有機(jī)物的電解合成課件_第1頁
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文檔簡介

05有機(jī)物的電解合成1、戰(zhàn)鼓一響,法律無聲。——英國2、任何法律的根本;不,不成文法本身就是講道理……法律,也----即明示道理。——愛·科克3、法律是最保險(xiǎn)的頭盔?!獝邸た瓶?、一個(gè)國家如果綱紀(jì)不正,其國風(fēng)一定頹敗?!麅?nèi)加5、法律不能使人人平等,但是在法律面前人人是平等的?!蹇?5有機(jī)物的電解合成05有機(jī)物的電解合成1、戰(zhàn)鼓一響,法律無聲?!?、任何法律的根本;不,不成文法本身就是講道理……法律,也----即明示道理。——愛·科克3、法律是最保險(xiǎn)的頭盔?!獝邸た瓶?、一個(gè)國家如果綱紀(jì)不正,其國風(fēng)一定頹敗?!麅?nèi)加5、法律不能使人人平等,但是在法律面前人人是平等的?!蹇说谖逭掠袡C(jī)物的電合成有機(jī)物的電合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)化合物合成的科學(xué),它是一門涉及電化學(xué)、有機(jī)合成及化學(xué)工程等內(nèi)容的邊緣科學(xué)。在注重環(huán)境保護(hù)的今天,電解合成法在對(duì)有機(jī)物特別是高附加值精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn),具有廣泛的價(jià)值,其地位愈顯重要,其發(fā)展相當(dāng)迅速。有機(jī)電合成方法與精細(xì)化工醫(yī)藥品、香料、農(nóng)藥等稱為精細(xì)化學(xué)品,是高附加值的產(chǎn)品,這類產(chǎn)品一直用有機(jī)合成和發(fā)酵法生產(chǎn),后來才認(rèn)識(shí)到對(duì)這些精細(xì)化學(xué)品采用電解合成的過程是極為有效的。即有機(jī)電合成方法可以在溫和的條件下制取許多高附加值的有機(jī)產(chǎn)品,而且用電子這一下凈的“試劑”占代替會(huì)造成環(huán)境污染的氧化劑和還原劑,是一種環(huán)境友好的潔凈合成,代表了新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。近30年來有機(jī)電合成在許多國家得到了迅速發(fā)展。電化學(xué)合成法規(guī)模效益小,但對(duì)小規(guī)模生產(chǎn)還是比較有利的:而且通過調(diào)節(jié)電壓、電流,反應(yīng)易控制。雖然電的價(jià)格較高,對(duì)于生產(chǎn)少量、多品種的精細(xì)化工產(chǎn)品來說,采用電化學(xué)方法還是很合適的。新材料作文是一種新的作文形式,對(duì)于教師和學(xué)生來說都是一種全新的挑戰(zhàn)。新材料作文相對(duì)于材料作文有所區(qū)別,它融合了材料作文和話題作文的共同特點(diǎn)而產(chǎn)生的一種作文命題形式。具體來說,具有幾下特點(diǎn):一是開放性。新材料作文要求學(xué)生在不脫離材料內(nèi)容和含意的范圍內(nèi),選擇一個(gè)角度構(gòu)思作文,自主確定立意角度,確定標(biāo)題。這一要求靈活開放,給予學(xué)生理解材料,選擇素材,確定角度的相對(duì)自由性。二是自主性。新材料作文少了對(duì)學(xué)生寫作條條框框的束縛,新材料作文的寫作形式和要求給予學(xué)生充分的個(gè)人發(fā)揮空間,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和生活經(jīng)驗(yàn),靈活的選擇話題進(jìn)行獨(dú)立的創(chuàng)作,使寫作充滿個(gè)性化。三是深刻性。在新材料作文中,學(xué)生都是帶著興趣進(jìn)行個(gè)性化創(chuàng)作的,在興趣的引導(dǎo)下,學(xué)生的想象力和創(chuàng)作能力都能夠得到最大程度的提升,使學(xué)生得到了全面的發(fā)展。一、學(xué)生在新材料作文寫作中遇到的問題1.脫離材料實(shí)際2.過于依賴材料與上面寫作形成鮮明對(duì)比的另一種情形是學(xué)生在寫作中過于依賴題目中給定的材料,甚至將材料原文轉(zhuǎn)化為素材在文章中使用。這一類學(xué)生對(duì)新材料作文缺乏充分的理解,對(duì)給定的材料缺乏提煉和理解,學(xué)生刻板運(yùn)用材料寫出的文章不僅得不了高分,而且也很難提高學(xué)生的寫作水平。新材料作文的一個(gè)重要特色在于依據(jù)材料又不局限于材料,學(xué)生能夠從材料中找到獨(dú)特的分析視角,進(jìn)行個(gè)性化創(chuàng)作。材料的出現(xiàn)是為學(xué)生提供寫作視角的,而不是為學(xué)生提供寫作中的基本材料。3.立意不夠深刻新材料作文的初衷是為了滿足不同個(gè)性學(xué)生發(fā)展需求的,充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)人優(yōu)勢,創(chuàng)作出有深意的文章。但是,很多學(xué)生的新材料作文審題不嚴(yán),立意不深刻,學(xué)生只是對(duì)原材料進(jìn)行淺顯的引申、論證和擴(kuò)展,沒有材料的審題過程和寫作思考過程,學(xué)生要仔細(xì)分析材料,根據(jù)自己的理解從不同的角度挖掘主題,進(jìn)行立意。學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了有明確主題限定的寫作形式,在面對(duì)新材料作文時(shí)使用先前的方法進(jìn)行分析,使得作文失去了新意和靈活性。二、高中新材料作文升格訓(xùn)練的有效策略1.奠定語言基礎(chǔ),提高語言素養(yǎng)無論是什么類型的寫作,都需要由扎實(shí)的語言和寫作技巧作為保障。教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行語言積累,提高學(xué)生的語言素養(yǎng)。以人教版語文為例,每一單元都是按照文章的主題和所表達(dá)的情感進(jìn)行劃分的。同一情感的表達(dá),學(xué)生可以鑒賞到不同古今中外不同作者的寫作藝術(shù),這對(duì)于學(xué)生寫作能力的提高是很有助益。教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生在課堂上積累豐富的寫作素材和寫作技巧,而且要引導(dǎo)學(xué)生廣泛閱讀。教師需要通過組織學(xué)生定期開展讀書會(huì),進(jìn)行讀書心得的分享,在日常的不斷積累中,提高學(xué)生的語言素養(yǎng),為新材料作文的寫作奠定基礎(chǔ)。2.仔細(xì)分析,讀懂材料理解給定的材料是寫好新材料作文的基礎(chǔ)。很多學(xué)生在材料的分析沒有給予足夠的重視,只是泛泛地閱讀,沒有讀出其中的深意??荚囍械男虏牧献魑挠捎跁r(shí)間較短,學(xué)生將大部分時(shí)間放在了作文的立意和構(gòu)思上,而很少對(duì)原材料進(jìn)行分析。沒有對(duì)原材料的分析,很容易出現(xiàn)跑題和立意不準(zhǔn)的情況,很多學(xué)生表示在寫完文章或者寫完大部分文章時(shí),發(fā)現(xiàn)文章已經(jīng)偏離了主題,但是已經(jīng)沒有時(shí)間和卷面進(jìn)行糾正。這就需要教師在日常生活中訓(xùn)練學(xué)生分析材料的能力,文章中的文本、生活中的時(shí)事都是訓(xùn)練學(xué)生的重要素材。3.選題立意,巧妙構(gòu)思好的立意是寫好文章的關(guān)鍵。學(xué)生需要在立意上花功夫,通過訓(xùn)練提高自己的立意水平。“意”來源于材料,又高于材料。學(xué)生在立意的時(shí)候要挖掘材料內(nèi)容,拋棄淺顯的,傳統(tǒng)的主題,發(fā)揮自我的個(gè)性化和創(chuàng)新性思維,從新的角度進(jìn)行分析和闡述。立意的角度要緊扣時(shí)代的脈搏,與時(shí)俱進(jìn),融入自己的個(gè)性化化觀點(diǎn)。立意的新一方面體現(xiàn)在新的命題,命題是當(dāng)下的創(chuàng)新性題目,另一方面體現(xiàn)在選擇論述角度的新穎性,文章其實(shí)質(zhì)是自我思想的一種論證,從什么角度選擇素材闡述自己的觀點(diǎn)也是文章的關(guān)鍵。在高中生的寫作中,學(xué)生的一個(gè)弱點(diǎn)體現(xiàn)在不會(huì)從小的角度選擇新穎的角度進(jìn)行闡述,通常選擇的都是比較大的立意點(diǎn),便只能選擇通俗的素材和觀點(diǎn)進(jìn)行論述,在教學(xué)中教師要逐漸引導(dǎo)學(xué)生從小的方面看待生活和分析事件的能力。綜上所述,新材料作文是基于材料又給予學(xué)生自主性的一種新型的作文命題形式,為了提高學(xué)生的應(yīng)對(duì)能力,需要奠定語言基礎(chǔ),提高語言素養(yǎng);仔細(xì)分析,讀懂材料;選題立意,巧妙構(gòu)思,以此提高學(xué)生個(gè)性化解讀材料,從新的角度命題和選擇立意角度的能力,提高學(xué)生的寫作水平。受環(huán)境影響,農(nóng)村中學(xué)語文教學(xué)首先面對(duì)的是落后的人文環(huán)境,語文作為一門對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)要求較高的學(xué)科,沒有閱讀的基礎(chǔ),再優(yōu)秀的教師,再生動(dòng)的課堂也未必能在短期內(nèi)提高學(xué)生的語文素養(yǎng)和成績。要走出教學(xué)的困局,走出自我心理的困局,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際狀況,從改變自身教學(xué)理念入手,去尋找適合現(xiàn)狀的教學(xué)方法。慢慢地,讓自己走出困局,讓課堂走出困局。下面,從四個(gè)方面,談?wù)勅绾瓮黄妻r(nóng)村語文教學(xué)的困局。一、提高教師自身素質(zhì)農(nóng)村學(xué)生由于缺乏良好的語文學(xué)習(xí)環(huán)境,基礎(chǔ)較差,并且見識(shí)少,閱讀面窄,這些都是語文教學(xué)的攔路石。要搬開這些攔路石,老師首先要提高自己的文學(xué)素養(yǎng),平時(shí)多關(guān)注社會(huì)和生活時(shí)事。課堂上有高瞻遠(yuǎn)矚的老師,學(xué)生才能夠從高的起點(diǎn)看問題。如果教師本身文學(xué)素養(yǎng)低下,視野狹窄,想讓學(xué)生達(dá)到一定高度是不可能的。在教學(xué)中教師必須降低身段,從學(xué)生的視角去設(shè)計(jì)教學(xué),先要淺入淺出,培養(yǎng)興趣。例如,現(xiàn)代文閱讀教學(xué),是語文教學(xué)的重點(diǎn),更是農(nóng)村語文教學(xué)的難點(diǎn)。其難在于學(xué)生閱讀面窄,語言文字感悟能力差,理解不到文章內(nèi)涵。因?yàn)椴焕斫舛a(chǎn)生距離,因?yàn)榫嚯x而產(chǎn)生畏懼和厭煩。課堂教學(xué)中,如果教師尋找不到適合學(xué)生的切入點(diǎn),課堂將出現(xiàn)“教”與“學(xué)”的背離,效果自然很差。如何淺入淺出呢?就是教師在教學(xué)中,一步一步逐漸推進(jìn),并且這個(gè)推進(jìn)的過程是清晰的,淺顯易懂的。以《從百草原到三味書屋》的教學(xué)為例。我在教學(xué)中,第一步是讓學(xué)生由標(biāo)題出發(fā),知道課文的寫作內(nèi)容分兩部分。第二步,讓學(xué)生掌握與兩部分內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的“樂園”和“枯燥乏味”兩個(gè)詞,對(duì)這兩部分內(nèi)容的核心內(nèi)涵有個(gè)明晰的認(rèn)識(shí)。第三步,讓學(xué)生由“樂園”和“枯燥乏味”兩個(gè)詞拓展開去,詳細(xì)地把握課文內(nèi)容。例如,延伸到百草園的3件事,三味書屋讀書內(nèi)容的枯燥,先生的古板等,然后又由這些內(nèi)容得出“樂園”和“枯燥乏味”兩個(gè)詞。通過這個(gè)由此到彼,再由彼回到此的回環(huán)過程,最終讓學(xué)生通觀全篇,融會(huì)貫通。二、指導(dǎo)方法由淺入深降低門檻,淺入淺出是為了讓學(xué)生思維能漸漸跟上教學(xué)的步伐,嘗到成功的快樂,從而提高興趣,自覺地進(jìn)入語文學(xué)習(xí)的殿堂。將學(xué)生引入門來,教師應(yīng)該趁熱打鐵,由淺入深。例如,環(huán)境描寫的作用,剛開始接觸時(shí),我一般只要求學(xué)生掌握4個(gè)字,就是“襯托”和“渲染”,再進(jìn)一步掌握“襯托”一般是指人物心情,渲染一般指環(huán)境氛圍。當(dāng)學(xué)生對(duì)這兩種用法掌握熟練之后,再通過練習(xí),讓學(xué)生掌握環(huán)境描寫的其他作用――交代時(shí)間、地點(diǎn)、背景;推動(dòng)情節(jié)發(fā)展、做鋪墊;深化主題等。這樣由淺入深,先窺一斑,再窺全豹的方法,讓學(xué)生思維逐漸成長,效果往往好于一開始就全盤托出,讓學(xué)生應(yīng)接不暇。三、督促學(xué)生做好課外閱讀課外閱讀是語文教學(xué)的基石,沒有課外閱讀的支撐,語文教學(xué)就像在沙堆上建房子,難建成高樓,更有可能隨時(shí)坍塌。農(nóng)村學(xué)生由于各方面條件的限制,很少有閱讀習(xí)慣。所以,我們要抱著從零開始的念頭,努力培養(yǎng)學(xué)生良好的閱讀習(xí)慣。否則,400萬字的閱讀要求就成了天方夜譚。根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),我一般從兩個(gè)方面入手引導(dǎo)督促學(xué)生做好課外閱讀。上學(xué)期間,要求每個(gè)學(xué)生每個(gè)月至少買一本雜志,看兩本以上的雜志。看什么雜志?一般也會(huì)作些指導(dǎo),例如推薦他們看《讀者》《青年文摘》《意林》《格言》這類文質(zhì)皆美,綜合性較好,且附近易買到的雜志。并且,偶爾會(huì)抽查他們的購書和看書情況。每個(gè)寒暑假,要求他們通過自購或者借的方法,至少閱讀100萬字名家名著。所讀書目,除了中學(xué)必讀書目外,我還會(huì)另外添加一些書目,供他們參考,這些書會(huì)提高他們的閱讀能力和閱讀興趣。例如我既推薦他們看國內(nèi)的沈從文的《邊城》《月下小景》,老舍的《駱駝祥子》《四世同堂》等,也推薦他們看港臺(tái)的《目送》等,同時(shí)還會(huì)推薦一些外國經(jīng)典讓他們看,如莫泊桑的《羊脂球》,羅琳的《哈利?波特》等。為了解決他們書量不足,購書不方便,家長無力指導(dǎo)等問題,我還在網(wǎng)上幫他們代購圖書,盡量為他們解決閱讀的困難。四、指導(dǎo)學(xué)生多摘抄多練筆讀寫是不可分的,讀寫能力也是農(nóng)村學(xué)生的短板。在提高學(xué)生閱讀能力的同時(shí),我也會(huì)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生寫作能力的提高。為了提高學(xué)生的寫作能力,我要求學(xué)生在閱讀的同時(shí),一定要做讀書筆記,筆記以好詞好句為主,每個(gè)星期檢查一次。并要求學(xué)生每個(gè)星期都完成一篇作文,一般是單周自己寫作,雙周摘抄美文。通過這些措施,逐漸提高學(xué)生的寫作能力。通過以上教學(xué)方式的調(diào)整,效果還是很明顯的,每屆學(xué)生,他們對(duì)語文學(xué)習(xí)的興趣、語文綜合素養(yǎng)都有較大的提高,課堂教學(xué)逐漸進(jìn)入了良性循環(huán)的軌道,學(xué)生成績自然也會(huì)有大幅度的提高。05有機(jī)物的電解合成1、戰(zhàn)鼓一響,法律無聲?!?5有機(jī)1第五章

