有機合成方向范文

時間:2023-11-02 18:02:18

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篇1

關鍵詞:采掘技術;工程問題;石油;天然氣;發展走向

新時期各行業都在飛速發展,石油工業也是如此。伴隨著高新科學技術的發展和進步,石油工程中的油田采掘技術水平也在不斷提高,使得油田采掘工程更加完善,保證工程在不浪費油氣資源的基礎上用最簡便的方式采掘出更多的石油和天然氣。實際上,石油開采技術雖然有了顯著提升,油田采集工程方案也有了一定的進步,但是,采油技術在實施工程過程中,由于受到各種外力因素的影響,仍然會出現各種各樣意想不到的問題,開采工作仍具有很大的安全問題,面臨很多挑戰。想要防止油田采油工程進行期間出現各種安全問題,盡可能避免安全隱患,必須精進油田開采技術,明確正確的石油采集發展方向,不斷推動石油行業的發展進步,為社會發展提供源源不斷的動力。

1 目前油田采油工作中出現的各種難題

(1 )成本過大,且并不能保證開采出來的油氣品質符合標準當前我國的油田采油工程在實際操作運行期間,投入的資金數量是非常多的,在雇傭大量的工人和準備各種機械材料使會花費很多的資金。雖然油田工程的投入量巨大,但由于開采技術不到位,細節把控不合格,導致采掘出來的很多石油和天然氣無法滿足使用標準,并不能真正應用到實際的生活當中。由此可見,國內的油田開采技術水平和發達國家比較的話,仍然落后很多,需要進一步研發和發展。(2 )缺少高水平的提煉技術實際上,我國國土資源豐富,其中包含大量的油氣資源,有很多地下有油氣資源的地方,但是這些地區的地理環境、地形地勢都非常的復雜,對油田采掘的相關技術要求非常高,一旦技術不達標,采掘時間就會延長,采掘效率也會降低,采掘出的油氣產量太少,甚至可能無法采掘出標準的石油天然氣,所以必須大力研發油氣采集技術,提升專業技術水平。(3 )開采技術缺乏創新性,新技術普及度比較低在油田開采期間,很多資源被挖掘出來,油田變得越快越深,想要成功采集到深處的石油,就需要高超的采掘技術手段。但是目前來看,很多油田采油工程仍然選用之前的采掘技術,缺乏創新性,開采選擇的方案過于保守,沒有大量普及和應用新型開采技術。另外,國外有很多油田開采的高新技術值得我們學習和借鑒,可是很多油氣工程負責人仍故步自封,拒絕接受和學習國外的高新技術,使得油田開采工程存在很多漏洞。(4 )油田運輸技術比較落后,出現很多資源浪費問題開發利用油氣資源包含多個工作環節,除了非常重要的采集工作以外,輸送和保存工作也是重中之重。采集到優質的石油天然氣之后,必須將其完整的保存起來,并及時輸送到需要的地方,這樣才是油田采油工作工程的完美結局。但是,我國當前油田運輸和保存技術比較落后,導致很多天然氣和石油在保存和輸送的過程里出現嚴重的消耗問題,石油資源、天然氣的數量減少,進而影響石油產業的發展。

2 解決油田采油工程中出現的問題,提升開采技術水平的具體方案

(1 )優化采集模式,針對油田采集的具體情況選擇技術手段實際上,不同地區的油田開采情況是不一樣的,制定油田開采模式和開采方案時,必須按照實際情況選擇恰當的采油方法和技術手段。還要伴隨油田采油工作的進程和實際情況,不斷調整采集方案。一旦在開采油田期間發現該地區原油的出油量和開采量并不符合預期目標,工程人員就必須減少工程量,盡可能提升采油效率。因為油田中每層的含油量和油氣品質都是不一樣的,所以油田開采工作最好是選擇分層采油法。總之,油田采油工程必須要把中國現有的開采技術和從國外引進的先進技術巧妙融合到一起,選擇恰當的技術手段,提升油田采集的工作成效。(2 )綜合利用新舊油田,避免出現油氣資源損耗問題新油田開發腳步不能停止,并不意味著忽視舊油田的開發工作,必須要選擇恰當的開采方式,保證新舊油田開采的持續性,盡可能減少資源的損耗。舊油田在不斷開采過程中,油量會大幅度減少,而且油田采集難度也會不斷升級,工作人員必須充分利用現在的高新技術手段,提升石油開采的效率和數量。無論是新開發的油田還是老油田,其實際的開采情況都大不相同,必須根據實際情況調整工程建設方案,實時監控油田開采情況,避免出現石油泄漏的問題。與此同時,必須保證配備恰當的機械設施,保證施工的順利完成。(3 )減少工程資金投入,提升安全防患意識油田采掘工作本身就是一項非常龐大的項目工程,整個工程需要大量的工作人員以及機器設備,資金消耗的非常多。所以,在進行油田開采工作時,相關單位一定要計算好需要的資金,制定完整的工程技術,減少不必要的花銷,按照實際情況選擇恰當的方案,盡可能在保證工程效率和品質的基礎上減少成本。除此之外,安全問題是油田開采工作中必須要重視的問題,因為油田開采危險性非常大,所以一些高難度的工作最好是用機器設備代替人力資源。新時期有很多高精尖技術應運而生,油田工程也要積極利用便利條件,盡可能使用高科技技術,提升工程的安全性,盡可能避免一些安全隱患。另外,工程負責人一定要強調安全問題,宣傳安全防范意識,提升工作人員的安全意識,切實把生命安全放在第一位。

