化學整合得更加完整、統一、嚴謹。同時，我們也會不斷地學習、思考與總結，不斷提高自身的思想素質和業務水平，使高中有機化學教學的目標和要求落到實處；深刻領會化學課程改革的意圖，確保高中有機化學教學的順利實施。

參考文獻：

第5篇：有機物合成方法范文

一、單選題

1．有機物A是合成二氫荊芥內酯的重要原料，其結構簡式如下圖，下列檢驗A中官能團的試劑和順序正確的是

A．先加酸性高錳酸鉀溶液，后加銀氨溶液，微熱

B．先加溴水，后加酸性高錳酸鉀溶液

C．先加銀氨溶液，微熱，再加入溴水

D．先加入新制氫氧化銅，微熱，酸化后再加溴水

2．下列反應中，不能在有機物分子中引入新的碳碳雙鍵或碳氧雙鍵的是(

)

A．醇發生消去反應

B．鹵代烴發生消去反應

C．醇發生催化氧化反應

D．乙酸乙酯發生水解反應

3．抗癌藥物“6-Azulenol”的結構簡式如圖所示，下列有關敘述正確的是（

）

A．分子式為C12H18O2

B．分子中含有兩種官能團，能發生加成、氧化、酯化反應

C．能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色，且褪色原理相同

D．lmol該物質與足量的Na反應可產生22.4LH2?（標況下）

4．下列說法正確的是

A．按系統命名法，的名稱為2－甲基－3－乙基丁烷

B．聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）的單體都是不飽和烴，均能使溴水褪色

C．分子中至少有11個碳原子處于同一平面

D．有機物

與NaOH溶液反應，最多消耗4mol

NaOH

5．不能由醛或酮加氫還原制得的醇是(

)

A．(CH3)2C(OH)CH2CH3

B．CH3CH2CH(OH)CH3

C．

(CH3)3CCH2OH

D．CH3CH2OH

6．三分子甲醛在一定條件下反應可生成三聚甲醛（），三聚甲醛可用作合成工程塑料等，還是日用化妝品冷燙精及脫毛劑的主要原料。下列有關三聚甲醛的說法中正確的是

A．三聚甲醛屬于高分子化合物

B．三聚甲醛與甘油互為同分異構體

C．依三聚甲醛的結構可推測三聚乙醛的結構為

D．1

mol的三聚甲醛燃燒時生成CO2和H2O的物質的量相等

7．有機物CH2=CH-CH2-CH（OH）-COOH可發生下列反應中的哪幾類

（1）使溴水褪色

（2）使高錳酸鉀溶液褪色

（3）與鈉反應

（4）加聚反應（5）酯化反應

（6）水解反應

（7）取代反應

A、除（7）外都可以

B、除（6）外都可以

C、（1）（2）（3）（7）

D、（1）（2）（3）（5）

8．下列關于有機物的敘述正確的是(

)

A．少量二氧化碳通入苯酚鈉溶液中生成的是碳酸鈉

B．在溴乙烷中滴入AgNO3溶液，立即有淡黃色沉淀生成

C．苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此苯不能發生氧化反應

D．乙醇可與水以任意比例混溶，是因為與水形成了氫鍵

9．天然維生素P(結構如圖)存在于槐樹花蕾中,它是一種營養增補劑.關于維生素P的敘述錯誤的是

(

)

A．最多可以和含6

molBr2的溴水反應

B．可用有機溶劑萃取

C．分子中有三個苯環

D．1

mol

維生素P可以和4

mol

NaOH反應

10．近年來，食品安全事故頻繁發生，人們對食品添加劑的認識逐漸加深。BHT是一種常用的食品抗氧化劑，合成方法有如下兩種，下列說法正確的是

A．不能與Na2CO3溶液反應

B．與BHT互為同系物

C．BHT久置于空氣中不會被氧化

D．兩種方法的反應類型相同

11．對乙酰氨基酚(Y)俗稱撲熱息痛，具有很強的解熱鎮痛作用，可由對氨基酚(X)與乙酰氯反應制得，下列有關X、Y的說法正確的是

A．X分子中的所有原子可能共平面

B．X既能與鹽酸反應，又能與NaOH溶液反應

C．X與足量H2加成后的產物中含有2個手性碳原子

D．可用FeCl3溶液檢驗Y中是否混有X

12．對羥基扁桃酸是農藥、藥物、香料合成的重要中間體，它可由苯酚和乙醛酸在一定條件

下反應制得。

下列有關說法不正確的是

（

）

A．上述反應的原子利用率可達到100%

B．在核磁共振氫譜中對羥基扁桃酸應該有6個吸收峰

C．對羥基扁桃酸可以發生加成反應、取代反應和縮聚反應

D．lmol對羥基扁桃酸與足量NaOH溶液反應，消耗3mol

NaOH

13．下列是有關實驗的敘述中，合理的是

(

)

①用氨水清洗做過銀鏡反應的試管

②不宜用瓷坩堝灼燒氫氧化鈉固體

③使用容量瓶的第一步操作是先將容量瓶用蒸餾水洗滌后烘干

④用酸式滴定管量取12.00mL高錳酸鉀溶液

⑤使用pH試紙測定溶液pH時先潤濕，測得溶液的pH都偏小

⑥配制FeSO4溶液時，需加入少量鐵粉和稀硫酸

A．②④⑥

B．②③⑥

C．①②④

D．②③④⑤⑥

14．下列說法正確的是

A．按系統命名法，化合物的名稱為2，4—二乙基—6—丙基辛烷

B．月桂烯

（）所有碳原子一定在同一平面上

C．取鹵代烴，加入氫氧化鈉的乙醇溶液加熱一段時間后冷卻，再加入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，一定會產生沉淀，并根據沉淀顏色判斷鹵代烴中鹵原子的種類