有機(jī)物的電合成

有機(jī)物的電合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)化合物合成的科學(xué),它是一門涉及電化學(xué)、有機(jī)合成及化學(xué)工程等內(nèi)容的邊緣科學(xué)。在注重環(huán)境保護(hù)的今天,電解合成法在對(duì)有機(jī)物特別是高附加值精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn),具有廣泛的價(jià)值,其地位愈顯重要,其發(fā)展相當(dāng)迅速。第五章有機(jī)物的電合成有機(jī)物的電合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)2有機(jī)電合成方法與精細(xì)化工醫(yī)藥品、香料、農(nóng)藥等稱為精細(xì)化學(xué)品,是高附加值的產(chǎn)品,這類產(chǎn)品一直用有機(jī)合成和發(fā)酵法生產(chǎn),后來才認(rèn)識(shí)到對(duì)這些精細(xì)化學(xué)品采用電解合成的過程是極為有效的。即有機(jī)電合成方法可以在溫和的條件下制取許多高附加值的有機(jī)產(chǎn)品,而且用電子這一下凈的“試劑”占代替會(huì)造成環(huán)境污染的氧化劑和還原劑,是一種環(huán)境友好的潔凈合成,代表了新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。近30年來有機(jī)電合成在許多國家得到了迅速發(fā)展。電化學(xué)合成法規(guī)模效益小,但對(duì)小規(guī)模生產(chǎn)還是比較有利的:而且通過調(diào)節(jié)電壓、電流,反應(yīng)易控制。雖然電的價(jià)格較高,對(duì)于生產(chǎn)少量、多品種的精細(xì)化工產(chǎn)品來說,采用電化學(xué)方法還是很合適的。

有機(jī)電合成方法與精細(xì)化工醫(yī)藥品、香料、農(nóng)藥等稱為精細(xì)化學(xué)品,3“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”有機(jī)電化學(xué)合成與其它學(xué)科一樣,也是在生產(chǎn)力不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上成長起來的。早在19世紀(jì)初期,Rheinold發(fā)現(xiàn)電是一種強(qiáng)有力的氧化劑和還原劑,已經(jīng)用稀醇溶液進(jìn)行電解反應(yīng)的研究。1834年法國化學(xué)家法拉第(Faraday)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了首次有機(jī)電合成——電解乙酸鈉溶液制取乙烷。19世紀(jì)初Petrov進(jìn)行醇和油脂的電解試驗(yàn)。1804年,Grotgus電解氧化無色靛藍(lán)得到藍(lán)色靛藍(lán)。1849年Kolbe電解羧酸鹽水溶液制取烷烴。

“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”有機(jī)電化學(xué)合成與其它學(xué)科一樣,也是4“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”20世紀(jì)30年代,有機(jī)電合成反應(yīng)在化學(xué)工業(yè)得到了應(yīng)用,如硝基苯電還原制苯胺、葡萄糖電還原制山梨醇與甘露醇等。到了20世紀(jì)60年代,以電合成己二腈與電合成四乙基鉛的工業(yè)化為標(biāo)志的現(xiàn)代有機(jī)電合成工業(yè)開始了蓬勃的發(fā)展。1965年美國孟山都(Monsanto)公司電解還原丙稀腈合成己二腈,使有機(jī)電解氧化還原不單是精細(xì)化學(xué)品的合成方法,而且成為石油化學(xué)加工的手段。幾乎同時(shí),美國的納爾科(Nalco)公司實(shí)現(xiàn)了電合成四烷基鉛的工業(yè)生產(chǎn)。這兩個(gè)標(biāo)志性過程可認(rèn)為是有機(jī)電合成工業(yè)化的最重要的突破,它預(yù)示著有機(jī)電解工業(yè)的新發(fā)展,對(duì)更多的有機(jī)物采用自動(dòng)、連續(xù)、污染少的電化學(xué)工藝的日子正在到來。

“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”20世紀(jì)30年代,有機(jī)電合成反應(yīng)在5“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”近30多年來,有機(jī)電合成被受重視,尤其是美、英、日、德等工業(yè)發(fā)達(dá)國家。在該領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用相當(dāng)活躍,專利數(shù)大幅增加,醫(yī)藥、香料、感光材料、農(nóng)藥等高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品的電合成成為其主攻方向。目前,達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的有機(jī)電合成產(chǎn)品已逾百種,孟山都公司電解還原丙稀腈合成己二腈已經(jīng)發(fā)展到年產(chǎn)10萬噸,而實(shí)驗(yàn)室用電合成法制備成功有待產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品更是多達(dá)八千余種。近10年來,我國有機(jī)電化學(xué)合成領(lǐng)域也得到較大發(fā)展,有10多個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化,研究品種日益增多,與世界先進(jìn)水平的差距逐步縮小。我國也于20世紀(jì)80年代初建立了第一套工業(yè)化生產(chǎn)裝置――L半胱氨酸鹽酸鹽水合物的合成。

“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”近30多年來,有機(jī)電合成被受重視,6“原子經(jīng)濟(jì)性”面對(duì)環(huán)境、