3 研究油田采油工程技術的發展走向

(1 )更加重視開采數量,提升經濟效益國家的發展進步離不開石油和天然氣行業的發展,新時期社會經濟飛速發展,對石油天然氣的需求量只增不減,所以發展前景非常可觀。就當前我國社會發展中現狀來看,今后石油采集工作的重心就是增加原油的采集量,保證在不破壞生態平衡,不會一次性損壞油田的基礎上,加大開采力度,進而提升經濟效益。另外開采技術不斷發展,技術水平會逐漸提高,專業人才會逐漸增多,提升油田開采的工作效率,推進油田開采行業的發展。(2 )加大采油技術研發工作新時期社會發展水平不斷提高,社會需要更多高科技人才,各行各業也在不斷轉變發展模式。油田采集工作也要跟上新時期發展的腳步,研究出更多高尖端的油田采掘技術,巧妙利用高新技術設備,不斷提升油田開采的效率,增加原油開采的數量,提升整個工程建設的安全性和穩定性,讓油田開采工作變得更容易,進而保證人們能夠源源不斷地獲得生活所需的資源能源。(3 )具體問題具體分析,提升分層開采和分離技術每個地區油田所處的環境都不一樣,內部因素和外部環境都會影響油田采集工作,工作人員必須要按照油田的特征和現場的實際情況選擇適宜的采掘方案。油田采油工程本身對技術方面的要求是非常高的,每個環節對技術施工的要求都非常高。因為油田里面物質非常多,石油會出現分層的情況,不是每個地層都是石油,也不是每一層石油的特質都完全一樣,所以,這就需要利用技術手段分析和分離不同層級的石油,進一步決定鑒定和分離的方案,保證采集的石油質量符合國家標準。(4 )加大監管力度,打造完整的安全防患體制油田采油工程技術是非常重要的,是油田采集工作中的重中之重。但是,除了要重視技術手段發展以外,還要重視安全問題和監管問題。油田采集是一個大工程,需要耗費的時間是比較長的,必須要加大監管力度,保證每一個工作環節都落實到位,才能確保油田采油工程順利完成。另外,生命安全始終是擺在首位的,開采石油固然重要,但是工作人員的生命健康更重要,所以接下來油田采油工程會更加重視安全防患工作,建立健全安全保障體制,增強采油工作的安全性。

4 結束語

總而言之,國內富有豐富的油田資源,新時期對油田資源的需求量逐漸增多,油田采油工程受到了越來越多人的重視。當前來看,油田采油工程在技術安全方面還存在著很多問題,必須加大改革力度,積極研發恰當的油田采集技術,提升工程的安全性,推動石油產業的發展進步。

參考文獻

[1]米連生.對采油工程的技術難題和發展方向的若干思考[J].化工管理,2017(018):123-123.

[2]張曉輝.淺析油田采油工程面臨的難題與技術發展方向[J].工業,2016(10):00282-00282.

篇2

關鍵詞 有機合成化學;回顧;展望

中圖分類號:O312 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)042-005-01

跨入新世紀,隨著社會經濟發展和改革開放的不斷深入,我國的有機化學已不再是限于少數領域,現在正在做大量有特色的工作,而且還有很多令人矚目的新創造,尤其在金屬參與的有機合成方法學、不對稱催化與不對稱合成以及生物活性天然產物的全合成等方面。但是作為一個發展中的有機化學大國,我們的有機化學也正在向其他的領域進軍,從經典的物理有機化學到計算化學、分子識別、超分子化學、化學生物學、有機材料化學乃至更廣受矚目的綠色化學和化學生物學都可以領略到前進的步伐。基于這種狀況,回顧與展望有機合成化學具有重大意義。

1 有機合成化學的回顧

自從有機化學成為一門學科以來,人們了解了分子的結構、性能,合成出各種各樣有用的化工產品,這種根據一定的結構建立有機分子的手段,稱為有機合成。有機合成化學是研究用化學、物理或生物方法合成有機化合物的科學。總體上看,有機合成涉及各種各樣的單元反應,包括碳—碳鍵和碳—雜原子鍵的形成或斷裂以及官能團的引入、轉換和除去。據統計,有機化學反應目前已超過3000個,其中廣泛應用于有機合成的有200多個,而且還不斷有新的合成反應問世。這是有機合成方法學的問題,是有機合成的基礎。另一方面是將這些反應和方法結合起來,以比較簡單的分子為原料進行天然的或設計的目標分子的合成。迄今為止,已知的有機化合物已超過2000萬個,其中絕大多數是通過有機合成獲得的。進行有機合成時,合成路線及策略的合理而巧妙的設計以及合成方法的高效性、選擇性、原子經濟性、環境友好和經濟實用的綜合效益至關重要。

回顧有機合成化學的發展,首先應提及的是在1902-2005年共97次Nobel化學獎中,約有25項是固有機合成領域的杰出貢獻而獲獎,可見有機合成在化學和眾多科學發展中占有極其重要的地位。它們涉及有機合成最重要的三個方面:一是天然產物的研究和復雜有機物的合成;二是重要類型反應或方法學的研究;三是有機合成的重要概念和理論。

最近三四十年有機合成得到了從未有過的飛速發展,呈現了多彩繽紛的新面貌,取得了許多令人矚目的重大成就。此外還有幾個方面值得特別指出:傳統有機合成和有機化工正由資源能源耗費大、環境污染嚴重的狀況逐步轉變為綠色合成和潔凈工藝;有機合成化學正滲透和深入于其他學科中,特別是對生命科學和材料科學的巨大促進;高選擇性合成,特別是不對稱催化合成取得很大的進展,許多有廣泛應用價值的新反應和新方法相繼問世;組合化學、多樣性導向的合成(diversity-oricntcd synthesis,DOS)、正向合成分析(forward-synthetic analysis)、高通量自動化合成技術提供了迅速達到分子多樣性的捷徑,為新藥、生物活性物質、精細化學品和特種功能材料的研發提供更有力的工具;利用微生物、天然酶和人工酶進行選擇性催化合成日益受到重視;超聲波、激光、微波等技術更加廣泛地應用于化學合成反應,多種非共價鍵作用力,如氫鍵、靜電力、疏水作用、π-π相互作用等,在構筑高級有序超分子新結構方面已取得許多重要成果;眾多結構復雜的含多個手性中心的天然或設計的目標分子的成功合成,進一步展示了有機合成化學巨大的創造魅力以及科學-藝術的完美結合。海葵毒素就是迄今人工合成獲得的具有最大相對分子質量和最多手性中心的次生代謝產物。我們今天的生活,幾乎離不開有機物了。