D．通常條件下，1mol的分別與H2

和濃溴水完全反應時，消耗的H2和Br2的物質的量分別是

4mol、3mol

15．乙醇結構式如圖所示，“箭頭”表示乙醇發生化學反應時分子中可能斷鍵的位置，下列敘述中不正確的是（

）

A．與鈉反應時斷裂①鍵

B．發生消去反應時斷裂②④鍵

C．發生催化脫氫反應時斷裂①③鍵

D．與乙酸發生酯化反應時斷裂②鍵

二、填空題

16．現有以下有機物：

①CH3CHO②CH3CH2OH③CH3COOH④CH3COOC2H5

（1）能與Na反應的是______________；

（2）能與NaOH溶液反應的有______________；

（3）既能發生消去反應，又能發生酯化反應的有______________；

（4）能發生銀鏡反應的有______________；并寫出化學方程式：______________

（5）能與NaHCO3溶液反應有氣泡產生的是_______________；并寫出化學方程式：______________。

17．幾百年前，著名化學家波義耳發現了鐵鹽與沒食子酸(結構簡式為)之間的顯色反應，并由此發明了藍黑墨水。

(1)沒食子酸的分子式為__，所含官能團的名稱為__。

(2)用沒食子酸制造墨水主要利用了__(填序號)類化合物的性質。

A．醇

B．酚

C．油脂

D．羧酸

(3)下列試劑與沒食子酸混合后不能很快反應的是__(填序號)。

A．酸性KMnO4溶液

B．濃溴水

C．乙醇

(4)假設沒食子酸的合成途徑如下：

A的結構簡式為__，①的反應類型為_；反應②的化學方程式為__。

18．四川盛產五倍子。以五倍子為原料可制得化合物A。A的結構簡式如下圖所示。請解答下列各題：

（1）A的分子式是__________________。

（2）有機化合物B在硫酸催化條件下加熱發生酯化反應可得到A。請寫出B的結構簡式_________________。

（3）請寫出A與過量NaOH溶液反應的化學方程式_________________。

（4）有機化合物C是合成治療禽流感藥物的原料之一。C可以看成是B與氫氣按物質的量之比1∶2發生加成反應得到的產物。C分子中無羥基與碳碳雙鍵直接相連的結構，它能與溴水反應使溴水褪色。請寫出C與溴水反應的化學方程式:

_________________。

19．寫出下列反應的化學方程式：

（1）苯酚與濃溴水反應：________________________；

（2）乙二醛發生銀鏡反應：____________________________；

（3）甲醛與新制氫氧化銅懸濁液反應：_________________________；

（4）制酚醛樹脂的反應：______________________；

（5）與足量NaOH溶液反應：______________________；

（6）丙醛與H2的還原反應：______________________；

（7）乙炔水化法制乙醛：________________________；

（8）乙烯的氧化法制乙醛：__________________________；

三、推斷題

20．化學式為C8H10O的化合物A具有如下性質：①A+Na慢慢產生氣泡

②A+RCOOH有香味的產物

③A苯甲酸

④催化脫氫產物不能發生銀鏡反應

⑤脫水反應的產物，經聚合反應可制得一種塑料制品(它是目前造成“白色污染”主要的污染源之一)。

試回答：

（1）根據上述信息，對該化合物的結構?可作出的判斷是___________。

a．苯環上直接連有羥基

b．肯定有醇羥基

c．苯環側鏈末端有甲基

d．肯定是芳香烴

（2）化合物A的結構簡式____________________。

（3）A和金屬鈉反應的化學方程式________________________________。

四、實驗題

21．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，在實驗室中可以用下圖所示裝置制取1，2-二溴乙烷，其中A和F中裝有乙醇和濃硫酸的混合液，D中的試管里裝有液溴，可能存在的主要副反應有：乙醇在濃硫酸的存在下在140℃脫水生成乙醚(夾持裝置已略去)。

有關數據列表如下：

乙醇

1，2-二溴乙烷.

乙醚

狀態

無色液體

無色液體

無色液體

密度/g·cm-3

0.79

2.2

0.7

沸點/℃

78.5

132

34.6

熔點/℃

-130

9

-116

填寫下列空白：

(1)A中主要發生的是乙醇的脫水反應，即消去反應，請寫出乙醇消去反應的化學方程式：_________________________________。

(2)D中發生反應的化學方程式為_________________________________。

(3)安全瓶B可以防止倒吸，并可以檢查實驗進行時導管是否發生堵塞，請寫出發生堵塞時瓶B中的現象是_________________________________。

(4)在裝置C中應加入_____?(填字母序號)，其目的是吸收反應中可能生成的酸性氣體。

a.水

b.濃硫酸

c.?氫氧化鈉溶液

d.飽和碳酸氫鈉溶液

(5)容器E中NaOH溶液的作用是__________________________________。

(6)若產物中有少量副產物乙醚，可用____________________(填操作名稱)的方法除去。

(7)反應過程中應用冷水冷卻裝置D，其主要目的是乙烯與溴反應時放熱，冷卻可避免溴的大量揮發；但又不能過度冷卻(如用冰水)，其原因是_________________________。

五、計算題

22．12.0g某液態有機化合物A完全燃燒后，生成14.4g

H2O和26.4g

CO2。測得有機化合物A的蒸氣對H2的相對密度是30，求：

(1)有機物A的分子式_______________________。(寫出計算過程)

(2)用如圖所示裝置測定有機物A的分子結構，實驗數據如下(實驗數據均已換算為標準狀況)：a

mL(密度為ρ

g/cm3)的有機物A與足量鈉完全反應后，量筒液面讀數為b

mL，若1mol

A分子中有x

mol氫原子能跟金屬鈉反應，則x的計算式為____________(可以不化簡，寫出計算過程)。

(3)已知該有機物能夠與金屬鈉或鉀發生反應，并對有機物進行核磁共振操作，發現核磁共振氫譜圖上有三組吸收峰，且峰面積之比為6:1:1，請寫出該物質的結構簡式：_________。

23．將含有C、H、O的某有機物3.24

g裝入元素分析裝置，通入足量的O2使它完全燃燒，將生成的氣體依次通過氯化鈣干燥管(A)和堿石灰干燥管(B)。測得A管增重2.16

g，B管增重9.24

g。已知有機物的相對分子質量為108。

(1)燃燒此化合物3.24

g，須消耗的氧氣的質量是多少？__________

(2)求此化合物的分子式。__________

(3)該化合物1分子中存在1個苯環和1個羥基，試寫出其同分異構體的結構簡式和名稱。_________

參考答案

1．D

2．D

3．D

4．C

5．A

6．C

7．B

8．D

9．C

10．B

11．B

12．D

13．A

14．D

15．D

16．②③

③④

②

①

CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O

③

CH3COOH+NaHCO3=

CH3COONa+H2O+CO2

17．C7H6O5

(酚)羥基、羧基

B

C

氧化反應

+7NaOH+4H2O+3NaBr

18．C14H10O9

19．

略

HCHO

+

4Cu(OH)22Cu2O+

CO2

+

5H2O或HCHO

+

4Cu(OH)2

+2NaOH2Cu2O+

Na2CO3

+

6H2O

CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH

CHCH+H2O

CH3CHO

CH2=CH2+H2OCH3CHO

20．b

c

+2Na2+H2

21．CH3CH2OHCH2=CH2+H2O

CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br

B中水面會下降，玻璃管中的水柱會上升，甚至溢出

C

吸收揮發出來的溴，防止污染環境

蒸餾

1，2-二溴乙烷的凝固點較低(9℃)，過度冷卻會使其凝固而使導管堵塞

22．C3H8O

或

23．8.16g

第6篇：有機物合成方法范文

3月1日晚6：00-8：00，化學特級教師王靜、嚴晉娟蒞臨科利華北師大附中網校聊天室，為諸多同學答疑解難。

學生：請問老師，該如何學好化學？

王老師：首先要學好化學用語，象化學方程式等。其次要掌握一些物質的重要化學性質。像氫氣、氧氣，一氧化碳、二氧化碳、酸堿鹽等。還應該掌握一些重要的化學計算，一些基本理論等。