能源、

資源與可持續(xù)發(fā)展等問題日益峻的形勢,綠色化學(xué)已經(jīng)提到了議事日程。綠色化學(xué)要求合成反應(yīng)應(yīng)當(dāng)符合“原子經(jīng)濟(jì)性”,應(yīng)最大限度地利用原料分子的每個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中,達(dá)到零排放。有機(jī)電合成就完全符合“原子經(jīng)濟(jì)性”要求,它是把電子作為試劑(世界上最清潔的試劑),通過電子得失來實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物合成的一種新技術(shù),而傳統(tǒng)的合成催化劑和合成“媒介”(試劑)是很難達(dá)到這種要求的。以“原子經(jīng)濟(jì)性”為目的額定綠色合成將成為這一前沿學(xué)科的重要分支之一。從本質(zhì)來說,有機(jī)電合成很有可能會(huì)消除傳統(tǒng)有機(jī)合成產(chǎn)生環(huán)境污染的根源?!霸咏?jīng)濟(jì)性”面對(duì)環(huán)境、能源、資源與可持續(xù)發(fā)展等問題日益7有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(1)有機(jī)電化學(xué)合成反應(yīng)無需有毒或危險(xiǎn)的氧化劑或還原劑,電子就是清潔的反應(yīng)試劑。在反應(yīng)體系中除原料和生成物外,通常不含其它反應(yīng)試劑。合成產(chǎn)物易于分離和精制,產(chǎn)品純度高,副產(chǎn)物少,環(huán)境污染可大幅度降低,有的甚至完全無公害,是今后“綠色化學(xué)合成工業(yè)”的重要組成部分。(2)

在電合成過程中,可通過改變電極電位合成不同的有機(jī)產(chǎn)品;同時(shí)可通過控制電極電位,使反應(yīng)按預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行,收率和選擇性較高。通過對(duì)電解條件(如電壓、電流、電解液組成等)的調(diào)節(jié),可以較容易、較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的控制。有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(1)有機(jī)電化學(xué)合成反應(yīng)無需有毒或危險(xiǎn)的氧8有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(3)在電化學(xué)反應(yīng)體系中,電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)這兩個(gè)過程可以同時(shí)進(jìn)行。與普通化學(xué)法相比,能縮短合成工藝,減少設(shè)備投資,緩解環(huán)境污染。(4)

可以在常溫常壓下進(jìn)行,無需特殊的加熱和加熱設(shè)備,節(jié)省能源和設(shè)備,操作簡便,使用安全。(5)有機(jī)電合成的裝置具有通用性,在同一電解槽中可以進(jìn)行多種合成反應(yīng),改變電極材料或反應(yīng)溶液便能合成某種新的有機(jī)產(chǎn)品。

(6)可以任意改變反應(yīng)速率,或隨時(shí)中止或及時(shí)啟動(dòng)反應(yīng),而化學(xué)法無此能力。(7)有些用通?;瘜W(xué)反應(yīng)難以制得的產(chǎn)品(如難以氧化或還原的)只有通過電化學(xué)方法合成。有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(3)在電化學(xué)反應(yīng)體系中,電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)9有機(jī)電合成的不足(1)電解反應(yīng)僅限于氧化和還原反應(yīng)(???),反應(yīng)必須有特殊的裝置和設(shè)備。例如,每一反應(yīng)需要特殊種類的電解槽,而電解槽的設(shè)計(jì)大多是非標(biāo)準(zhǔn)的,加工和購置較為困難。(2)反應(yīng)過程的影響因素較多,反應(yīng)裝置的復(fù)雜性,由于存在“兩極”的差別且兩極分別有氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物,再加上要保證反應(yīng)物和目的產(chǎn)物的擴(kuò)散分離,因此往往需要對(duì)電極材料。電解槽結(jié)構(gòu)和隔膜材質(zhì)提出很高的要求,再加上槽外設(shè)備,更增加了電解裝置的復(fù)雜性。

有機(jī)電合成的不足(1)電解反應(yīng)僅限于氧化和還原反應(yīng)(???10有機(jī)電合成的不足(3)合成理論及工藝技術(shù)的不成熟性,尤其是電合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理中存在的許多問題及均勻分布、分離技術(shù)難題的存在。(4)電解需要消耗大量的電能。以上不足也正是廣大有機(jī)電化學(xué)工作者今后研究的方向和奮斗目標(biāo)。因此,有機(jī)電合成往往適宜生產(chǎn)價(jià)格較高、需求量大的精細(xì)化工產(chǎn)品。有機(jī)電合成的不足(3)合成理論及工藝技術(shù)的不成熟性,尤其是11有機(jī)電合成與一般有機(jī)合成的比較有機(jī)電合成與一般有機(jī)合成的比較12有機(jī)電合成與無機(jī)電合成的對(duì)比有機(jī)電合成與無機(jī)電合成的對(duì)比13有機(jī)電合成的實(shí)驗(yàn)裝置

將一對(duì)電極放在含導(dǎo)電溶液的燒杯中,接上直流電源即可。兩電極間距為1~5mm以減少電阻并達(dá)到要求的電流密度。對(duì)于某些反應(yīng),需要用隔膜將電極隔開以防止產(chǎn)物從一個(gè)電極擴(kuò)散到另一個(gè)電極而被消耗掉。電極材料要求價(jià)格低廉、易于成形、能誘發(fā)反應(yīng)的選擇性并加快反應(yīng),同時(shí)材料的毒性要小。對(duì)于電氧化反應(yīng),最普通的電極是由Pt,C和PbO2制得。

有機(jī)電合成的實(shí)驗(yàn)裝置將一對(duì)電極放在含導(dǎo)電溶液的燒杯中,接上14有機(jī)電解質(zhì)溶液由于水幾乎不能溶解有機(jī)反應(yīng)物和產(chǎn)物,在有機(jī)合成中很少用水作溶劑。在電氧化中常選用乙酸、吡啶、硝基甲烷和乙腈為溶劑。乙腈除毒性外是最好的溶劑。易揮發(fā)的二氯甲烷在較低溫度下使用。醇類(甲醇、乙醇等)、醚類(四氫呋喃等)、酰胺類(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺)、丙酮和乙腈是電還原過程選擇的溶劑。此外,在相轉(zhuǎn)移電解中常采用混合溶劑來解決溶解性的問題。在有機(jī)電化學(xué)中,如果作用物沒有導(dǎo)電性,則要加入支持電解質(zhì)。對(duì)于質(zhì)子惰性的介質(zhì)中,季胺鹽類是常用的支持電解質(zhì),相反離子在陽極過程中是抗氧化的,常選用六氟磷酸鹽、六氟硼酸鹽、高氯酸鹽和甲苯磺酸鹽。

有機(jī)電解質(zhì)溶液由于水幾乎不能溶解有機(jī)反應(yīng)物和產(chǎn)物,在有機(jī)合成15有機(jī)電合成的主要類型

按電極反應(yīng)在整個(gè)有機(jī)合成過程中的作用及地位,可將有機(jī)電合成分為兩大類;(1)直接有機(jī)電合成

有機(jī)合成反應(yīng)直接在電極表面完成。(2)間接有機(jī)電合成

有機(jī)物的氧化(或還原)反應(yīng),仍采用氧化劑(或還原劑),用傳統(tǒng)的化學(xué)方法進(jìn)行。但氧化劑(或還原劑)在反應(yīng)后以電化學(xué)方法(電解氧化成電解還原)再生后反復(fù)使用。間接有機(jī)電合成只限于有機(jī)物的氧化成還原。有機(jī)電合成的主要類型按電極反應(yīng)在整個(gè)有機(jī)合成過程中的作用及16直接有機(jī)電合成反應(yīng)的分類直接有機(jī)電合成反應(yīng)的分類17間接有機(jī)電合成的分類間接有機(jī)電合成又稱媒質(zhì)電解合成,它利用水溶性無機(jī)氧化還原電偶作為媒質(zhì)(即電子介體),與有機(jī)物反應(yīng),然后將水相和有機(jī)相分離,獲得產(chǎn)物,而水相中失去氧化(或還原)能力的媒質(zhì),則通過電極反應(yīng)氧化(或還原)后再生,反復(fù)使用。如果有機(jī)合成與媒質(zhì)再生同在電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,稱為槽內(nèi)式間接有機(jī)電合成;如果有機(jī)合成與媒質(zhì)再生分別在化學(xué)反應(yīng)器及電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,則稱槽外式間接有機(jī)電合成,它可避免有機(jī)構(gòu)與電極直接接觸。間接有機(jī)電合成的分類間接有機(jī)電合成又稱媒質(zhì)電解合成,它利用水18間接有機(jī)電合成的媒質(zhì)在間接有機(jī)電合成中用于氧化反應(yīng)的媒質(zhì)有:Ce4+/Ce3+、Co3+/Co2+、Mn3+/Mn2+、MnO2/Mn2+、Cr2O7/Cr3+、Br2/Br-、ClO-/Cl-等。用于還原反應(yīng)的有:Sn4+/Sn2+、Cr3+/Cr2+、Cu2+/Cu+、Ti4+/Ti3+、Zn2+/Zn、Na+/Na(Hg)等。間接有機(jī)電合成可使電合成反應(yīng)以較高的電流密度在水溶液中進(jìn)行,并使有機(jī)電合成過程優(yōu)化和提高選擇性,同時(shí)由于氧化劑(或還原劑)的再生,可以減少物耗及公害,因此受到歡迎。間接有機(jī)電合成的媒質(zhì)在間接有機(jī)電合成中用于氧化反應(yīng)的媒質(zhì)有:19蒽氧化為蒽醌的間接電合成蒽氧化為蒽醌的間接電合成20有機(jī)電合成的原理

有機(jī)電合成基于電解來合成有機(jī)化合物,電解時(shí)發(fā)生的合成反應(yīng)通過在電極上發(fā)生的電子得失來完成,因此須有以下三個(gè)基本條件:(1)持續(xù)穩(wěn)定供電的(直流)電源;(2)滿足“電子轉(zhuǎn)移”的電極;(3)可完成電子移動(dòng)的介質(zhì)。為了滿足各種工藝條件,往往還需要增加一些輔助設(shè)備,如隔膜、斷電器等。而對(duì)于有機(jī)電合成來講最重要的是電極,它是實(shí)施電子轉(zhuǎn)移的場所。

有機(jī)電合成的原理有機(jī)電合成基于電解來合成有機(jī)化合物,電解時(shí)21有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向

隨著電解槽、電極、隔膜等新材料的開發(fā),利用電解合成化學(xué)品的開發(fā)研究更加活躍。近十年來國內(nèi)外主要研究動(dòng)向有:

1.發(fā)展電解中特有的反應(yīng)例如己二睛的電解還原合成等,反應(yīng)選擇性高,有競爭力并已工業(yè)化。2.發(fā)展能縮短工藝過程的有機(jī)電合成例如,對(duì)氨基苯甲醚的合成:采用化學(xué)合成,需三步工藝如下:

有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向隨著電解槽、電極、隔膜等新材料的開22有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向采用電合成法,則需一步工藝:

3.發(fā)展廉價(jià)的有機(jī)電合成利用廉價(jià)的化工原理,如生物物質(zhì)和天然物質(zhì)的電化學(xué)變換:淀粉電解合成二醛淀粉;葡萄糖電解合成醫(yī)藥品葡萄糖酸鈣;糠醛電解合成工業(yè)上有用的糠醇和糠酸;毛發(fā)電解還原為l-半胱氨酸等。有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向采用電合成法,則需一步工藝:3.23有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向4.發(fā)展間接的電解合成法,提高反應(yīng)選擇性(1)間接電還原:利用媒質(zhì)在電極上產(chǎn)生的還原劑與反應(yīng)底物教學(xué)化學(xué)反應(yīng),還原劑被氧化后在陰極上再生,以此達(dá)到還原劑循環(huán)使用兒反應(yīng)物不斷生成的目的。由于媒質(zhì)大多為無機(jī)物離子對(duì),如Cr3+/Cr6+,Ce3+/Ce4+,Mn2+/Mn3+等,它們很容易實(shí)現(xiàn)電極過程,電流效率高,電解工藝簡單,從而達(dá)到節(jié)能的目的。而且一個(gè)反應(yīng)器只要適當(dāng)改變離子對(duì)就能用于多種混合物的合成,特別適用于精細(xì)有機(jī)產(chǎn)品的合成。例如,對(duì)硝基苯甲酸的電還原,以鉛板為陰極,碳棒為陽極,兩極間有隔膜,采用直接電解還原時(shí),反應(yīng)式為有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向4.發(fā)展間接的電解合成法,提高反應(yīng)24有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向此法電流效率較低。若采用間接電還原合成,以ZnCl2為還原媒質(zhì),同時(shí)為支持電解質(zhì),其它條件與直接還原相同,反應(yīng)式為

其電流效率約為80%,比直接法高得多。(2)間接電氧化:例如,甲苯的氧化可停留在苯甲醛的階段:媒質(zhì)鈰離子能反復(fù)循環(huán)使用,它實(shí)際上起著催化劑的作用。有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向此法電流效率較低。若采用間接電還原合25有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向5.利用相轉(zhuǎn)移的電解法電化學(xué)反應(yīng)易在水相中進(jìn)行,在水相電導(dǎo)率高,槽電壓低,降低能耗,而產(chǎn)品常留在有機(jī)相中,易分離,在經(jīng)濟(jì)上有利。例如,電合成己二腈,原料丙烯腈微溶于水,則以7%的濃度配成水相,加12%的季胺鹽進(jìn)行電還原,陰極反應(yīng)為:由于產(chǎn)品己二腈不溶于水,故而進(jìn)入有機(jī)相(丙烯腈),易分離,經(jīng)濟(jì)上有利。同時(shí),水相中反應(yīng)掉的丙烯腈由有機(jī)相中補(bǔ)充,使反應(yīng)不斷進(jìn)行。

6.發(fā)展三維電極的電解因?yàn)殡娊夥磻?yīng)通常是在二維的平板電極上進(jìn)行,電解槽的生產(chǎn)能力低。有機(jī)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(gè)問題,使得有機(jī)電合成工藝可以與有機(jī)催化合成相競爭。有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向5.利用相轉(zhuǎn)移的電解法由于產(chǎn)品己二26有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向7.利用修飾電極的有機(jī)電合成用某些無機(jī)物、有機(jī)物或高分子化合物來修飾電極表面。通過改變電極-溶液界面的特性來改變電極的性能,降低電合成反應(yīng)的超電勢,提高反應(yīng)的速率和效率;同時(shí)修飾電極在有機(jī)合成中還可提高電合成的選擇性,合成手性化合物等新的化合物。將生物催化劑應(yīng)用于電化學(xué)合成,氧化還原酶的合成應(yīng)用,尤其是在對(duì)映體選擇性還原以及反應(yīng)選擇性、區(qū)域選擇性或立體選擇性氧化中具有重要意義。8.SPE法(固體聚合物電解法)有機(jī)電合成。引入SPE復(fù)合電極的多孔金屬層作為電子導(dǎo)體和電催化劑,SPE膜一方面起隔膜作用,將含有反應(yīng)物的有機(jī)相與電極室的水相溶液分開,溶劑的選擇較自由,電解槽結(jié)構(gòu)簡單同時(shí)起傳遞電離子的作用,不需要添加支持電解質(zhì),可進(jìn)行大電流電解。此法無副反應(yīng),便于產(chǎn)物分離提純,且節(jié)約電能。有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向7.利用修飾電極的有機(jī)電合成27有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向9.消耗陽極法有機(jī)電合成。采用遠(yuǎn)隔膜電解槽和在有機(jī)溶劑中陽極極化時(shí)能夠溶解的金屬陽極(如Mg、Al)作為消耗陽極,對(duì)烯烴、酮、醛、亞胺、有機(jī)鹵化物進(jìn)行電解羧化。此法雖然需要消耗較貴的金屬,但電解池結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,產(chǎn)率高,對(duì)高附加值精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品還是值得推崇的。10.有機(jī)超聲電合成。利用聲波的空化效應(yīng),使介質(zhì)的微區(qū)在極端的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)高溫高壓、強(qiáng)沖擊波和微射流等,進(jìn)而引起熱離子化,產(chǎn)生自由基,導(dǎo)致一系列化學(xué)反應(yīng)。此法不需添加劑,可加速反應(yīng)進(jìn)行,減少反應(yīng)步驟。

有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向9.消耗陽極法有機(jī)電合成。采用遠(yuǎn)隔28有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向11.成對(duì)電解合成,充分利用空閑的極室,提高設(shè)備的時(shí)空率和電流效率一般在隔膜槽中的陽極氧化或陰極還原通常僅進(jìn)行一個(gè)目的的反應(yīng)。近年來已用適當(dāng)隔膜隔開陰極和陽極,在兩室中同時(shí)進(jìn)行一對(duì)氧化和還原合成,即成對(duì)電解合成:即用一分電量驅(qū)動(dòng)兩個(gè)目的的反應(yīng),從而節(jié)能。例如,以氨基丙醇和草酸為原料成對(duì)電解制備氨基酸和乙醛酸。

陽極:電流效率81%。有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向11.成對(duì)電解合成,充分利用空閑的29有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向陰極:

電流效率72%。該工藝已由河北宣化化工廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,工藝簡單,無污染,電解產(chǎn)率達(dá)90%。再如,以丙烯為原料成對(duì)電解制備環(huán)氧丙烷。陽極:有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向陰極:電流效率72%。該工藝已由30有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向再如,以丙烯為原料成對(duì)電解制備環(huán)氧丙烷。陽極:陰極:

該方法與傳統(tǒng)的氯代乙醇法相比,原子利用率為100%,理論上沒有廢物產(chǎn)生。有機(jī)電合成的若干發(fā)展方向再如,以丙烯為原料成對(duì)電解制備環(huán)氧丙31乙醛酸成對(duì)電解合成乙醛酸成對(duì)電解合成的系統(tǒng)是:以鉛板這種折氫超電勢較高的金屬為陰極,陰極液為草酸水溶液,陰極主要反應(yīng)為:(COOH)2十2H+十2e——→CHO—COOH十H2O陽極液為乙二醛鹽酸溶液,陰、陽極之間以能透過H+離子的陽離子交換膜隔開,陽極用DSA電報(bào),發(fā)生的主要反應(yīng)為:2C1—

→Cl2十2e—乙醛酸成對(duì)電解合成乙醛酸成對(duì)電解合成的系統(tǒng)是:以鉛板這種折氫32乙醛酸成對(duì)電解合成陽極反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣與乙二醛在液相中發(fā)生親核加成和脫除氯化氫反應(yīng):(CHO)2十Cl2十H2O→CHO—COOH十2H+十2Cl—在適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏髅芏葪l件下,陰、陽極反應(yīng)和液相反應(yīng)同步發(fā)生,兩極均得到一定濃度的乙醛酸,整個(gè)電解反應(yīng)可用下式表示:(CHO)2十(COOH)2-→2CHO—COOH很顯然,這種成對(duì)電解法較之單純的陰極草酸還原為乙醛酸或陽極乙二醛氧化為乙醛酸,其生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益都要高許多。

乙醛酸成對(duì)電解合成陽極反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣與乙二醛在液相中發(fā)生親核33有機(jī)化合物的陽極氧化

脂肪烴、烯烴的陽極氧化脂肪烴直接氧化時(shí),C-H與C-C鍵斷裂生成碳陽離子。這類反應(yīng)的氧化電位很高。R-H→R+

+H+

+2e;R1-R2

→R1+

+R2+

+2e金剛烷在乙腈中電氧化,C-H鍵首先斷裂生成金剛烷離子,最終得到產(chǎn)率為90%的乙酰氨基基金剛烷。

當(dāng)飽和脂肪烴的C-C鍵存在張力時(shí),可從最高占有分子軌道移走電子,C-C鍵的直接斷裂便有可能。三環(huán)萜的環(huán)張力較大,故較易電氧化。三環(huán)萜在含三乙胺的醋酸溶液中陽極氧化,隨后水解為Nojiku醇,產(chǎn)率約70%。Nojiku醇是花制香料的重要組分,化學(xué)合成法產(chǎn)率低,原料貴。

有機(jī)化合物的陽極氧化脂肪烴、烯烴的陽極氧化34脂肪烴、烯烴的陽極氧化烯烴氧化的第一步是從雙鍵移去電子成陽離子自由基,然后進(jìn)行加成、取代或二聚。1.甲氧基化反應(yīng)2.C-C鍵偶合反應(yīng)3.烯烴的電氧化環(huán)合反應(yīng)。例子:環(huán)氧丙烷電合成,六氟環(huán)氧丙烷電環(huán)化反應(yīng)。4.苯環(huán)上陽極氧化反應(yīng)。例子:苯醌及氫醌電合成,苯在陽極氧化生成苯醌,生成的苯醌進(jìn)入陰極區(qū),在陰極還原生成對(duì)苯二酚。還有萘醌的電合成,酰氧基化反應(yīng)等。5.芳環(huán)側(cè)鏈上陽極氧化。例子:芳香醇、醛的合成。

脂肪烴、烯烴的陽極氧化烯烴氧化的第一步是從雙鍵移去電子成陽離35.醇、醚、羰基化合物的陽極氧化

飽和脂肪醇的直接氧化的氧化電位相當(dāng)高。選擇合適的溶劑和支持電解質(zhì)或電極材料,醇電氧化可以得到高產(chǎn)率的醛、酸。羰基化合物有醛、酮、酸、酰胺、酯等,其中羧酸根的陽極氧化被研究最多,有著名的Kolbe反應(yīng)。羧酸根電氧化有兩種可能,單電子氧化或雙電子氧化。在堿金屬羧酸鹽溶液中,進(jìn)行單電子氧化、脫羧,生成自由基二聚體得烴類,這就是Kolbe反應(yīng)。電氧化發(fā)生在2.1~2.4V,介質(zhì)可用甲醇或水溶液。在Pt電極上醋酸根脫羧二聚得乙烷,產(chǎn)率為85%。己二酸半甲酯陽極氧化為癸二酸二甲酯已經(jīng)工業(yè)化。醛陽極氧化得酸。例如乙二醛氧化得乙醛酸。