2 有機合成化學的展望

有機合成化學發展至今,可以說已達到了十分成熟、精致、高超的學術境界。但是,它在許多方面還不能很好地滿足不斷提高的科技發展和人類需求。有機合成離綠色合成或理想合成(理想合成的定義是斯坦福大學P.A.Wender教授于1996年提出的,它是指用簡單、安全、環境友好、資源有效的操作,快速、定量地把價廉、易得的起始原料轉化為天然或設計的目標分子)還有很大的差距,不少合成方法就高效性、選擇性、原于經濟性、環境友好、簡便實用的綜合效益還較低;如何更有效利用N2、O2、H20、C02、SO2、CH4以及農副產業廢棄的大量生物質,使之轉化為更有用的有機物,還有大量工作要做;就合成反應的原子經濟性考慮,許多有機合成反應,包括獲得Nobel獎的Grignard反應、Wittig反應,原子利用率都很低;再舉一個簡單產品為例,由苯或苯酚制備鄰苯二酚,至今還沒有合成效率高,特別是選擇性局的較好的一種生產方法。

回顧有機合成化學,不難發現從實驗方法到基礎理論都有了巨大的進展,顯示出蓬勃發展的強勁勢頭和活力。世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、醫藥、生命科學、農業、營養、石油化工、交通、環境科學等與人類生活密切相關的行業中,直接或間接地為人類提供了大量的必需品。與此同時,人們也面對著天然的和合成的大量有機物對生態、環境、人體的影響問題。展望未來,有機合成化學將使人類優化使用有機物和有機反應過程,有機化學將會得到更迅速的發展。

當前,和諧社會發展的需求致使現代有機合成的發展趨勢產生了變化,從傳統的方式向高選擇性、原子經濟性和保護環境的方向發展。這些發展方向都需要先進的合成工藝,即不能使用繁瑣的反應步驟,控制污染物的排放量,選擇高效的催化劑和潔凈的反應介質,如離子液為介質的有機反應等。

但是我們相信,面對社會可持續發展提出的高需求和新挑戰,通過一代代有機化學工作者的艱苦努力和不懈創新,有機合成化學必將進一步發展和完善,也必將繼續為人類美好的未來做出更大的貢獻。

綜上所述,自尿素合成以來,有機合成化學經歷了巨大發展,產生了許多新反應、新概念、新方法和新技術,推動了有機化學迅速發展,構筑了豐富多彩分子世界,推動了與之相關的眾多基礎學科,交叉學科和應用行業的產生與發展,為人類進步和生活質量提高做出了巨大貢獻,我們要相信通過不懈努力,有機合成化學將會不斷完善與發展。

參考文獻

[1]周淑晶.有機化學合成實驗的綠色化[J].黑龍江醫藥科學,2009(06).

[2]楊寶華.有機化學實驗教學改革與創新[J].檢驗醫學教育,2009(01).

[3]王園園.微波促進有機合成化學的應用進展[J].天津化工,2008(05).

篇3

關鍵詞:催化劑;介質;有機電合成

中圖分類號:O621.3 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)08-0-01

目前,綠色合成研究的方向是清潔合成、提高反應的原子利用率、取代化學計量反應試劑、新的溶劑和反應介質、危險性試劑替代品、充分的反應過程、新型的分離技術、改變反應原料、新的安全化學品和材料、減少和最小化反應廢棄物的產生等。綠色合成的目標已為有機合成實現綠色合成指明了方向。近年來,實現綠色合成的研究工作在不斷進行,幾種可行的途徑已隱約可見。

一、使用環境友好催化劑,提高原子利用率

有機合成中,減少廢物的關鍵是提高原子利用率,所以在選擇合成途徑時,除了考慮理論產率外,還應考慮和比較不同途徑的原子利用率。

如二聯苯的合成,常規方法是以PdC12為催化劑,以含苯基的有機汞化合物為原料在吡啶中進行,但操作過程較為復雜,原子利用率低。若以具有高反應活性的GaP納米晶為催化劑,就可以直接以苯為原料,一步合成得到二聯苯。

再如對硝基苯甲酸乙酯的合成,常規方法是以濃硫酸為催化劑來合成的。這種方法,雖然催化劑(濃硫酸)價廉、活性高,但反應復雜,副產物多,且濃硫酸腐蝕設備、污染環境。如果以價廉易得、性質穩定安全的苯磺酸為催化劑來合成就可以克服這些缺點,且產率可達98.6%。

可見,在有機合成中,選擇合適的、環境友好的催化劑,則可以開發新的合成路線,縮短反應步驟,提高原子利用率。

二、使用環境友好介質,改善合成條件

傳統的有機合成中,有機溶劑是最常用的反應介質,但是有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環境有害的因素。理想的有機合成,可以水為介質進行;可用超臨界液體為介質進行;可在無溶劑存在下進行;可以離子液體為介質進行等。

①在有機合成中,用來代替有機溶劑是一條可行的途徑。這是因為水是地球上廣泛存在的一種天然資源,它價廉、無毒、不危害環境。盡管大多數有機化合物在水中溶解性很差,且易分解,但研究表明有些合成反應不僅可以在水相中進行,而且還具有很高的選擇性。最為典型的例子是環戊二烯與甲基乙烯酮發生的D-A環加成反應,在水中進行較之在異辛烷中進行速率快700倍。

②超臨界流體是當物質處于其臨界溫度和臨界壓力以上所形成的一種特殊狀態的流體,是一種介于氣態與液態之間的流體狀態。這種流體具有液體一樣的密度、溶解能力和傳熱系數,具有氣體一樣的低粘度和高擴散系數,同時只需改變壓力或溫度即可控制其溶解能力并影響它為介質的合成速率。在有機合成中,CO2由于其臨界溫度和臨界壓力較低、且具有能溶解脂溶性反應物和產物、無毒、阻燃、價廉易得、可循環使用等優點而迅速成為最常用的超臨界流體。