學生：我是初三學生，化學成績很差，一些化學公式總是記了之后就忘了，怎么辦？

王老師：初三剛開始學化學，一些元素符號、化學式、元素化合價等這是必須要記憶的。更重要的是要理解它們的概念，而且要會應用這些概念來解決問題。要理解記憶，不要單純的去記憶。而且要多應用概念，做一些練習題。

學生：高三時間少，復習起來顯得又忙又亂，除了跟老師學外，自己應怎樣學呢？

嚴老師：把以前所學過的知識，自己總結歸納，如概念問題、進行對比，比較它們的聯系和不同點，如有關理論問題不僅要知道理論本身的內容還要會用理論解決實際問題，如元素化合物內容，按周期的族總結歸納，掌握它們的相似性。

學生：有機物的應用，最重要的是什么？

王老師：首先要掌握有機物的結構式，官能團、同分異構體，還要掌握有機物之間的衍生關系。還要掌握有機物的重要性質及合成方法等。

學生：高考考哪些實驗？

王老師：高考：首先化學實驗基本技能是化學實驗的基礎，所以要熟練的掌握化學實驗基本技能，才能夠會運用這些技能，無論考什么樣的實驗題，將這些基本技能進行重組、辯析、確認以及改良來解答各種實驗問題。

學生：老師，化學考試中總是經常考到一些實驗，可我總是這部分比較差，該怎么辦？

王老師：首先要跟著老師的進度進行復習，將所學過的知識進行歸納、總結，形成網絡。中考一般分為基本概念，要弄懂進行分類、元素化合物學好、掌握幾種重要物質，像氧氣、氫氣、碳及其化合物、酸、堿、鹽它們的性質及其重要關系，其次要將學過的一些化學實驗進行分類總結，如化學儀器的分類、用途以及化學基本操作還應該掌握根本化學式和化學方程式的計算等。

學生：電解質部分應著重練些什么？

嚴老師：電解質部分內容較多，重點部分是鹽的水解、電解、原電池以及離子共存等，可以多做一些練習題，通過練習題找出自己存在的問題。

學生：王老師、嚴老師后天我要參加化學競賽，今天我應做些什么？

王老師：后天就要參加化學競賽，現在不要在做難題了，將你所學過的基礎知識在進行歸納總結。相信你一定會成功！

學生：烷烴分子中電子總數的通式怎么算？

王老師：首先要知識碳元素是四價的，碳碳之間單鍵所以烷烴的通式應該是二個碳原子，還缺六個氫原子滿足碳是四價的，如果有N個碳原子，必然需要有2N+2個氫原子。所以烷烴通式應該是CNH2N+2。

學生：老師好，我上高一。高一上學期，我一下子覺得化學很難學，學的很不好。請問從現在開始怎么補啊？

王老師：上高一化學學的不好是自然的現象，現在應該把所學過的知識總結歸納，你已經學過鹵素、氧族、堿金屬這三個族的元素已氯氣以及氯化氫鹽酸等為代表物，以硫以及硫化氫、二氧化硫、硫酸等為代表物，以鈉、氧化鈉、過氧化鈉等為代表物進行總結歸納，按照結構決定性質、性質決定制法和用途進行總結歸納，使知識成為網絡在有掌握好物質的量，物質的量濃度等概念，并會應用它們進行計算。

學生：銀鏡反應的能夠檢驗醛基的存在，還有什么別的作用嗎？

王老師：通過銀鏡反應工業生產中就可以利用銀鏡反應在暖水瓶內鍍銀。

學生：老師，如何記住化學方程式？

嚴老師：化學方程式首先要掌握物質的重要化學性質，必須通過化學實驗，實驗中認真觀察，知識反應物是什么，生成物是什么。化學方程式就會寫了。首先要對所做過的實驗現象記清根據實驗現象可以記住化學方程式，再有掌握物質的性質也能記住化學方程式。

學生：如何簡易的記住物質的可溶性？

嚴老師：記住有關物質溶解性的常用口訣。如鉀、鈉、銨、硝酸、鹽、全溶、鹽酸除（銀汞、）硫酸除（鋇、鉛）碳酸只溶鉀、鈉、銨。

學生：老師如何配平化學方程式？

嚴老師：氧化還原反應方程式配平，主要就是根據電子的得失數相同來配平，表現形式是根據化合價的升降數相同來配平。

學生：高二化學那里是重點，需要掌握？

嚴老師：無機部分重點是鐵及化合物，鎂鋁及化合物，有機物掌握住它們的化學性質，有機物的重點是結構決定性質，有什么樣的官能團就有什么樣的性質。

學生：怎樣根據揮發性和酸性的強弱對酸進行分類？

王老師：從揮發性來說，分成揮發酸和不揮發酸。揮發酸如鹽酸、硝酸。不揮發酸有硫酸、磷酸等。根據酸性強弱分成強酸，中強酸和弱酸。強酸有鹽酸、硫酸、硝酸。中強酸有亞硫酸、磷酸等。弱酸有碳酸、醋酸等。

學生：高考時那類是難題？

王老師：高考哪一部分都有容易的，較難的和難題。例如選擇題最后也有難題，最難的題應該是在化學最后的計算題里面有一部分。計算題也有一部分容易和難的。一般有二個計算題一個容易，一個難。有機合成難度大一些。

學生：老師你好，我是高二的。馬上要會考。我想問一下高中的化學那些是重點！

嚴老師：元素化合物部分主要是鹵族、氧族、氮族、堿金屬、鋁、鐵等及其化合物的結構、性質、制法、用途要掌握住，基本理論部分主要是原子結構周期率、周期表掌握住它們的內容并會應用、基本概念主要是物質的量以及物質的量？濃度概念要掌握住并會應用與計算，總結復習之后要多做練習，只要是錯題一定要找到原因，如果是知識方面的原因進行補救。