.醇、醚、羰基化合物的陽極氧化飽和脂肪醇的直接氧化的氧化電36有機(jī)物的電化學(xué)鹵化

1.電化學(xué)氟化1949年,美國的賽蒙斯(J.HSimons)指出許多有機(jī)化合物在無水的氫氟酸液體中有相當(dāng)大的溶解度,并形成導(dǎo)電溶液,此種溶液可在以Ni為陽極、鋼為陰極的無隔膜槽中電解,陰極析氫氣,鎳陽極上發(fā)生有機(jī)物的完全氟化,生成高氟化產(chǎn)物,過程控制電壓使無游離態(tài)的F2釋放。并加入NaF或KF以增大液態(tài)HF的導(dǎo)電性和有機(jī)化合物的溶解性。這樣的過程稱為“電化學(xué)氮化”。后來的研究表明,這一過程的機(jī)理在于電解過程中,鎳陽極表向上形成了鎳的高價(jià)氮化物NiF3和NiF4,它們起著強(qiáng)氟化試劑的作用。

有機(jī)物的電化學(xué)鹵化1.電化學(xué)氟化37電化學(xué)氟化

由于氟的高度活潑性和毒性,用一般化學(xué)方法生產(chǎn)全氟化合物是十分困難的,采用電化學(xué)方法卻能比較容易地實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的全氟化。電化學(xué)氟化是一個(gè)陽極過程,例如,丁酸的氟化過程:CH3CH2CH2COOH+18F-

→CF3CF2CF2COF+18HF+18e電解氟化的過程一般是特有機(jī)化合物溶于無水氟化氫中(有時(shí)加入少量支持電解質(zhì).提高導(dǎo)電能力),通電后陰極析氫,而有機(jī)化合物的碳—?dú)滏^則在陽極轉(zhuǎn)化為碳“氟鍵,多重鍵被氟飽和,并可能發(fā)生一些降解反應(yīng)。電解是在液態(tài)HF中進(jìn)行,為增加溶液的導(dǎo)電性需加入KF或NaF。

電化學(xué)氟化由于氟的高度活潑性和毒性,用一般化學(xué)方法生產(chǎn)全氟38陽極氯化、溴化和碘化

烯烴陽極氯化生成加成產(chǎn)物。例如乙烯在H2O-HCl-FeCl3中碳陽極上氧化,可得1,2-二氯乙烷,產(chǎn)率及電流效率都超過95%。芳香烴陽極鹵化可得鹵代芳烴。鹵陰離子首先被氧化為鹵素或荷正電的鹵素,然后由這些中間產(chǎn)物與芳香烴作用。取代芳烴的芳核陽極氯化與化學(xué)氯化相比,有時(shí)選擇性更好。例如甲苯在CH3CN-LiCl_Et4NBF4中Pt陽極上電氯化,所得對(duì)位氯甲苯與鄰位氯甲苯之比為2.2,而化學(xué)法只有0.5~1。

陽極氯化、溴化和碘化烯烴陽極氯化生成加成產(chǎn)物。例如乙烯在H39含氮化合物、含硫化合物的陽極氧化

簡單脂肪胺的氧化電位較低。在適量水存在下電氧化,脂肪胺常被去烷基化,從叔胺開始,可以相繼變?yōu)橹侔?、伯胺、以至氨。脂肪胺陽極去烷基化已用于復(fù)雜藥物的N-去烷基代謝物的合成。芳香胺氧化產(chǎn)物很多,生成何種產(chǎn)物視對(duì)象和條件而定。硫醇及硫醇鈉陽極氧化易生成二硫化物,硫醚在水溶液中陽極氧化生成亞砜。

含氮化合物、含硫化合物的陽極氧化簡單脂肪胺的氧化電位較低。40有機(jī)化合物的陰極還原

含C=C雙鍵化合物的陰極還原活性烯烴(雙鍵有強(qiáng)拉電子基團(tuán))電還原最重要的是丙烯腈陰極氫化二聚,生成己二腈?;钚韵N與羰基化合物發(fā)生陰極偶聯(lián)反應(yīng)。例如丙烯酸酯與丙酮電還原得到內(nèi)酯,選擇性為92%,電流效率為99%。芳香化合物電還原進(jìn)行1,4加成,得到二氫化合物。例如苯還原為1,4-環(huán)己烯,萘還原為1,4-二氫萘。雜環(huán)化合物如吡啶、吲哚、咔唑的衍生物進(jìn)行陰極還原,也在C=C雙鍵上進(jìn)行加成。

有機(jī)化合物的陰極還原含C=C雙鍵化合物的陰極還原41有機(jī)化合物的陰極還原有機(jī)鹵代物的陰極還原脂肪族鹵化物陰極還原,發(fā)生脫鹵、引入雙鍵、C-C偶聯(lián)、生成金屬有機(jī)化合物、合成環(huán)化合物等。有些具有實(shí)用意義。有機(jī)化合物的陰極還原有機(jī)鹵代物的陰極還原42有機(jī)化合物的陰極還原羰基化合物的陰極還原1.醛和酮的陰極還原醛和酮的陰極還原時(shí),通常在酸性條件下羰基還原為羥基,在堿性條件下發(fā)生還原偶合反應(yīng)。

2.羧酸的陰極還原羧酸電還原可得醛,其中由草酸陰極還原為乙醛酸已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,轉(zhuǎn)化率為70%,電流效率超過70%,選擇性超過90%。水楊酸還原得到水楊醛。

3.酯、酰胺的電還原芳香族酯和雜環(huán)芳香酯電還原為相應(yīng)的醇,類似與羧酸的電還原。酰胺電還原時(shí),視反應(yīng)條件不同而還原為胺或醇。

有機(jī)化合物的陰極還原羰基化合物的陰極還原43有機(jī)化合物的陰極還原含氮化合物的陰極還原1.芳香硝基化合物的電還原硝基苯電還原所得產(chǎn)物都有比較成熟的工藝條件。(1)電合成聯(lián)苯胺

以鄰二氯苯為溶劑,在NaOH存在下,用軟鋼為陰極,還原硝基苯可得聯(lián)苯胺,電流效率在95%以上。(2)電合成對(duì)氨基苯酚

用硫酸溶液中Pt或Cu陰極電還原硝基苯可得對(duì)氨基苯酚。在含有硫酸的電解液中銅電極上還原時(shí),對(duì)氨基苯酚的產(chǎn)率可達(dá)90%。(3)電合成苯胺

以鉛為陽極,鎳網(wǎng)為陰極,電解液為6%HCl+96%C2H5OH+SnCl2+硝基苯,還原最終產(chǎn)物為苯胺。在酸性溶液中,電還原硝基苯及其衍生物,皆可得相應(yīng)的苯胺或衍生物。

有機(jī)化合物的陰極還原含氮化合物的陰極還原44有機(jī)化合物的陰極還原脂肪硝基化合物的電還原脂肪硝基化合物隨反應(yīng)條件不同可還原為羥胺或胺,室溫時(shí)生成羥胺化合物,升高溫度,主要產(chǎn)物為胺。

偶氮化合物,腈的電還原偶氮化合物的還原產(chǎn)物為胺。腈基化合物在強(qiáng)酸性溶液中陰極還原為胺。不飽和腈基化合物陰極還原時(shí),腈基的三重鍵被還原,而碳鍵上的不飽和鍵不受影響。

有機(jī)化合物的陰極還原脂肪硝基化合物的電還原45有機(jī)化合物的陰極還原含硫化合物的陰極還原二硫化合物幾乎可以完全電還原為硫醇化合物。由L-胱氨酸,產(chǎn)率為99%,電流效率達(dá)92%,已有生產(chǎn)。

有機(jī)化合物的陰極還原含硫化合物的陰極還原46有機(jī)電合成應(yīng)用舉例

己二腈的電解合成Nylon66是由己二酸和己二胺經(jīng)縮聚反應(yīng)制得的。而己二腈是制備己二酸和己二胺的適宜中間體。

1.己二腈的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝——化學(xué)合成法(1)環(huán)己烷在催化劑存在下用O2氧化為為環(huán)己醇(Ⅰ),環(huán)己醇用烯硝酸氧化生成己二酸(Ⅱ),己二酸與氨反應(yīng)脫水生成己二腈(Ⅲ)。(2)從丁烯出發(fā),脫氫生成丁二烯(Ⅰ),催化劑下和HCN加成生成己二腈(Ⅱ)。缺點(diǎn):損耗大,污染嚴(yán)重。

有機(jī)電合成應(yīng)用舉例己二腈的電解合成47己二腈的電解合成2.電解合成原理陰極:2CH2=CHCN+H+

+2e→(CH2CH2CN)2陽極:

H2O→1/2O2

+2H+

+2e總反應(yīng):2CH2=CHCN→(CH2CH2CN)2在傳統(tǒng)的化學(xué)合成法中,硝酸氧化環(huán)己醇的過程是較難控制的;電解合成中所用原料是丙烯、NH3和空氣,比傳統(tǒng)的化學(xué)合成法所用HCN烴類等要便宜。當(dāng)然目前由丁二烯生產(chǎn)己二腈也是大規(guī)模生產(chǎn)的路線。

己二腈的電解合成2.電解合成原理48己二腈的電解合成早期的孟山都公司電合成己二腈過程特點(diǎn)為:

(1)陰極液含有高濃度的丙烯腈(16%)和季胺鹽(40%)。而陽極液則為5%的H2SO4。(2)為防止陰極區(qū)物質(zhì)進(jìn)入陽極液中,采用陽離子交換膜作為隔膜。(3)采用析氫過電位高的陰極材料,如鉛,防止析氫。(4)陽極采用Pb、Ag臺(tái)金.可降低析氧的過電位,且提高電極的抗蝕性。(5)為避免上述陰極副反應(yīng)的發(fā)生,需將OH-盡快移出陽極區(qū),即使陰極液高速(1~3m/s)流動(dòng),為此在陰極上固定了一些聚乙烯條,作為湍流加速器。己二腈的電解合成早期的孟山都公司電合成己二腈過程特點(diǎn)為:49己二腈的電解合成這一生產(chǎn)工藝的缺點(diǎn)是:(1)能耗高。因采用隔膜和陰極液的電導(dǎo)率低導(dǎo)致能耗高。研究表明:槽壓中70%是由于這兩部分壓降構(gòu)成的。(2)大量采用季胺鹽,成本高,回收麻煩。