③固態化學反應的研究,使有些反應可在無溶劑存在的環境下進行,且比在溶液環境中的反應能耗低、效果更好、選擇性更高,又不用考慮廢物處理問題,有利于環境保護。例如,手性1,γ聯二萘酚的合成,常規方法是由β萘酚與FeC13在液相氧化偶聯制得,但會產生醌類副產物。而以FeC13-6H2O為氧化劑反應就可以在固相進行,且可得到產率為95%的聯二萘酚。

④離子液體,簡單地說就是安全離子組成的液體。目前研究最多的是在室溫左右呈液態的含有機正離子的一類物質。例如,含N-烷基咪唑正離子的離子液體等。它們不僅可以作為有機合成的優良溶劑,且具有難揮發等優點,對環境十分友好。

三、采用潔凈的有機電合成

電化學過程是潔凈技術的重要組成。由于電解一般無需使用危險或者有毒試劑,且通常在常溫、常壓下進行,所以在綠色合成中獨具魅力。例如,實現自由基環化反應,常規的方法是使用過量的三丁基錫烷,過程中存在的問題是原子利用率低、使用和產生著有毒的錫試劑。然而,利用天然、無毒、手性的維生素B12為催化劑進行催化反應,可在溫和、中性條件下完成。

四、運用高效的多步合成技術

在藥物、農用化學品等精細化學品的合成中,往往涉及分離中間體的多步驟反應。為實現綠色合成,近年來,研究發展的串聯反應是非常有效的。串聯反應包括有一瓶多步串聯和一瓶多組分串聯。前者是仿照生物體內的多步鏈鎖式反應,使反應在同一反應器內從原料到產物的多個步驟連續進行,無需分離出中間體,又不產生相應的廢棄物,和環境保持友好;后者是涉及至少3種不同原料的反應于同一反應器中進行,而每步反應都是下步反應所必需的,而且原料分子的主體部分都融進到最終產物中,這是一類高效的合成方法。

五、發展和應用安全的化學品

發展和應用對人和環境無毒、無危險性的試劑和溶劑,以及其他實用化學用品,是實現綠色合成最直接的一環。可以采取適當的手段使某一分子的毒性降低而不影響其功能。例如,腈類化合物的毒性,認為是由于腈類分解而生成氰離子產生的。若將腈的α位進行取代,使其難生成自由基而不產生氰離子,則可使毒性降低,而反應功能不受影響。又如,人們開發的新型化工原料碳酸二甲酯,以其較高的反應活性和低微的毒性,代替了劇毒的光氣和硫酸二甲酯,從而被譽為21世紀的“綠色化工原料”。

總之,綠色合成作為新的科學前沿已逐步形成,但真正發展還需要從觀念上、理論上、合成技術上等,對傳統的、常規的有機合成進行不斷的改革和創新。

參考文獻:

篇4

關鍵詞:綠色化學理念;有機化學教學;滲透

中圖分類號:O622 文獻標識碼:A

有機化學的不斷發展一方面促進了人類生活質量的提高,另一方面則對生態環境產生了嚴重污染。綠色化學則有助于從源頭上遏制污染。有機化學是大學階段藥學專業的基礎課程,綠色化學則是有機化學發展的新階段。因而,在有機化學教學中滲透綠色化學,是教學改革的發展方向之一。

1.有機化學教學滲透綠色化學的重要意義

當前,綠色化學在西方蓬勃發展,也引起了我國政府的極大重視。綠色化學是對可持續發展理念的貫徹,有利于促進人與自然的和諧發展,因而開展綠色化學宣傳及教育意見成為當務之急。高校教育的目的在于培養高素質人才,是進行綠色化學宣傳及教育的最優選擇。在藥學專業有機化學課程中滲透綠色教學最為合適,因為有機化學與綠色化學的研究內容高度相關。高校有機化學任課教師需要在有機化學課中為學生介紹化學學科發展的新形勢,并且推廣新的研究方法。

2.將綠色化學滲透有機化學教學中

(1)不同種類的有機化學反應的原子經濟性。所謂“原子經濟性”,即反應物中原子進入產物的量。理想狀態的原子經濟性反應是反應物中的全部原子都進入產物,因而,教師需要在有機化學反應教學中強調原子經濟性[1]。例如,加成反應是把反應物的所有原子加入另外一個反應物上,原料中原子得到充分利用,其原子經濟性是100%。

(2)不同種類的有機化合物均與綠色化學相關。在有機化學教材中,有機化合物基本與綠色化學相關。例如,鹵代烴,如果排放的氯氟烴量過大,臭氧層就會遭到破壞。氯氟烴進入大氣,在光的作用下產生分解現象,大量的氯自由基就會釋放出來,導致產生連鎖反應,使臭氧分子受到更為嚴重的破壞。

3.將綠色化學理念滲透有機合成教學中

(1)反應的原子經濟性。合成反應過程中,降低廢物排放比例的核心是提升目標產物的原子經濟性及選擇性。例如,教師可以為學生介紹新型的催化氧化法,就是把銀作為催化劑,使用氧氣氧化乙烯,進而合成環氧乙烷,這種反應的原子經濟性可達到100%。

(2)反應原料綠色化。在當前化學反應中有毒有害的原料使用較多,它們會對人體健康造成不利影響。例如,教師在講解制備α-甲基丙烯酸甲酯時,通常的方法是將丙酮作為原料,并與氫氰酸進行反應,并在濃硫酸作用下加以合成。教師需要幫助學生分析這種方法的缺陷,也就是指出氫氰酸的毒性及濃硫酸的腐蝕性,可這個反應的原子經濟性很低,可考慮為學生介紹一種新的方法。