學生：我在有機物這一部分總也學不好您能給我些建議嗎？

王老師：有機物特別要注意掌握烴與烴的衍生物之間的衍生關系。掌握每一種重要物質的關能團。這些關能團決定了物質的哪些化學性質。

學生：學習化學應該怎樣記學習筆記？記筆記的目的是什么？筆記應該記些什么內容？我的筆記只是照著書上抄了一些物質的性質，和書上提到的化學方程試及其現象。我覺得我的筆記對我的學習好像沒有多少作用。請問我該怎樣改進？

王老師：書要有的一些內容就不需要記筆記了，注意老師總結的規律應該記。

學生：對于一些離子方程式應該怎樣記呢？

嚴老師：離子方程式：第一要掌握物質的溶解性，難溶和難電離的要寫成分子式。易溶易電離的寫成離子式。注意掌握離子方程式完成的條件。

第7篇：有機物合成方法范文

“欲給別人一杯水，必先自己儲備一桶水”。這句話充分地說明了教師平時的教學積累對提高課堂教學效果的重要性。想要作為一名合格的教師，必須要在平時不斷地積累。這種積累不僅僅是在知識面上的拓展，更重要的是課堂教育的經驗。不論各行各業都需要實戰經驗來不斷完善和提高自身的能力，作為教師更應如此。應該在拓展知識面的同時，回想自己在課堂教育上還有哪些不足之處，也可以和其他教師通過旁聽課或當面交流等方式互相取取經，或者通過參加國家性質或地區性質的教學研討會等方法向其他優秀的老師學習，這樣才能夠不斷提高教學水平。教師還可以通過參加各項科研活動來提高自己，這對提高自身的教學積累和堂課經驗都有著很大的幫助。參加的科研活動越多，見識的越多，積累的也就越多，而在課堂上能帶給學生的資訊就越多，這樣就能夠使學生初步了解一些化學發展的前沿動態，更有利于培養學生的創新思維。通過不斷的授課發現，不論如何調動學生的學習熱情和積極性，有一點自始至終都是很關鍵的，那就是學習的氛圍。我認為一個只注重授課內容是否被學生接受的教師并不能算是合格的教師。應該以身作則，為學生創建一個良好的學習氛圍。讓學生看見身為教師的我們，也時時刻刻的在和同學們一樣的學習，這樣能更好地激發學生學習的欲望和興趣。

二、結合自身科研實踐經驗，為學生奠定創新思維基礎

目前的化學教師都有與其研究方向相關的課題。可以將自己實踐的經驗或者一些趣聞講述給學生，使學生對科學研究更感興趣。我的研究方向是藥物有機化學。所以，我就曾經將自己研究的經歷與課程中相近的知識點串連在一起講，然后將我實驗中曾經出現過的問題再提問到課堂上，這樣不僅更生動，更能抓住學生的眼球，而且還會讓學生們不知不覺中思考了很多問題，鍛煉了他們的思維。有機化學這門學科本身就帶有著一種神秘的氣息。大地萬物，有機物數不勝數，藥物就是一種有機物。那么這么多的藥物，它們的結構是什么樣的呢?它們是如何形成的呢?又如何用人工去制取呢?是否能夠通過一些不同的合成方法來合成一些有其他作用的新藥呢?讓學生帶著問題去學習才是最有效率的，而且這些與人類息息相關的思考題更能提高學生對科研的興趣，基于學生在書本上學到的知識，可以讓學生更好的去思考問題、解決問題。還可以帶領學生一起進行實驗。比方說，人工合成一些天然藥物，通過改變一些簡單的官能團，是否會對藥效發生改變或者增添藥效呢?帶著這個問題去進行切實的實驗，然后再檢測其藥效活性。學生不僅在實踐中靈活的掌握了理論知識，還在理論知識中掌握了實踐的要領。這樣既有理論又有實驗方法，對創新性思維能力的培養，具有重要的啟發作用。所以，在教學過程中，我們不能將授課變成一種知識的灌輸。如果僅僅是將知識講述下去，學生就會覺得乏味。對沒有興趣的事情誰都不會進行過多的思考。最好的情況就將教師講述的知識牢牢地記住，也僅僅是記住而已。所以應該通過一些實例來引發學生的興趣，來激發學生學習的熱情。只有興趣上來了，學生才會主動的去接觸知識，主動地去思考一些有關科研的問題，才會在教師講述的過程中始終帶著問題去聽講。這樣才會培養出學生良好的思維模式，為其以后的科研實驗打下一個堅實的基礎。