(3)電槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并需定時(shí)更換隔膜。為克服以上缺點(diǎn),70年代以來,孟山都公司和其它廠家進(jìn)行了大量研究工作,開發(fā)出第二代電解槽及生產(chǎn)工藝。使工藝大為改進(jìn),并降低了投資和能耗。己二腈的電解合成這一生產(chǎn)工藝的缺點(diǎn)是:50己二腈的電解合成新工藝的電解介質(zhì)為由丙烯睛和含10-15%Na2HPO4支持電解質(zhì)的水溶液組成的乳濁液。水溶液中僅含0.4%的季胺鹽,而丙烯睛在水溶液中卻達(dá)到飽和(7%),季胺鹽采用磷酸六亞甲基雙乙基二丁基銨后,產(chǎn)物收率提高,同時(shí)較易用水萃取,便于與有機(jī)相分離。所用電解液為:Na2HPO4(15%);C2H5(C4H9)2N+(CH2)6N+(C4H9)2C2H5(0.4%);Na4EDTA(2%);CH2=CHCN/(CH2CH2CN)2水的乳濁液。由于采用無隔膜電解,陽極材料應(yīng)悉心選擇,一般的PbO2陽極會(huì)使丙烯胯降解,而貴金屬和過渡金屆不耐蝕,所溶解的金屬離子還會(huì)促進(jìn)陰極析H2反應(yīng),降低電流效率。孟山都公司采用了鋼陽極,同時(shí)在溶液中加入2%的硼砂和0.5%的EDTA,使陽極腐蝕降低了95%。己二腈的電解合成新工藝的電解介質(zhì)為由丙烯睛和含10-15%N51己二腈的電解合成電解在無膜的雙極電解槽內(nèi)進(jìn)行,所用電極是鍍鎘的碳鋼板。電解液中添加劑硼砂和Na4EDTA的作用是降低電極的腐蝕速度,防止過渡金屬在陰極表面沉積并對(duì)陰極表面有緩慢但連續(xù)的更新作用;Na4EDTA還可抑制陰極放氫。新過程的主要優(yōu)點(diǎn)是:不用分離膜;電極間隔從7.1mm減少至2.0mm;溶液電阻率下降,導(dǎo)電性增加,使得槽電壓從11.65V下降至3.84V,大大節(jié)約了電能;季胺鹽用量大大減少;采用連續(xù)萃取,簡化了己二腈的分離過程;總的費(fèi)用減少了10%。

己二腈的電解合成電解在無膜的雙極電解槽內(nèi)進(jìn)行,所用電極是鍍鎘52孟山都第一代和第二代電合成己二腈工藝的比較孟山都第一代和第二代電合成己二腈工藝的比較53四烷基鉛

四烷基鉛如四甲基鉛TML(Retramethyllead)或四乙基鉛TEL(Retraethyllead)是汽油中使用的防爆劑,可提高辛烷值,全世界的耗用量很大,當(dāng)然用含鉛汽油也存在一個(gè)污染問題要解決。以前均采用化學(xué)合成法。1964年,在美國Texas的Freeport實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)的連續(xù)生產(chǎn),年產(chǎn)量為155400噸四甲基鉛或18100噸四乙基鉛,而世界需求量約為每年50萬噸。

四烷基鉛四烷基鉛如四甲基鉛TML(Retramethyl54四烷基鉛

1.基本原理利用電解Grignard試劑,生成活性的烴基離子R-,再與鉛反應(yīng)即得烴基鉛化合物:Grignard試劑是有機(jī)鎂的鹵化物R·MgBr、R·MgC1等,它可由鹵代烴和Mg在醚中的反應(yīng)生成,同時(shí)在有機(jī)溶劑中可電離。RC1+Mg→R·MgC1→R-

+MgC1+(醚)在Pb陽極上:4R-

+Pb→R4Pb+4e在鋼管陰極上:4MgC1+

+4e→2Mg+2MgCl2為防止鎂在陰極上沉積,可加入過量鹵代烴RCl等,可與析出的Mg重新生成R·MgC1試劑。四烷基鉛1.基本原理55四烷基鉛

2.電解槽電解液是20%Grignard試劑的醚溶液,內(nèi)含氯乙烷(它與Grignard試劑摩爾比為0.9:1.0)。采用固定床電解槽,電解溫度為40~50℃,陰極電流密度為50~100kA·m-2,槽電壓不超過8V,產(chǎn)率為96%,電能消耗為4~5kWh·kg-1。四烷基鉛2.電解槽56四烷基鉛

四乙基鉛電合成反應(yīng)器是高比電極面積的固定床電解槽,每槽的容積為3m3。,共10個(gè),槽內(nèi)裝有內(nèi)徑為5cm、長75cm、并內(nèi)襯多孔隔膜的鋼管,管內(nèi)裝滿作為陽極的鉛丸,而鋼管的內(nèi)壁則作為陰極。格利雅試劑和過量的鹵代烷從管內(nèi)通過,管外則通冷卻液,使電解溫度保持在40一50℃。四烷基鉛四乙基鉛電合成反應(yīng)器是高比電極面積的固定床電解槽,57癸二酸的柯爾比法電合成癸二酸HOOC(CH2)8COOH是重要的有機(jī)化工原料,主要用于生產(chǎn)尼龍610、尼龍1010、聚酰胺樹脂,也作為增塑劑和潤滑油的原料,世界年產(chǎn)量約2萬噸。癸二酸的化學(xué)合成法是以蓖麻油為原料,在200℃及8500kPa壓力下與50%NaOH溶液進(jìn)行堿解反應(yīng)制取的。此法的缺點(diǎn)是原料來源有限,同時(shí)反應(yīng)條件不易控制,副產(chǎn)物多,且污染環(huán)境。癸二酸的電解合成是柯爾比(Kolbe)反應(yīng)的典型應(yīng)用,它以己二酸單甲酯為原料,通過陽極氧化制得癸二酸二甲酯.再經(jīng)堿解,即得癸二酸。癸二酸的柯爾比法電合成癸二酸HOOC(CH2)8COOH是重58癸二酸的柯爾比法電合成反應(yīng)是在無隔膜電解槽中進(jìn)行的,單酯在陽極氧化二聚,即使含a個(gè)碳原子的羧酸分子在陽極表面二聚,生成含2n—2個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔锓肿雍?mol的CO2。這正是典型的柯爾比反應(yīng):所生成的癸二酸二甲由水解后即為癸二酸。癸二酸電解合成的生產(chǎn)流程包括己二酸單甲酷的合成、電解、水解三部分癸二酸的柯爾比法電合成反應(yīng)是在無隔膜電解槽中進(jìn)行的,單酯在陽59癸二酸的柯爾比法電合成毛細(xì)間隙電化學(xué)反應(yīng)器德國巴斯夫(BSF)公司電解合成癸二酸二甲酯、己二腈時(shí),都采用毛細(xì)間隙電化學(xué)反應(yīng)器。可以在使用導(dǎo)電率低的電解質(zhì)時(shí)降低歐姆壓降和能耗。反應(yīng)器為圓柱體,內(nèi)裝一組雙極性圓盤狀石墨電極,每一片電極厚度約1cm,面積為100cm2,電極間隙甚?。械膬H為125m,有的達(dá)1mm,電解液由液泵自上部送入,通過間隙。癸二酸的柯爾比法電合成毛細(xì)間隙電化學(xué)反應(yīng)器德國巴斯夫(BSF60我國有機(jī)電合成工業(yè)化實(shí)例L-半胱氨酸的直接電合成L-半胱氨酸是中國最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的有機(jī)電合成產(chǎn)品,它的工業(yè)生產(chǎn)是從毛發(fā)等畜類產(chǎn)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-

2L-HS—CH2—CH(NH2)—COOH.近20年來,這一有機(jī)電合成技術(shù)在中國的許多地方推廣,年產(chǎn)能力已經(jīng)超過600噸,成為生產(chǎn)L-半胱氨酸的主要方法.L-半胱氨酸也成為一種出口創(chuàng)匯的龍頭產(chǎn)品.我國有機(jī)電合成工業(yè)化實(shí)例L-半胱氨酸的直接電合成61我國有機(jī)電合成工業(yè)化實(shí)例間接電氧化生成對(duì)氟苯甲醛對(duì)氟苯甲醛是用化學(xué)合成法,即以芳烴為原料,經(jīng)氟化再用濃硫酸水解而制得。由于氟化過程易產(chǎn)生異構(gòu)體,因而影響純度,產(chǎn)生大量的有機(jī)廢液。用錳鹽為媒質(zhì)間接電氧化對(duì)氟甲苯制對(duì)氟苯甲醛是一種較理想的辦法.氧化法合成的工藝過程主要反應(yīng)分兩步:電解反應(yīng)

Mn2+→Mn3++e合成反應(yīng)p-FC6H4CH3+4Mn3++H2O→p-FC6H4CHO+4Mn2++4H+反應(yīng)后的母液經(jīng)過凈化處理回到電解槽中循環(huán)使用,對(duì)環(huán)境不造成污染。我國有機(jī)電合成工業(yè)化實(shí)例間接電氧化生成對(duì)氟苯甲醛62我國有機(jī)電合成工業(yè)化實(shí)例間接電氧化合成維生素K3以β-甲基萘,鉻酐為原料相轉(zhuǎn)移合成2-甲基-1,4萘醌(維生素K3)的工藝過程中產(chǎn)生了大量的鉻廢液(w(Cr6+)=4%~5%),處理這部分廢鉻液對(duì)該合成工藝的合理進(jìn)行至關(guān)重要。如果作為廢物排掉,無論從經(jīng)濟(jì)角度還是環(huán)保角度都是不允許的。鄭州大學(xué)化工學(xué)院采用槽外式間接電合成VK3工藝可使Cr3+氧化為Cr6+,從而實(shí)現(xiàn)鉻液的循環(huán)利用。其工藝過程主要反應(yīng):陽極氧化反應(yīng)2Cr3++7H2O→Cr2O72-+14H++6e;合成反應(yīng)C11H10+H2Cr2O7+3H2SO4→C11H8O2+Cr2(SO4)3+5H2O我國有機(jī)電合成工業(yè)化實(shí)例間接電氧化合成維生素K36351、天下之事常成于困約,而敗于奢靡?!懹?/p>