(3)催化劑的綠色化。教師在講授傅-克反應時,規定的催化劑是三氯化鋁。但是,這種物質容易水解,并且腐蝕設備,與綠色化學的要求不符。教師應當為學生講解新的催化物,比如,固體超強酸、分子篩催化劑、離子液體等。

(4)溶劑的綠色化。在進行有機反應時,溶劑也發揮著重要作用。較為常用的溶劑包括苯類芳香烴、鹵代烴 等[2]。但是,大多數有機溶劑是存在一定毒性的,并且容易揮發,揮發物進入空氣,經過陽光照射,就會產生光化學煙霧,引發呼吸系統的疾病。教師可以為學生講解幾種綠色溶劑,比如,水、超臨界流體、離子液體等。

(5)合成方法的綠色化。通常條件下,化學教材中羧酸的脫酸反應內容只會簡單介紹柯爾伯反應,教師應該為學生適當地補充一些綠色化學知識。相較于一般有機合成,有機點合成的優勢在于不需要添加氧化還原試劑,在常溫環境下就能進行,控制反應則通過調節電流密度和電位來實現,自動控制十分方便。

4.結語

綠色化學提出了嶄新的理念及方法,是化學發展的一大趨勢,因而,在有機化學教學中滲透綠色化學理念仍然是教育界需要研究和推進的課題,這有助于拓寬學生視野,為實現素質教育奠定基礎。

參考文獻:

篇5

一、2-氯吡啶的合成方法

(一)多步取代法

多步取代法是先由氨鈉與甲苯回流下滴加吡啶制得2-氨基吡啶,2-氨基吡啶再進行重氮化和桑德邁爾反應,生成2-氯吡啶。該路線所用原料氨鈉屬一級易燃品,易爆炸,不可與水和空氣接觸。而且合成工藝步驟多,收率低,已基本淘汰無工業化生產價值。

另有資料介紹氯化氫、三氧化二氮與2-氨基吡啶反應也可制備2-氯吡啶,以2-氨基吡啶計,總收率超過85%。但最大的問題是該工藝路線所用三氧化二氮不易制取。

(二)吡啶N-氧化物法

吡啶N-氧化物法是將吡啶與過氧化氫反應,生成吡啶N-氧化物,之后再與氯氣反應生成2-氯代吡啶N-氧化物,還原后得到2-氯吡啶。該路線是傳統的合成方法,技術成熟簡單,但是路線冗長,有一定三廢污染,收率較低。

(三)2-羥基吡啶法

2-羥基吡啶法是將2-羥基吡啶用氯化亞礬、五氯化磷等氯化劑氯化,羥基與氯原子發生置換反應,最后得到2-氯吡啶[1]。該法工藝簡單,但是原料2-羥基吡啶來源困難,一般不采用。

(四)吡啶直接氯化法

吡啶直接氯化法是將吡啶與氯氣進行光氯化,控制氯化深度,可以得到2-氯吡啶和2,6-二氯吡啶,而且兩種產品可以自由調節比例,產品經分離后分別得到2-氯吡啶和2,6-二氯吡啶,反應中氯自由基可以用紫外線引發,也可由加熱引發,如世界上2-氯吡啶主要生產廠家住友精化就采用該技術,以紫外線為引發劑[2]。該路線是目前世界上廣泛采用的先進的合成工藝路線,原料易得,工藝過程簡單,但是工藝控制比較困難。例如此工藝中,2-氯吡啶的產率和純度深受反應溫度的影響,產率由低到中不等。Kamei Noboru在160℃行光氯化時,2-氯吡啶及2,6-二氯吡啶的產率分別為60.8%和28.7%;而徐炳祥在190℃氯化時,2-氯吡啶的產率卻只有31%。另外,紫外光強度、氯氣濃度、接觸時間、溶劑稀釋與攪拌情況及后處理等因素對產率也有很大影響。

二、2-氯吡啶的應用

2-氯吡啶具有雜環的特殊結構,因而表現出許多獨特的化學性質和較好的生理活性,成為合成新型醫藥和農藥的重要原料。近年來2-氯吡啶在醫藥、日化和農藥領域應用研究方興未艾,新的用途層出不窮,而且由其合成的藥品醫藥療效好,副作用低,合成的農藥具有高效、低毒、低殘留和高選擇性的特點,符合世界農藥發展趨勢,成為醫藥和農藥界的研究熱點,需求增加非常迅速。

(一)在醫藥工業中的應用

2-氯吡啶中的氯原子能被親核試劑取代,如苯基乙腈和 2-氯吡啶用強堿吡啶基化,然后再烷基化、水解、脫羧,可生產抗組胺劑――非尼拉敏(Pheniramine),用于治療各種過敏性疾病和普通感冒。醫藥工業以2-氯吡啶為原料還可以合成多種重要的藥物:抗組胺藥――馬來酸氯苯那敏;抗心律失常藥――雙異丙吡胺(disopyramide);中猩窬興奮藥――醋哌甲酯(利他林,methyl phendate);鎮咳止痰藥――吡哌乙胺(picoperine);抗心律不齊藥――達舒平(dispyramide)等,都是以2-氯吡啶為原料生產的。

(二)在日化工業中的應用

2-氯吡啶是一種重要的精細化工產品的中間體,廣泛應用于日用化工領域。2-氯吡啶氧化后得 2-氯吡啶氮氧化物,它和硫氫化鈉反應后得巰氧吡啶,其鋅鹽即吡啶硫酮鋅(zincpyrithione,簡稱ZPT)是優良的殺真菌劑、抗鱗片化劑和抗溢脂劑,具有止癢、去頭皮屑、減少脫發和保護頭發色澤等功效。目前世界著名品牌的洗護發產品均將其配伍在香波及護發液中,具有廣泛的市場。