第8篇：有機物合成方法范文

1天然有機質腐殖酸的研究歷史

腐殖物質環境行為與其結構組成有密切關系，腐殖質與礦物組分一起構成土壤和水體顆粒物的主體，因此腐殖物質不是一種簡單化合物，其組成復雜，沒有統一的結構。進行腐殖質粗分時常用方法之一就是調節溶液pH值。其中在任何pH范圍內均可溶解的部分定義為富里酸(或黃腐酸、FulvicAcids,FA)；當pH小于2時從溶液中沉淀出來的部分為腐殖酸(或胡敏酸、HumicAcids,HA)；既不溶于堿又不溶于酸的部分為腐黑物(或腐殖素，humin)。廣義而言，HA和FA均屬于特殊的天然水體中溶解性有機質(DissolvedOrganicMatter，DOM)，Grasso等[10]認為，二者約占水中DOM總含量的25%~50%，其余的組分主要是蛋白質、多糖和親水性有機酸。Homann等認為[11]，DOM中分子量小于幾千道爾頓的成分主要包括脂肪酸、芳香酸、氨基酸、單糖、低聚糖和低分子量的富里酸，而高分子量的DOM主要包括結構復雜的物質，如高分子量的富里酸和胡敏酸。Ghabbour等[12]報道了研究者們從十八世紀末就已經開始了對腐殖質的研究，1786年Achard[13]用酸處理土壤并用堿萃取，萃出液酸化時得到深色的無定形沉淀。1804年Saussure[14]將“腐殖質”(humus)一詞首次用以描述土壤中的棕色有機物質。1840年Mulder[15]對腐殖質的分組做出了卓越的貢獻：(1)crenicandapocrenicacid；(2)ulmicacidandhumicacid；(3)ulminandhumin。1889年Hoppe-Syeler進行了對Mulder分組的修正，逐漸認識到腐殖質是復雜的有機混合物，其主要組分呈弱酸性特征，并稱之為腐殖酸[16]。二十世紀初，Oden[17-18]測定了腐殖質的化學性質和結構，并對腐殖質進行了重新定義和分類，分為：(1)富里酸fulvicacid；(2)腐殖酸humicacid；(3)吉馬多美朗酸hymatomelanicacid；(4)腐質煤humuscoal。1938年Waksman等[19]引入了木質素-蛋白質理論(theligno-proteintheory)，這個觀點在腐殖酸的化學和形成方面作為主導理論至今。1993年Pallo[20]提出了一種新的分組方法，該方法的主要特點是不僅將胡敏酸(HA)、富里酸(FA)分為不同的組分，而且將胡敏素(HM)也分為溶解性組分(SHM)和非溶解性組分(ISHM)，這對于認識腐殖質的本性具有重要意義。化學家、地球化學家、水文學家和環境學家也逐漸關注在生態圈無處不在的腐殖質，相比土壤學家，他們意識到腐殖質在環境問題中起到的作用，腐殖質影響到工業廢料、核廢料和其他污染物的遷移和固定。在工業，醫學和藥學，腐殖質被認為是有價值的化學品的潛在來源，他們也被認為可以作為表面活性劑和石油開采時的鉆井液。對腐殖質的開發和研究從土壤科學延伸到河流、湖泊和海洋，這些結果發現了新的腐殖酸化合物和擴展了我們對腐殖質的概念，例如Stevenson[21]定義了糞泥質，他是在富營養化湖泊沼澤中植物分解形成的。地球化學家以水生腐殖質(aquatichurnicmaterials)名稱來表述，以此區別在土壤中陸地腐殖質(terrestrialhumicmaterials)的名稱[22]。隨著科學技術進步，研究者[23-24]逐漸深入地對腐殖質的具體結構和微觀特征等進行了較詳細的研究。目前，關于腐殖酸形成方式主要有4種假說[1]：(1)植物轉化：由植物殘體中不為微生物分解的組分轉化而來；(2)生物化學：復雜有機物經微生物作用后部分礦化，再經氧化和縮合等作用形成單體腐殖酸，最終形成高分子腐殖酸；(3)細胞自溶：微生物自溶后的產物經過縮合和聚合后形成；(4)微生物合成：微生物在體內合成腐殖酸，死亡后將腐殖酸自溶析出。Schnitze等[11]從不同角度對腐殖酸的形成作了猜測，但這4種假說中哪一種更接近真實情況目前還很難說清楚，也許腐殖酸的形成是這4種過程共同作用的結果。

2天然有機質腐殖酸對環境污染物的影響

天然有機質是地表環境有毒污染物的重要化學絡合劑和吸附劑，直接影響它們的毒性、遷移轉化、生物地球化學循環及歸宿[25-27]，因此，有機質與污染物相互作用是環境污染過程、修復治理及其與人體健康關系研究的關鍵科學問題。具體到水體中由于溶解有機質具有很強的反應活性和遷移活性[28]，直接影響水體的酸堿度和溶解氧的循環，對水體中的微量金屬離子和有機污染物的形態毒性、遷移轉化和生物有效性有重要影響[29]。土壤，微粒和沉積物中有機質(主要是腐殖酸)的吸附/解吸作用基本控制了有機污染物的生物地球化學循環和歸宿[30-31]。例如：吸附作用是控制土壤和沉積物有機污染物的行為和重要過程，吸附作為一種相分配過程，在很大程度上控制著疏水性有機污染物(HydrophobicOrganicContaminants,HOCs)在土壤和沉積物體系中的遷移和轉化。前人研究發現HOCs在土壤和沉積物中的吸附解吸主要是由土壤中的有機質決定的[32]。傳統吸附理論認為腐殖酸是吸附HOCs的主要土壤有機質[33]。在土壤和沉積物系統中(>0.1%有機碳)，天然有機物是疏水性有機污染物的主要吸附劑。例如：腐殖質結合占土壤總多氯聯苯和多環芳烴的70%~80%[28]。因此，有機質吸附，特別對有毒疏水性有機污染物，是環境污染控制和生態修復研究中關鍵的科學問題，與環境質量基準、技術路線、評價預測和治理等關鍵技術問題密切相關。曲久輝[34]的電動特性研究結果表明，天然水中的腐殖酸對混凝過程的電動特性具有重要影響，隨其濃度的增加則天然水的流動電流值SC和Zeta電位明顯呈負增長，也降低了混凝劑對原水作用時的電動效果。同時，Edzwald等[35]指出，若5~10mg•L-1的腐殖酸被高嶺土或硅氧化物吸附則顆粒在水中的穩定性提高1倍，混凝碰撞效率降低1倍，而且在高濃度腐殖酸和低pH下尤甚。Harold等[36]認為腐殖酸的加入可以降低小絮體的絮凝速度，但對大絮體影響很小，而且不會引起顆粒絮體的破碎，因為吸附了腐殖酸的顆粒絮體間存在很強的作用力。腐殖酸降低了混(絮)凝劑對天然水中膠體懸浮顆粒的去除效果，也可作為一種細小顆粒直接消耗混(絮)凝劑，增加藥劑用量。

3天然有機質腐殖酸在水體環境中的危害與對其消除技術的研究進展腐殖酸會在水體中產生令人不愉快的顏色和氣味，特別是從1974年發現天然水經氯化消毒會形成致癌性的三鹵甲烷(TriHaloMethanes,THMs)[37-38]。凡是產生消毒副產物(DisinfectionBy-Product,DBPs)的物質稱為DBPs的先質，天然有機物(NaturalOrganicMatter,NOM)是最基本的DBPs先質，DBPs的形成直接與NOM的濃度和種類有關[39]，當今腐殖酸已經成為飲用水微污染的重點控制對象；同時腐殖酸對水體中的有毒有機物和重金屬離子有一定的吸附絡合作用，能夠形成復合污染物，因此如何經濟高效地去除水體中腐殖酸成為環境界的研究熱點。去除水體中腐殖酸研究應用較多的方法主要有膜濾法、絮凝法、氧化法、生物法、吸附法等，然而在實際應用過程中都存在著一些問題。