52、生命不等于是呼吸,生命是活動(dòng)?!R梭

53、偉大的事業(yè),需要決心,能力,組織和責(zé)任感?!撞飞?/p>

54、唯書籍不朽?!獑烫?/p>

55、為中華之崛起而讀書?!芏鱽碇x謝!51、天下之事常成于困約,而敗于奢靡?!懹?/p>

52、6405有機(jī)物的電解合成1、戰(zhàn)鼓一響,法律無聲?!?、任何法律的根本;不,不成文法本身就是講道理……法律,也----即明示道理?!獝邸た瓶?、法律是最保險(xiǎn)的頭盔?!獝邸た瓶?、一個(gè)國家如果綱紀(jì)不正,其國風(fēng)一定頹敗。——塞內(nèi)加5、法律不能使人人平等,但是在法律面前人人是平等的?!蹇?5有機(jī)物的電解合成05有機(jī)物的電解合成1、戰(zhàn)鼓一響,法律無聲?!?、任何法律的根本;不,不成文法本身就是講道理……法律,也----即明示道理?!獝邸た瓶?、法律是最保險(xiǎn)的頭盔?!獝邸た瓶?、一個(gè)國家如果綱紀(jì)不正,其國風(fēng)一定頹敗?!麅?nèi)加5、法律不能使人人平等,但是在法律面前人人是平等的?!蹇说谖逭掠袡C(jī)物的電合成有機(jī)物的電合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)化合物合成的科學(xué),它是一門涉及電化學(xué)、有機(jī)合成及化學(xué)工程等內(nèi)容的邊緣科學(xué)。在注重環(huán)境保護(hù)的今天,電解合成法在對(duì)有機(jī)物特別是高附加值精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn),具有廣泛的價(jià)值,其地位愈顯重要,其發(fā)展相當(dāng)迅速。有機(jī)電合成方法與精細(xì)化工醫(yī)藥品、香料、農(nóng)藥等稱為精細(xì)化學(xué)品,是高附加值的產(chǎn)品,這類產(chǎn)品一直用有機(jī)合成和發(fā)酵法生產(chǎn),后來才認(rèn)識(shí)到對(duì)這些精細(xì)化學(xué)品采用電解合成的過程是極為有效的。即有機(jī)電合成方法可以在溫和的條件下制取許多高附加值的有機(jī)產(chǎn)品,而且用電子這一下凈的“試劑”占代替會(huì)造成環(huán)境污染的氧化劑和還原劑,是一種環(huán)境友好的潔凈合成,代表了新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。近30年來有機(jī)電合成在許多國家得到了迅速發(fā)展。電化學(xué)合成法規(guī)模效益小,但對(duì)小規(guī)模生產(chǎn)還是比較有利的:而且通過調(diào)節(jié)電壓、電流,反應(yīng)易控制。雖然電的價(jià)格較高,對(duì)于生產(chǎn)少量、多品種的精細(xì)化工產(chǎn)品來說,采用電化學(xué)方法還是很合適的。新材料作文是一種新的作文形式,對(duì)于教師和學(xué)生來說都是一種全新的挑戰(zhàn)。新材料作文相對(duì)于材料作文有所區(qū)別,它融合了材料作文和話題作文的共同特點(diǎn)而產(chǎn)生的一種作文命題形式。具體來說,具有幾下特點(diǎn):一是開放性。新材料作文要求學(xué)生在不脫離材料內(nèi)容和含意的范圍內(nèi),選擇一個(gè)角度構(gòu)思作文,自主確定立意角度,確定標(biāo)題。這一要求靈活開放,給予學(xué)生理解材料,選擇素材,確定角度的相對(duì)自由性。二是自主性。新材料作文少了對(duì)學(xué)生寫作條條框框的束縛,新材料作文的寫作形式和要求給予學(xué)生充分的個(gè)人發(fā)揮空間,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和生活經(jīng)驗(yàn),靈活的選擇話題進(jìn)行獨(dú)立的創(chuàng)作,使寫作充滿個(gè)性化。三是深刻性。在新材料作文中,學(xué)生都是帶著興趣進(jìn)行個(gè)性化創(chuàng)作的,在興趣的引導(dǎo)下,學(xué)生的想象力和創(chuàng)作能力都能夠得到最大程度的提升,使學(xué)生得到了全面的發(fā)展。一、學(xué)生在新材料作文寫作中遇到的問題1.脫離材料實(shí)際2.過于依賴材料與上面寫作形成鮮明對(duì)比的另一種情形是學(xué)生在寫作中過于依賴題目中給定的材料,甚至將材料原文轉(zhuǎn)化為素材在文章中使用。這一類學(xué)生對(duì)新材料作文缺乏充分的理解,對(duì)給定的材料缺乏提煉和理解,學(xué)生刻板運(yùn)用材料寫出的文章不僅得不了高分,而且也很難提高學(xué)生的寫作水平。新材料作文的一個(gè)重要特色在于依據(jù)材料又不局限于材料,學(xué)生能夠從材料中找到獨(dú)特的分析視角,進(jìn)行個(gè)性化創(chuàng)作。材料的出現(xiàn)是為學(xué)生提供寫作視角的,而不是為學(xué)生提供寫作中的基本材料。3.立意不夠深刻新材料作文的初衷是為了滿足不同個(gè)性學(xué)生發(fā)展需求的,充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)人優(yōu)勢,創(chuàng)作出有深意的文章。但是,很多學(xué)生的新材料作文審題不嚴(yán),立意不深刻,學(xué)生只是對(duì)原材料進(jìn)行淺顯的引申、論證和擴(kuò)展,沒有材料的審題過程和寫作思考過程,學(xué)生要仔細(xì)分析材料,根據(jù)自己的理解從不同的角度挖掘主題,進(jìn)行立意。學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了有明確主題限定的寫作形式,在面對(duì)新材料作文時(shí)使用先前的方法進(jìn)行分析,使得作文失去了新意和靈活性。二、高中新材料作文升格訓(xùn)練的有效策略1.奠定語言基礎(chǔ),提高語言素養(yǎng)無論是什么類型的寫作,都需要由扎實(shí)的語言和寫作技巧作為保障。教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行語言積累,提高學(xué)生的語言素養(yǎng)。以人教版語文為例,每一單元都是按照文章的主題和所表達(dá)的情感進(jìn)行劃分的。同一情感的表達(dá),學(xué)生可以鑒賞到不同古今中外不同作者的寫作藝術(shù),這對(duì)于學(xué)生寫作能力的提高是很有助益。教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生在課堂上積累豐富的寫作素材和寫作技巧,而且要引導(dǎo)學(xué)生廣泛閱讀。教師需要通過組織學(xué)生定期開展讀書會(huì),進(jìn)行讀書心得的分享,在日常的不斷積累中,提高學(xué)生的語言素養(yǎng),為新材料作文的寫作奠定基礎(chǔ)。2.仔細(xì)分析,讀懂材料理解給定的材料是寫好新材料作文的基礎(chǔ)。很多學(xué)生在材料的分析沒有給予足夠的重視,只是泛泛地閱讀,沒有讀出其中的深意??荚囍械男虏牧献魑挠捎跁r(shí)間較短,學(xué)生將大部分時(shí)間放在了作文的立意和構(gòu)思上,而很少對(duì)原材料進(jìn)行分析。沒有對(duì)原材料的分析,很容易出現(xiàn)跑題和立意不準(zhǔn)的情況,很多學(xué)生表示在寫完文章或者寫完大部分文章時(shí),發(fā)現(xiàn)文章已經(jīng)偏離了主題,但是已經(jīng)沒有時(shí)間和卷面進(jìn)行糾正。這就需要教師在日常生活中訓(xùn)練學(xué)生分析材料的能力,文章中的文本、生活中的時(shí)事都是訓(xùn)練學(xué)生的重要素材。3.選題立意,巧妙構(gòu)思好的立意是寫好文章的關(guān)鍵。學(xué)生需要在立意上花功夫,通過訓(xùn)練提高自己的立意水平?!耙狻眮碓从诓牧?,又高于材料。學(xué)生在立意的時(shí)候要挖掘材料內(nèi)容,拋棄淺顯的,傳統(tǒng)的主題,發(fā)揮自我的個(gè)性化和創(chuàng)新性思維,從新的角度進(jìn)行分析和闡述。立意的角度要緊扣時(shí)代的脈搏,與時(shí)俱進(jìn),融入自己的個(gè)性化化觀點(diǎn)。立意的新一方面體現(xiàn)在新的命題,命題是當(dāng)下的創(chuàng)新性題目,另一方面體現(xiàn)在選擇論述角度的新穎性,文章其實(shí)質(zhì)是自我思想的一種論證,從什么角度選擇素材闡述自己的觀點(diǎn)也是文章的關(guān)鍵。在高中生的寫作中,學(xué)生的一個(gè)弱點(diǎn)體現(xiàn)在不會(huì)從小的角度選擇新穎的角度進(jìn)行闡述,通常選擇的都是比較大的立意點(diǎn),便只能選擇通俗的素材和觀點(diǎn)進(jìn)行論述,在教學(xué)中教師要逐漸引導(dǎo)學(xué)生從小的方面看待生活和分析事件的能力。綜上所述,新材料作文是基于材料又給予學(xué)生自主性的一種新型的作文命題形式,為了提高學(xué)生的應(yīng)對(duì)能力,需要奠定語言基礎(chǔ),提高語言素養(yǎng);仔細(xì)分析,讀懂材料;選題立意,巧妙構(gòu)思,以此提高學(xué)生個(gè)性化解讀材料,從新的角度命題和選擇立意角度的能力,提高學(xué)生的寫作水平。受環(huán)境影響,農(nóng)村中學(xué)語文教學(xué)首先面對(duì)的是落后的人文環(huán)境,語文作為一門對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)要求較高的學(xué)科,沒有閱讀的基礎(chǔ),再優(yōu)秀的教師,再生動(dòng)的課堂也未必能在短期內(nèi)提高學(xué)生的語文素養(yǎng)和成績。要走出教學(xué)的困局,走出自我心理的困局,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際狀況,從改變自身教學(xué)理念入手,去尋找適合現(xiàn)狀的教學(xué)方法。慢慢地,讓自己走出困局,讓課堂走出困局。下面,從四個(gè)方面,談?wù)勅绾瓮黄妻r(nóng)村語文教學(xué)的困局。一、提高教師自身素質(zhì)農(nóng)村學(xué)生由于缺乏良好的語文學(xué)習(xí)環(huán)境,基礎(chǔ)較差,并且見識(shí)少,閱讀面窄,這些都是語文教學(xué)的攔路石。要搬開這些攔路石,老師首先要提高自己的文學(xué)素養(yǎng),平時(shí)多關(guān)注社會(huì)和生活時(shí)事。課堂上有高瞻遠(yuǎn)矚的老師,學(xué)生才能夠從高的起點(diǎn)看問題。如果教師本身文學(xué)素養(yǎng)低下,視野狹窄,想讓學(xué)生達(dá)到一定高度是不可能的。在教學(xué)中教師必須降低身段,從學(xué)生的視角去設(shè)計(jì)教學(xué),先要淺入淺出,培養(yǎng)興趣。例如,現(xiàn)代文閱讀教學(xué),是語文教學(xué)的重點(diǎn),更是農(nóng)村語文教學(xué)的難點(diǎn)。其難在于學(xué)生閱讀面窄,語言文字感悟能力差,理解不到文章內(nèi)涵。因?yàn)椴焕斫舛a(chǎn)生距離,因?yàn)榫嚯x而產(chǎn)生畏懼和厭煩。課堂教學(xué)中,如果教師尋找不到適合學(xué)生的切入點(diǎn),課堂將出現(xiàn)“教”與“學(xué)”的背離,效果自然很差。如何淺入淺出呢?就是教師在教學(xué)中,一步一步逐漸推進(jìn),并且這個(gè)推進(jìn)的過程是清晰的,淺顯易懂的。以《從百草原到三味書屋》的教學(xué)為例。我在教學(xué)中,第一步是讓學(xué)生由標(biāo)題出發(fā),知道課文的寫作內(nèi)容分兩部分。第二步,讓學(xué)生掌握與兩部分內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的“樂園”和“枯燥乏味”兩個(gè)詞,對(duì)這兩部分內(nèi)容的核心內(nèi)涵有個(gè)明晰的認(rèn)識(shí)。第三步,讓學(xué)生由“樂園”和“枯燥乏味”兩個(gè)詞拓展開去,詳細(xì)地把握課文內(nèi)容。例如,延伸到百草園的3件事,三味書屋讀書內(nèi)容的枯燥,先生的古板等,然后又由這些內(nèi)容得出“樂園”和“枯燥乏味”兩個(gè)詞。通過這個(gè)由此到彼,再由彼回到此的回環(huán)過程,最終讓學(xué)生通觀全篇,融會(huì)貫通。二、指導(dǎo)方法由淺入深降低門檻,淺入淺出是為了讓學(xué)生思維能漸漸跟上教學(xué)的步伐,嘗到成功的快樂,從而提高興趣,自覺地進(jìn)入語文學(xué)習(xí)的殿堂。將學(xué)生引入門來,教師應(yīng)該趁熱打鐵,由淺入深。例如,環(huán)境描寫的作用,剛開始接觸時(shí),我一般只要求學(xué)生掌握4個(gè)字,就是“襯托”和“渲染”,再進(jìn)一步掌握“襯托”一般是指人物心情,渲染一般指環(huán)境氛圍。當(dāng)學(xué)生對(duì)這兩種用法掌握熟練之后,再通過練習(xí),讓學(xué)生掌握環(huán)境描寫的其他作用――交代時(shí)間、地點(diǎn)、背景;推動(dòng)情節(jié)發(fā)展、做鋪墊;深化主題等。這樣由淺入深,先窺一斑,再窺全豹的方法,讓學(xué)生思維逐漸成長,效果往往好于一開始就全盤托出,讓學(xué)生應(yīng)接不暇。三、督促學(xué)生做好課外閱讀課外閱讀是語文教學(xué)的基石,沒有課外閱讀的支撐,語文教學(xué)就像在沙堆上建房子,難建成高樓,更有可能隨時(shí)坍塌。農(nóng)村學(xué)生由于各方面條件的限制,很少有閱讀習(xí)慣。所以,我們要抱著從零開始的念頭,努力培養(yǎng)學(xué)生良好的閱讀習(xí)慣。否則,400萬字的閱讀要求就成了天方夜譚。根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),我一般從兩個(gè)方面入手引導(dǎo)督促學(xué)生做好課外閱讀。上學(xué)期間,要求每個(gè)學(xué)生每個(gè)月至少買一本雜志,看兩本以上的雜志??词裁措s志?一般也會(huì)作些指導(dǎo),例如推薦他們看《讀者》《青年文摘》《意林》《格言》這類文質(zhì)皆美,綜合性較好,且附近易買到的雜志。并且,偶爾會(huì)抽查他們的購書和看書情況。每個(gè)寒暑假,要求他們通過自購或者借的方法,至少閱讀100萬字名家名著。所讀書目,除了中學(xué)必讀書目外,我還會(huì)另外添加一些書目,供他們參考,這些書會(huì)提高他們的閱讀能力和閱讀興趣。例如我既推薦他們看國內(nèi)的沈從文的《邊城》《月下小景》,老舍的《駱駝祥子》《四世同堂》等,也推薦他們看港臺(tái)的《目送》等,同時(shí)還會(huì)推薦一些外國經(jīng)典讓他們看,如莫泊桑的《羊脂球》,羅琳的《哈利?波特》等。為了解決他們書量不足,購書不方便,家長無力指導(dǎo)等問題,我還在網(wǎng)上幫他們代購圖書,盡量為他們解決閱讀的困難。四、指導(dǎo)學(xué)生多摘抄多練筆讀寫是不可分的,讀寫能力也是農(nóng)村學(xué)生的短板。在提高學(xué)生閱讀能力的同時(shí),我也會(huì)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生寫作能力的提高。為了提高學(xué)生的寫作能力,我要求學(xué)生在閱讀的同時(shí),一定要做讀書筆記,筆記以好詞好句為主,每個(gè)星期檢查一次。并要求學(xué)生每個(gè)星期都完成一篇作文,一般是單周自己寫作,雙周摘抄美文。通過這些措施,逐漸提高學(xué)生的寫作能力。通過以上教學(xué)方式的調(diào)整,效果還是很明顯的,每屆學(xué)生,他們對(duì)語文學(xué)習(xí)的興趣、語文綜合素養(yǎng)都有較大的提高,課堂教學(xué)逐漸進(jìn)入了良性循環(huán)的軌道,學(xué)生成績自然也會(huì)有大幅度的提高。05有機(jī)物的電解合成1、戰(zhàn)鼓一響,法律無聲。——英國05有機(jī)65第五章