(三)在農藥工業中的應用

近年來,由于農藥開發以低毒、高效、低殘留和高選擇性為方向,含氮雜環的農藥成為新農藥開發的重點,新品種不斷涌現,使2-氯吡啶在農藥合成中的需求不斷擴大。

2-氯吡啶氮氧物經過硝化得 2-氯-4-硝基吡啶,還原后得 2-氯-4-氨基吡啶,它是合成N-(2-氯-4-吡啶基)脲類新型植物生長調節劑的關鍵單體,是制備氯吡脲(forchlorfenuron)的必備中間體。氯吡脲是一類全新的高活性、低毒、廣譜植物生長調節劑,具細胞分裂活性,其作用機理與嘌呤型細胞分裂素(激動素、玉米素)相同,但活性比它們高 10 ~100 倍。

由2-氯吡啶還可以合成多種高效農藥。2-氯吡啶深度氯化可得2,6-二氯吡啶,2,6-二氯吡啶在NaOH存在下水解生成6-氯-2-吡啶酚,然后氯化得到3,5,6-三氯-2-吡啶酚,可用于生產高效、廣譜、低殘留有機磷殺蟲劑、殺螨劑、毒死蜱(chlorpyrifos)和高效低毒除草劑綠草定(triclopyr)等。

2-氯吡啶也是合成吡硫霉凈(2-巰基吡啶 N-氧化物鈉)和其它防腐劑的中間體,其合成的吡啶硫酮(pyrithione)及其吡啶硫酮鹽是高效低毒的防菌防霉劑,廣泛用于化工、涂料、工業水處理等各個領域,同時其鈉鹽也是果樹、花生、麥類、蔬菜的有效殺菌劑,是優良的蠶用消毒劑。

近年來,2-氯吡啶的應用領域不斷擴大,需求增長很快,已引起廣泛關注。由于我國生產2-氯吡啶企業較少,產量較低,其數量和質量尚不能滿足國內醫藥、農藥、日化等行業的發展和出口的需要。如何進一步改進 2-氯吡啶的生產工藝――改善操作條件,降低能耗,提高產率和完善三廢處理等,有待于人們繼續探索和努力。

參考文獻:

篇6

1我國有機化學的發展現狀

1.1我國有機化學所取得的良好成果

首先,經過幾十年的發展,我國有機化學領域的人才不斷增多,國際有機化學領域已經留有我國有機化學研究者聲譽,部分學者已經成為國際著名雜志的編委和副主編,如楊丹教授已經成為有機化學快報副主編,極大的增強了我國有機化學研究者的工作信心[1]。其次,我國很多高校和科研部門已擁有世界先進實驗設備,工作條件也與世界發達國家相差無幾。再者,有機合成化學與金屬有機化學已經走在世界有機化學研究前列,不對稱合成研究也取得了喜人成績,在國際中,我國學者充分展露頭角。最后,我國以北京大學為首的諸多高校開始重視有機化學的研究,并在化學期刊上發表了大量具有代表性的論文,其質量也在逐年上升。如北京大學僅在2010年就發表了55篇與有機化學相關的論文。

1.2其中存在的問題

在取得成績的同時,也存在一定問題,這也是相關研究者需要重視的方面。首先,帶有鮮明新穎的系統研究偏少,很多研究涉面較窄,通常以跟蹤熱點為主,通俗的說就是跟風現象嚴重,研究缺乏創新性,論文內容萬變不離其中。以有機合成化學研究為例,很多論文研究的都是合成方法,并不重視是否真的具有實用性。其次,很少有針對國家建設與社會發展的研究,對于有機化學長遠發展的研究更是寥寥無幾。再者,有機化學的研究隊伍還不夠壯大,各項研究都存在研究隊伍縮小的情況。最后,在研究上并不注重與其他學科的聯系,只是一味在自己領域進行研究,與發達國家相比,我國關于有機化學的研究還是很少,發表的論文質量也不如發達國家,同時,相應的評價機制還有待于提高。

2我國有機化學發展趨勢的展望

2.1發展趨勢

現階段,有機化學的發展異常迅猛,研究內容也在不斷變化,隨著時代的發展,綠色化學被提到日常研究中,受到全世界人民的關注,對其研究也就成為了有機化學的重點研究內容,同時,學科與學科之間的滲透逐漸增多,更是推動了有機化學進一步向前發展[2]。在未來有機化學研究將重視以下內容:首先,重點研究小分子活化與惰性化學鍵活化,綠色化學對原子提出了新型要求,尤其是不對稱催化的研究更是關鍵,對其研究以便降低污染。其次,注重對化學生物的研究,這項研究主要是將有機化學與生命科學聯系在一起,著重兩者之間存在的相互作用,并研究有機超分子的設計與合成。最后,研究具備獨特生理活性的各種有機分子,同時研究一切與能源開發與利用有關的各種有機化學,以及關注化學信息學的研究,進而充分發揮有機化學的作用。

2.2發展方法

首先,應遵從國家相關部門的領導,注意學科與學科之間的融合,實現優勢互補。有機化學是我國重要研究內容,作為有機化學研究者應具有良好的主動性,積極融入到各領域中,尤其是能源領域與環境保護領域,通過研究真正實現綠色化學目標,不斷擴寬有機化學研究領域,壯大有機化學研究隊伍,有機化學并不是完全獨立的學科,它需要與其他學科融合才能不斷發展,只有這樣才能創新有機化學研究。其次,由于有機化學的分支學科存在明顯的縮水情況,作為國家基金委應看到這一點,應加大對有機化各學科的資金投入,為其提供必要的資金支持。對于有機分析等熱門學科的研究應突破傳統,避免研究流于形式化,創新研究內容。同時,為其創設良好的評價機制,根據研究方向與內容的不同,設定不同的資助方式。最后,要突破研究傳統,進入新型研究領域最重要的就是具有創新思維與能力,根據國家現階段所重視的內容展開課題研究,對于挑戰性較大的研究要做好長期準備。在擬定研究課題時,應將推動國家經濟建設、促進社會發展融入其中,尤其是重點研究怎樣減少化學污染,真正發揮有機化學的作用。國家基金委應為有機化學研究創設良好的建設研究環境,提供先進的研究設備。整頓剽竊他人論文觀點等不正之風,使研究人員樹立良好的創新意識。