3.1膜濾法由于膜技術工藝簡單，能耗低，不需額外添加藥劑，運行可靠和容易自動控制等優點，近年來在水處理工業生產中應用很廣泛。目前常見的幾種膜技術主要有：反滲透(ReverseOsmosis,RO)、納濾(NanoFiltration,NF)、超濾(UltraFiltration,UF)等。RO和NF雖然對天然有機物NOM有良好的截留性能，但運行壓力高，能耗大。另外，RO和NF都對水中人體健康有益的離子、硬度、堿度以及微量元素有較強的去除，出水不適合長期飲用[40]。UF能有效除去懸浮顆粒、膠體雜質、細菌和病菌孢囊。然而，由于它的截留分子量較大，導致它對水中NOM的去除率不高[41]。同時，膜濾法雖然能夠去除大分子物質，卻很難去除親水性小分子有機物；腐殖酸是難分解的陰離子型大分子以及親疏水性組分、荷電性等直接影響超濾過程中去除率和通量的降低。極易造成膜污染[42-43]，Zularisam[44]對荷負電的疏水性聚乙烯膜過濾NOM中不同親疏水性組分的過程進行了研究，膜過濾NOM中的親水性組分呈現較嚴重的通量下降和較低的去除率。腐殖酸占NOM的50%~90%[45]，具有較大的相對分子質量和較強的疏水性，已有研究表明腐殖酸是超濾過程中的主要污染物，例如Schafer等[46]觀察到超濾過程中，富里酸僅引起15%的通量下降，腐殖酸引起78%的通量下降，對于膜性能的影響更大。國內外科研工作者做了大量研究工作，試圖尋找一條提高NOM的去除率和減少膜污染的有效方法，嘗試強化清洗[47-48]、超濾與其他技術組合[49-50]、膜表面改性[51-52]、薄膜復合(ThinFilm-Composite，TFC)技術[53-54]等多種方法。膜技術被稱為“2l世紀的水處理技術”，通常用于飲用水凈化的是超濾膜[55]。但超濾膜對溶解性有機物和氨氮的去除效果較差，因此采用與物理、化學、生物組合方法處理微污染地表水成為研究者的共識，如粉末活性炭/超濾組合工藝、常規/超濾組合工藝、超濾/組合填料濾池工藝等。膜生物反應器(MembraneBiologicalReactor,MBR)綜合了膜分離技術和生物處理技術優點，MBR早期研究和應用主要集中于污水處理領域。近年來，MBR在飲用水領域的應用價值逐漸受到了關注，研究證實，MBR對微污染原水中的有機物有良好的去除效果[56-57]。自從20世紀90年代的中期在中國研究及應用[58]，MBR的應用領域從城市污水資源化和工業廢水處理與回用發展到了飲用水源水凈化方面[59]。在飲用水處理領域，由于微污染地表水中的有機物含量有限，微生物處于貧營養環境，為了增加有機物與微生物的接觸機會及接觸時間，MBR通常與粉末活性炭相結合以取得更好的除污效果[60]，因此國內科研工作者不斷地以MBR為主體與其他工藝組合針對含有腐殖酸的微污染源水進行了處理研究，2005年孫新等[61]采用生物活性炭-浸沒式PVDF中空纖維膜生物反應器(BPAC-MBR)工藝處理凈化微污染原水，對UV254去除效果顯著提高。2010年程家迪等[62]采用外置式聚乙烯中空纖維膜生物反應器/粉末活性炭（MBR/PAC）工藝處理凈化微污染原水，與超濾工藝相比，MBR/PAC對UV254去除率可達50%以上。

3.2絮凝法1995年，美國的法規協調委員會要求美國環境保護局(USEPA)把強化絮凝法列為在消毒/消毒副產物條例(D/DBPRule)第一實施階段控制NOM的最佳方法[63]。國內研究[64]表明，強化混凝可以有效地去除膠體類、腐殖酸類和高分子類的消毒副產物DBPs先質，而對溶解性的非腐殖酸類和低分子DBPs先質的去除效果相對較差。盡管強化混凝是一種不需增加高額投資而能實現在現有的處理構筑物基礎上控制DBPs形成的重要技術，但其往往難以有效地去除溶解態的DBPs先質，從而使混凝處理后的出水達不到要求，加大了后續工序的處理負荷，對飲用水的安全構成了潛在的威脅。研究人員[35,64]認為低分子鐵鹽可以發揮高效的HA去除效果，以無機高分子絮凝劑的混凝技術也可以高效地去除HA。近年來基于強化混凝去除水源水中天然有機質的方法見表1。

3.3氧化法通過臭氧、光催化等氧化法雖然可以一定程度降解水體中的腐殖酸，但都存在運行成本較高、裝置復雜、處理量有限，因此可能影響其在實際工程中的應用。

3.3.1臭氧氧化法單獨采用臭氧氧化，水中可生物降解物質的增多，則容易引起細菌繁殖，出廠水生物穩定性下降，因此臭氧氧化很少在水處理工藝中單獨使用。孔令宇等[85]2006年，比較了臭氧-生物活性炭(O3-BAC)和單獨活性炭(GAC)過濾對UV254去除效果研究發現，O3-BAC對UV254平均去除率比GAC高111.1%。戰楠等[86]2010年預臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工藝處理低碳源的北運河通州段原水，系統對UV254去除率38.8%。由此說明組合工藝去除有機物具有協同效應，氧化單元能有效地將大分子芳香族有機污染物或含雙鍵的不飽和有機物轉化為小分子有機物，提高氧化出水的可生化性，降低氧化出水的毒性。O3-BAC被認為是飲用水處理中去除有機物的有效方法，但是，O3-BAC的一些運行條件對工藝的影響尚無定論；反沖洗控制還不能從理論角度加以說明，如反沖洗時氣和水的沖洗強度、時間等有待進一步研究。又由于活性炭的昂貴價格，推廣仍存在問題。

3.3.2光催化氧化法光催化技術是近20年來研究較為廣泛的水處理方法。自從1976年Carey提出了多氯聯苯可以在TiO2/UV作用下光催化分解以來，很多人對水中的有機污染物進行了多項光催化氧化分解研究。樊彩梅等[87]在紫外光照射下產生強氧化性的•OH和O2-自由基，與腐殖酸發生自由基鏈反應，最終使腐殖酸變為小分子乃至二氧化碳、水和無機酸。但是在操作過程中需要進行曝氣利用空氣中的氧作為電子接收體形成氧