有機(jī)物的電合成

有機(jī)物的電合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)化合物合成的科學(xué),它是一門涉及電化學(xué)、有機(jī)合成及化學(xué)工程等內(nèi)容的邊緣科學(xué)。在注重環(huán)境保護(hù)的今天,電解合成法在對(duì)有機(jī)物特別是高附加值精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn),具有廣泛的價(jià)值,其地位愈顯重要,其發(fā)展相當(dāng)迅速。第五章有機(jī)物的電合成有機(jī)物的電合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)66有機(jī)電合成方法與精細(xì)化工醫(yī)藥品、香料、農(nóng)藥等稱為精細(xì)化學(xué)品,是高附加值的產(chǎn)品,這類產(chǎn)品一直用有機(jī)合成和發(fā)酵法生產(chǎn),后來才認(rèn)識(shí)到對(duì)這些精細(xì)化學(xué)品采用電解合成的過程是極為有效的。即有機(jī)電合成方法可以在溫和的條件下制取許多高附加值的有機(jī)產(chǎn)品,而且用電子這一下凈的“試劑”占代替會(huì)造成環(huán)境污染的氧化劑和還原劑,是一種環(huán)境友好的潔凈合成,代表了新世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。近30年來有機(jī)電合成在許多國家得到了迅速發(fā)展。電化學(xué)合成法規(guī)模效益小,但對(duì)小規(guī)模生產(chǎn)還是比較有利的:而且通過調(diào)節(jié)電壓、電流,反應(yīng)易控制。雖然電的價(jià)格較高,對(duì)于生產(chǎn)少量、多品種的精細(xì)化工產(chǎn)品來說,采用電化學(xué)方法還是很合適的。

有機(jī)電合成方法與精細(xì)化工醫(yī)藥品、香料、農(nóng)藥等稱為精細(xì)化學(xué)品,67“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”有機(jī)電化學(xué)合成與其它學(xué)科一樣,也是在生產(chǎn)力不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上成長起來的。早在19世紀(jì)初期,Rheinold發(fā)現(xiàn)電是一種強(qiáng)有力的氧化劑和還原劑,已經(jīng)用稀醇溶液進(jìn)行電解反應(yīng)的研究。1834年法國化學(xué)家法拉第(Faraday)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了首次有機(jī)電合成——電解乙酸鈉溶液制取乙烷。19世紀(jì)初Petrov進(jìn)行醇和油脂的電解試驗(yàn)。1804年,Grotgus電解氧化無色靛藍(lán)得到藍(lán)色靛藍(lán)。1849年Kolbe電解羧酸鹽水溶液制取烷烴。

“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”有機(jī)電化學(xué)合成與其它學(xué)科一樣,也是68“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”20世紀(jì)30年代,有機(jī)電合成反應(yīng)在化學(xué)工業(yè)得到了應(yīng)用,如硝基苯電還原制苯胺、葡萄糖電還原制山梨醇與甘露醇等。到了20世紀(jì)60年代,以電合成己二腈與電合成四乙基鉛的工業(yè)化為標(biāo)志的現(xiàn)代有機(jī)電合成工業(yè)開始了蓬勃的發(fā)展。1965年美國孟山都(Monsanto)公司電解還原丙稀腈合成己二腈,使有機(jī)電解氧化還原不單是精細(xì)化學(xué)品的合成方法,而且成為石油化學(xué)加工的手段。幾乎同時(shí),美國的納爾科(Nalco)公司實(shí)現(xiàn)了電合成四烷基鉛的工業(yè)生產(chǎn)。這兩個(gè)標(biāo)志性過程可認(rèn)為是有機(jī)電合成工業(yè)化的最重要的突破,它預(yù)示著有機(jī)電解工業(yè)的新發(fā)展,對(duì)更多的有機(jī)物采用自動(dòng)、連續(xù)、污染少的電化學(xué)工藝的日子正在到來。

“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”20世紀(jì)30年代,有機(jī)電合成反應(yīng)在69“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”近30多年來,有機(jī)電合成被受重視,尤其是美、英、日、德等工業(yè)發(fā)達(dá)國家。在該領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用相當(dāng)活躍,專利數(shù)大幅增加,醫(yī)藥、香料、感光材料、農(nóng)藥等高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品的電合成成為其主攻方向。目前,達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的有機(jī)電合成產(chǎn)品已逾百種,孟山都公司電解還原丙稀腈合成己二腈已經(jīng)發(fā)展到年產(chǎn)10萬噸,而實(shí)驗(yàn)室用電合成法制備成功有待產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品更是多達(dá)八千余種。近10年來,我國有機(jī)電化學(xué)合成領(lǐng)域也得到較大發(fā)展,有10多個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化,研究品種日益增多,與世界先進(jìn)水平的差距逐步縮小。我國也于20世紀(jì)80年代初建立了第一套工業(yè)化生產(chǎn)裝置――L半胱氨酸鹽酸鹽水合物的合成。

“古老的科學(xué),嶄新的技術(shù)”近30多年來,有機(jī)電合成被受重視,70“原子經(jīng)濟(jì)性”面對(duì)環(huán)境、

能源、

資源與可持續(xù)發(fā)展等問題日益峻的形勢,綠色化學(xué)已經(jīng)提到了議事日程。綠色化學(xué)要求合成反應(yīng)應(yīng)當(dāng)符合“原子經(jīng)濟(jì)性”,應(yīng)最大限度地利用原料分子的每個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中,達(dá)到零排放。有機(jī)電合成就完全符合“原子經(jīng)濟(jì)性”要求,它是把電子作為試劑(世界上最清潔的試劑),通過電子得失來實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物合成的一種新技術(shù),而傳統(tǒng)的合成催化劑和合成“媒介”(試劑)是很難達(dá)到這種要求的。以“原子經(jīng)濟(jì)性”為目的額定綠色合成將成為這一前沿學(xué)科的重要分支之一。從本質(zhì)來說,有機(jī)電合成很有可能會(huì)消除傳統(tǒng)有機(jī)合成產(chǎn)生環(huán)境污染的根源?!霸咏?jīng)濟(jì)性”面對(duì)環(huán)境、能源、資源與可持續(xù)發(fā)展等問題日益71有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(1)有機(jī)電化學(xué)合成反應(yīng)無需有毒或危險(xiǎn)的氧化劑或還原劑,電子就是清潔的反應(yīng)試劑。在反應(yīng)體系中除原料和生成物外,通常不含其它反應(yīng)試劑。合成產(chǎn)物易于分離和精制,產(chǎn)品純度高,副產(chǎn)物少,環(huán)境污染可大幅度降低,有的甚至完全無公害,是今后“綠色化學(xué)合成工業(yè)”的重要組成部分。(2)

在電合成過程中,可通過改變電極電位合成不同的有機(jī)產(chǎn)品;同時(shí)可通過控制電極電位,使反應(yīng)按預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行,收率和選擇性較高。通過對(duì)電解條件(如電壓、電流、電解液組成等)的調(diào)節(jié),可以較容易、較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的控制。有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(1)有機(jī)電化學(xué)合成反應(yīng)無需有毒或危險(xiǎn)的氧72有機(jī)電合成的優(yōu)點(diǎn)(3)在電化學(xué)反應(yīng)體系中,電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)這兩個(gè)過程可以同時(shí)進(jìn)行。與普通化學(xué)法相比,能縮短合成工藝,減少

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