3結語

篇7

1.0h,產物收率達96%以上。

關鍵詞:SO3/γAl2O3-;固體酸催化劑;環己酮;乙二醇;環己酮乙二醇縮酮

醛或酮和醇縮合生成縮醛或縮酮,在工業上占有重要的位置,在有機合成中常用來保護羰基和羥基或作為有機合成中間體〔1〕,有些縮酮還是食用香料〔2〕。其反應原理為:以醇為原料,在酸性催化劑作用下,與醛或酮發生親核加成反應,首先生成半縮醛或半縮酮,進而生成縮醛或縮酮〔1〕。

環己酮與乙二醇縮合而成的環己酮乙二醇縮酮是一種重要的有機合成中間體及特殊反應溶劑,具有花木、薄荷香味,且香味柔和,有較好的定香作用,作為香料用于日用香精和食品香精中〔3〕。其合成方法是以環己酮和乙二醇為原料,在酸性催化劑作用下,加熱生成。傳統的催化劑為液體無機酸,如H2SO43,HCl,H3PO4等〔4〕,此法具有工藝成熟,催化劑易得等優點,但存在設備腐蝕嚴重,產物復雜和具有三廢污染等缺點。近年來國內研究替代無機酸為催化劑合成環己酮乙二醇縮酮的文獻報道很多,如使用無機酸鹽〔5-6〕、Lewis酸〔7〕、沸石〔8〕、雜多酸〔9-10〕、固體超強酸〔11〕等作為催化劑,對環己酮乙二醇縮酮具有良好的催化活性。姚瑞平等合成SO3/γAl2O3-固體酸催化劑,其強酸位的酸強度稍弱于傳統的固體超強酸SO42-/γ-Al2O3,但要略強于HZSM-5〔12〕。本文采用該固體酸做催化劑,合成環己酮乙二醇縮酮,與其他催化劑相比,具有催化活性好,產品收率高,制備容易等特點。是一種值得推廣的固體酸催化劑。同時,也值得工業生產借鑒。

1 實驗部分

1.1試劑與儀器

美國Varian FTS-700紅外光譜儀;WAY-2S型阿貝折光儀(上海精科儀器公司);JJ-1型大功率電動攪拌器(江蘇國華儀器廠),

環己酮(CP.),上海試劑四廠;乙二醇(CP.),無錫試劑廠;環己烷(AR.),上海市試劑廠;無水硫酸鎂(AR.),中國醫藥集團上

海化學試劑公司。γ-Al2O3、SO3/γAl2O3-自制。

1.2 催化劑的制備

SO3/γAl2O3-固體酸催化劑參照文獻〔12〕方法制備。

1.3 環己酮乙二醇縮酮的合成

在100mL三口燒瓶中加入環己酮20.8mL(0.20mol)和乙二醇7.8 mL(0.28mol)及環己烷10mL,再加入自制的SO3/γAl2O3-固體酸催化劑0.5g。安裝攪拌裝置和帶分水器的回流冷凝裝置及溫度計,分水器中事先加入略低于支管1-2mm的環己烷。緩慢加熱,回流分水,大約1.0h以后,無水分出。停止加熱,稍冷后,分出燒瓶中的催化劑和分水器中的水層并稱量分出的水量,計算轉化率。將有機層合并,用無水硫酸鎂干燥。蒸餾出前餾分,回收環己烷。再收集174-180℃餾分,得無色透明具有一定果香味的液體,即為環己酮乙二醇縮酮。測其折光率和紅外光譜。稱量計算收率。

1.4 產物的分析與結構表征

按本法合成的環己酮乙二醇縮酮精制產品為無色透明液體,具有水果香味。折光率n20D為1.4582,與文獻〔13〕值(n20D為1.4583)基本一致。紅外光譜測定結果如下:δC-H=2938、2863cm-1,為C-H的伸縮振動吸收峰;νC-H=1451、1367 cm-1,為C-H的彎曲振動吸收峰;δC-O=1162、1101 cm-1,為醚鍵C-O的伸縮振動吸收峰;未見醇和醛的吸收峰。結果與文獻〔5〕譜圖相吻合。證明本實驗所得產品為環己酮乙二醇縮酮。

2 結果與討論

2.1 催化劑用量對環己酮乙二醇縮酮收率的影響

催化劑在縮酮合成中起著至關重要的作用。固定環己酮20.8mL(0.20mol),乙二醇6.7mL(0.24mol),環己烷10mL,回流時間

1.0h,等因素不變。改變催化劑SO3/γAl2O3-固體酸的量,以考察SO3/γAl2O3-固體酸催化劑的用量對環己酮乙二醇縮酮收率的影響,結果見表1。

由表1可以看出,只要加入少量催化劑,反應即可進行,可見SO3/γAl2O3-固體酸對該反應具有良好的催化活性。當催化劑用量在0.5g以前,隨著催化劑的增加,產品收率顯著提高,當達到0.5g時,產品收率迅速達到97.7%,隨后,隨著催化劑的增加,產品收率提高不顯著,所以,取催化劑用量0.5g為適宜。

2.2 酮醇摩爾比對產品收率的影響

反應物的摩爾比對收率有很大的影響。固定環己酮20.8mL(0.20mol),催化劑0.5g,改變乙二醇的量,其他條件同

1.3。以考察環己酮和乙二醇的摩爾比環己酮乙二醇縮酮收率的影響,其結果見表2。

從表2可以看出,隨著環己酮與乙二醇摩爾比的增加,產品收率明顯提高,當達到

1.0:

1.2時,達到最高97.7%,以后增加繼續增加酮醇摩爾比,收率有所下降,可能是由于乙二醇分子間脫水生成二氧六環緣故。因此,最佳摩爾比選擇n(環己酮):n(乙二醇)=