化劑，出水前要進行濾膜抽濾，使二氧化鈦和水進行分離，同時光照氧化催化周期比較長，一般要3h，這些都影響在實際工程中的應用。

3.4生物法Sudha等[88]的研究表明腐殖酸中僅有少部分是可生物降解，大部分具有生物抑制基因。但黃廷林等[89]的進一步研究指出，微生物對HA的降解是通過先吸附后降解的過程，傳質吸附是生物降解的前題條件。生物膜表面主要由菌膠團組成，而菌膠團表面是以多糖類(一般為多β-羥丁酸)為主體的粘質層所覆蓋，表面張力較低，這樣構造的表面，吸附能力是顯著的[90]。Sudha等[91]研究表明天然有機物NOM在生物過濾床去除受到許多因素影響，如NOM的特性、預臭氧化使用、水溫和生物過濾床的反洗等。國內對腐殖酸的生物處理研究大多集中在生物陶粒反應器、生物流化床、生物陶粒膨脹床、生物活性炭-砂濾組合工藝、臭氧生物活性炭(O3-BAC)組合工藝、生物活性炭纖維工藝、沸石-陶粒曝氣生物濾池、固定化微生物技術、固定化生物活性炭工藝、接觸氧化/生物過濾組合工藝等技術上。1995年張貴春等[92]采用生物陶粒反應器處理腐殖酸，去除率為27%~33%。2000年齊兵強等[93]采用生物陶粒膨脹床處理微污染原水，對UV254去除率均比固定床高10%左右。由此也可看出，對某些難生物降解有機物的去除，膨脹床在生物絮凝、吸附方面比固定床有一定的優越性。2000年楊開等[94]采用生物活性炭-砂濾處理微污染原水，對UV254去除率為48.9%。2005年李秋瑜等[95]采用篩選、馴化的工程菌對活性炭纖維(ACF)進行固定化形成生物活性炭纖維(BACF)用于微污染源水的試驗表明對UV254去除效果非常顯著，最高達到99%，平均為94%。2007年劉金香等[96]采用沸石-陶粒曝氣生物濾池(BAF)工藝對微污染水處理，UV254去除率僅為11.26%。2008年黃廷林等[97]采用實驗室篩選、馴化出的9株硝化細菌、反硝化細菌和聚磷菌，用物理吸附的方法固定在纖維球形填料上，用于微污染水處理，對UV254去除率為16%。2008年黃麗坤等[98]采用人工循環固定方式形成固定化生物活性炭工藝，對UV254去除率為57.4%。2010年陸洪宇等[99]采用接觸氧化/生物過濾組合工藝對UV254平均去除率為23.4%。2011年郭春輝等[100]采用生物活性炭循環床工藝處理安徽淮南段淮河水，對UV254去除率為20%。

3.5吸附法在“美國安全飲水令”[101]中，吸附法被認為是最好的從水中吸附有毒有害的有機物質的可行性技術。吸附法依靠吸附劑上密集的孔結構、巨大的比表面積，或通過表面各種活性基團與吸附質形成各種化學鍵，達到有選擇性地富集有機物的目的。吸附法的優勢在于對生物法難以處理的金屬離子和難降解的有機物有較好的去除效果[102]。它作為一種低能耗的固相萃取分離技術目前愈來愈受到人們的重視。目前研究較多的吸附劑有炭質吸附劑、樹脂吸附劑、磁性離子交換樹脂、無機礦物質吸附劑等。

3.5.1炭質吸附劑活性炭特別是顆粒活性炭有著豐富的微孔結構、較高的比表面積，因此對有機物有很強的吸附力，廣泛應用于飲用水除臭、脫色以及病原菌、有機污染物的去除[103]。Tamai等[104]用樹脂和含稀土金屬的有機化合物作原料，通過蒸汽活化，在930℃下制得具有高中孔比例(>70%)的大孔活性炭，在合成過程中選擇不同的合成單體(萘、蒽、菲)制得孔徑更大的活性炭，用于吸附大分子的腐殖酸類物質。Schreiber等[105]研究了腐殖酸溶液的濃度和溫度對活性炭吸附的影響。由于腐殖酸分子在溶液中可以通過電荷傳質、氫鍵作用、疏水作用相互形成大分子絡合物[106]，這些大分子絡合物在吸附過程中可能造成活性炭的孔堵塞，阻止更多的腐殖酸分子進入到活性炭小孔內部，腐殖酸濃度、pH、離子強度和溫度能夠影響絡合物的形成，從而影響活性炭的吸附效果。在低濃度腐殖酸溶液中，腐殖酸分子主要以平展的狀態附著在活性炭表面，隨著溶液中腐殖酸濃度的升高，活性炭表面吸附的腐殖酸分子不斷增加，它們會通過親水基團(羧基、羥基、酚羥基等)相互作用，首尾相接形成絡合物，從而增強活性炭和腐殖酸分子間的疏水作用，削弱活性炭表面親水性基團在吸附過程中的作用，此時吸附劑和吸附質間主要是疏水作用和芳環間的π-π作用，因此物理吸附主導著吸附過程。Schreiber[105]還指出，升高溫度不僅可增加活性炭表面和腐殖酸分子間的疏水作用，還能抑制溶液中腐殖酸分子形成絡合物，減小腐殖酸分子，有利于腐殖酸分子進入活性炭的內部孔道中去，從而增大活性炭的吸附量，使得整個吸附過程顯示為吸熱過程。Kilduff等[107]研究了不同分子量腐殖酸在活性炭上的競爭吸附行為。運用凝膠滲透色譜測定吸附后溶液中不同分子量的腐殖酸濃度，發現活性炭優先吸附溶液中分子量較小的腐殖酸，這表明活性炭對腐殖酸吸附效果會受控于腐殖酸分子的大小與活性炭孔徑的匹配效應，但如果在溶液中加入二價金屬離子或提高溶液中離子濃度，可增大活性炭對腐殖酸吸附量，這主要是溶液中的離子濃度提高后，不僅抑制溶液中的腐殖酸分子形成絡合物，減小腐殖酸分子，還使吸附劑表面的皺褶被繃緊，增大活性炭吸附面積和吸附位點。Karanfil等[108]在深入研究活性炭吸附腐殖酸的機制后指出，腐殖酸分子的大小和化學性質會協同影響活性炭的吸附效果，而不僅僅是吸附質的分子大小和吸附劑的孔徑匹配效應。試驗中活性炭表面零電荷點pH為8.5，腐殖酸的pKa為2~7，因此溶液中(pH7左右)活性炭表面帶正電荷，腐殖酸分子帶負電荷，他們間存在著正、負電荷的吸引，分子量大的腐殖酸可能含有較多數量的羧基、帶有更多的負電荷，導致正、負電荷的吸引力加強，其在活性炭上的吸附量可能大于那些分子量小、羧基數量少的腐殖酸。當然，這種正、負電荷效應在吸附過程中所起的作用也不是決定性的，隨著腐殖酸分子羧基數量的增加，它在水中的溶解度也會不斷增大，這會抑制活性炭對腐殖酸的吸附，因此腐殖酸的分子量和羧基數量與活性炭的吸附量間呈曲線的關系，曲線上的峰值可能是最有利于活性炭對腐殖酸的吸附條件。隨著研究的深入，活性炭愈來愈受到環境界的關注，已成為水處理技術中的重要吸附劑，但是活性炭本身在使用過程中也存在著吸附后不易再生、對親水性小分子有機物吸附效果差等問題，如何有效解決上述問題將直接影響活性炭在水體微污染治理中的推廣應用，因此對傳統活性炭進行適當的改性，提高其對腐殖酸的吸附/脫附性能將是水處理界又一新的研究方向[109]。

第9篇：有機物合成方法范文

關鍵詞：固相法；合成；節能；沸石分子篩；干粉法；濕膠法

隨著我國經濟的迅猛發展，能源需求驟增，這樣就出現了能源短缺現象。因此，開發新的節能工藝和技術勢在必行。近年來，隨著我國裝備技術的發展，化工設備制造也有了長足的進步，并在關鍵技術上有著重大突破。其中，在20世紀80年代末研發的固相法合成技術，作為一種新型的環保節能高技術，已在冶金、建材、化工等多種行業中廣泛應用。在當時國際分子篩研究領域引起不小的轟動，從而使我國在該領域的研究工作一舉躋身國際先進行列。

一、固相轉化法的合成機理與應用發展

1.固相轉化法合成的定義

固相轉化法合成是指將少量有機物或少量水作為分散介質加入到反應體系，在有機物或水的蒸汽作用下，使反應物分子在固相環境中重排、成核和晶體生長，形成結晶完好、性能優良的分子篩材料。

2.固相轉化法合成機理

近些年來，人工合成沸石分子篩的研究一直在進行有關其合成機理的探究與爭論，液相機理和固相機理是兩個極端的爭論焦點，前者是在溶液中成核和晶化，所以晶化過程中反應物溶解進入溶液，故稱為液相機理，而與之相對應的另一個極端觀點是固相機理，認為晶化過程中無定型凝膠的結構重排成為沸石結構，典型的固相機理是550℃脫水的無定型硅鋁酸鹽凝膠通過與三乙胺和乙二胺反應，在160℃下生成ZSM-5和ZSM-35。

3.固相轉化法研究在未來的發展

很長一段時期以來，都是采用傳統的水熱法合成的沸石分子篩。到了20世紀80年代中期，其合成方法有了新的突破，采用無水的溶劑體系即溶劑熱法合成了Sodalite分子篩，隨后，采用該方法相繼合成出其他多種沸石分子篩。20世紀90年代初，又開發出了蒸汽相法。隨之又衍生出了干膠法（DG），即將合成原料與有機模板劑一起配制成干膠，然后干膠在水蒸氣中轉化成沸石分子篩。

迄今為止，固相法合成沸石分子篩所涉及的范圍逐漸廣泛，已經可以應用固相法合成出不同的硅鋁比（低、中、高硅）、不同拓撲結構（三維、直通及籠型）、不同形態（粉末、球型、膜）、不同孔徑（微孔、介孔及梯度孔徑）和不同組成（硅鋁、磷鋁和其他雜原子）等的分子篩材料。

4.固相轉化法的研究價值與工業意義

固相轉化法的成功研制，在科學研究上的價值是不可替代的。它首次對固相轉化機理的存在提出了具有說服力的試驗佐證，得到國際著名沸石化學家的首肯。它在工業上的具有重大意義。大幅度降低成本和能耗，減少污染，并在硅鋁比及粒度分布等參數上得到控制。固相轉化法具有定向設計的特點，可以根據催化反應(酸性)的需要，定向合成所需硅鋁比，所需催化劑組分的產品。同時，利用固相體系中可避開溶度積的限制這一特點，可將有催化活性的Fe、Ni、Cr等金屬組分引入。利用該方法引入硼原子，使晶胞體積有了更大的收縮，使擇形性能有了更大的提高。

氣相轉移法和干膠法除能合成常規沸石分子篩粉末外，還可適用于合成負載于異形載體上的沸石分子篩膜、沸石分子篩成形體等。

二、方法

1.干粉法

干粉法有以下特點：干粉法的特點在于將固相法成功應用于分子篩材料的工業生產中，克服了蒸汽相反應器的局限，及干膠法前體制備的復雜過程，具有現實的工業價值。

1.1其特點如下：原料可采用白炭黑、硅鋁微球、硅膠廉價固體硅鋁原料，模板劑直接混入硅鋁原料，即可用硅鋁微球等預先制備的硅鋁膠，又可將白炭黑、硅膠等固體硅源與氫氧化鋁，擬薄水鋁石等鋁源現場混合，干粉法的研究與發展，是分子篩固相轉化機理研究上的一次新的突破。

1.2反應時模板劑直接混入并以吸附態存在，均勻吸附于硅鋁原料表面，避免了蒸氣相晶化存在的模板劑與硅鋁原料分離晶化帶來的需要特殊設備裝置的問題。

1.3在實驗中開發研制出的新的固相反應釜，使得固態高黏度體系的動態攪拌得以實現，使得反應物料傳熱傳質良好并始終呈干粉態。此項技術無廢液排放，可節省成本40％，節能50％。在分子篩合成技術中得到廣泛的應用。

2.濕膠法

濕膠法的技術及其特點：(1)反應體系采用白碳黑、硅鋁微球、硅膠、氫氧化鋁、擬薄水鋁石等硅鋁膠等固相硅鋁源；(2)體系中加入一定量的水，反應物料為濃漿狀，其設備可由液相法設備改造，節約設備投資；(3)反應原理為固液雙相機理，吸收了液相成核快和固相晶化快的優點，大大縮短晶化時間，有效提高生產效率，該技術能夠在基本不改變傳統設備的前提下，產率提高近一倍，能耗減少80％。

濕膠法的創新方法的本質：濕膠法(超高濃度法)合成體系中分子篩的合成以雙相機理為基礎，所表現出的是既有液相轉化特征又有固相轉化特征。反應初期的初始凝膠溶解在水溶劑中，為晶核生長提供硅鋁酸根離子，它們在液相中縮聚、重排，進而形成分子篩預結構單元前體和晶核，再由溶液中提供的新的硅鋁酸根離子補充，完成晶體生長。