1.0:

1.2為宜。

2.3 回流反應時間對縮酮收率的影響

回流反應時間同樣是影響縮酮收率的一個重要因素。改變回流反應時間,其他條件同1.3考察反應時間對反應收率的影響,實驗結果見表3。

表3數據表明,回流反應時間短,反應不充分,當反應時間1.0h時,收率最高,達到97.7%,1.25h后,再增加反應時間,收率反而降低,這是由于隨著反應時間的增加,副反應也會增多,產品收率自然會降低緣故。固取回流時間

1.0h為適宜。

2.4 帶水劑用量對產品收率的影響

帶水劑可以利用共沸蒸餾代出反應生成的水,使反應向生成縮酮的方向進行。改變帶水劑環己烷用量,其他條件同1.3,以考察帶水劑環己烷的用量對產品收率的影響。結果見表4。

帶水劑加入的多少,將影響反應體系的溫度。加入的少,使反應體系溫度升高,這也帶來副反應速度的增加;加入過多,則降低反應溫度,使反應進行的不完全或者降低反應速度。由表4數據可知,帶水劑環己烷的用量以10mL為宜。

2.5 重現性實驗

為了驗證實驗結論,采用以上優化條件進行了5次平行實驗。結果見表5。

由表5可以看出,在所選最佳工藝條件下,環己酮乙二醇縮酮收率在97.0%以上,說明該工藝條件收率高,重現性好,所選條件是可信的。

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3 結論

a、SO3/γAl2O3-固體酸對催化合成環己酮乙二醇縮酮具有很好的催化活性,最佳工藝條件為:環己酮20.8mL(0.20mol),n(環己酮):n(乙二醇)=1.0:1.2,SO3/γAl2O3-固體酸0.5g,環己烷10mL,反應回流時間1h,產品收率可達97%以上。

b、SO3/γAl2O3-固體酸與其他催化劑相比,對于合成環己酮乙二醇縮酮具有催化活性好,產品收率高等特點,對于工業合成該類化合物具有一定指導意義。

參考文獻:

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篇8

【關鍵詞】綠色化學;制藥;西藥;應用

綠色化學是基于傳統化學的基礎上形成的,它的出現是以創新為基礎而非遵章守舊,是利用可持續發展策略為指導形成的一種綜合性技術理念。這一技術在當今社會發展中無論是工業還是商業上,都有著舉足輕重的地位,也發揮出重大的經濟價值。但是在應用的過程中,我們必須要認識到它的重要性,從可持續發展的角度入手,以其基本設計策略實現功能的最大發揮,從而為西藥研發工作的開展提供技術指導。

1.綠色化學概述

1.1綠色化學背景

綠色化學的研究是基于化學理論和研究實踐的基礎上形成的,它使得我們的衣食住行各個方面都發生了翻天覆地的變化,同時在醫藥治療方面更是取得了突飛猛進的突破。它在給我們帶來重大的社會經濟效益的同時,也使得整個生態環境造成嚴重的威脅和污染,嚴重影響著人類的生存健康。自從上個世紀八十年代至今,人們對于自身健康問題的逐漸重視和對環保、節能生活理念的提出,以各種新技術、新方法為主的生產模式逐漸受到人們重視,也使得整個制藥生產技術發生了深刻的變革。

1.2綠色化學分析

1.2.1綠色化學含義

所謂的綠色化學主要指的是在化學生產的過程中以無毒、無害的原材料為主,以催化劑、融合劑為核心選擇出具備高選擇性、高轉化率且不產生或者少產生副產品且不對環境造成污染的一種工作新技術,它的應用是通過采用新的合成和反應方式,從合成反應入手、以優化改進反應流程為目的來減少能量損耗的一種現代化技術手段,從根本上消除環境污染問題。

1.2.2綠色化學研究內容

綠色化學在應用的過程中注重安全這一概念,因為這一概念不僅是針對人類的健康,還包含了人體生命周期、生態環境、動植物生長的具體影響,但是就整個工作的開展進行分析,其在工作中所需要研究的問題包含了以下三個方面:

(1)原子經濟性。

原子經濟性概念是最早由美國人提出的一種新概念,它的應用最為關鍵的內容在于如何引導人們有機的去完成各項事件,同時以原子經濟性為主的應用流程主要是概念中如何確定上合計成分,是利用原理轉化產物為基礎,以有效的選擇性為核心進行工作的,但是這一選擇并非是單純的選擇要求,更多的是注重高度和經濟性的選擇,盡可能的在工作中利用各種原子材料。因而,我們可以看出在整個管理工作中,綠色化學是否能夠得到有效的落實其關鍵在于原子經濟性能否得到有效的控制。

(2)手性合成。

當今世界本身是一個手性世界,其中構成生命體生物分子絕大部分都是以單純的一種形態存在的。而生物活性作為手性化合物中的重要組成,無論是藥物還是其他的受體部分,都是以手性的方式相互促進和推動的。因此,藥物的兩個相對應的體系在參與認識作用方面也發揮著至關重要的意義。近年來,現代化藥物化學的應用已經越來越廣泛,它也成為了人們身體健康和生態平衡的指導性理念。

1.3綠色化學的發展前景

1.3.1呼吁綠色經濟

在生活方面,人們在目前的生活和生產中已經離不開綠色消費、使用綠色產品,處于近年來各種食品安全和醫藥安全問題的出現,以節能、健康、高質、安全為主的生產體系越來越受到人們的重視。綠色經濟便是基于這種社會背景下提出的發展新流程,它的出現為我國經濟發展指明了新方向,也為社會現代化建設提供了技術參考。

1.3.2綠色科技觀是根本

在當今社會發展中,以新技術、新理念的發展歷程越來越受到人們的關注,它在應用的過程中越來越多的呼吁協調發展,使得其中存在的各種問題都得到了有效的解決,也使得整個工作流程發生了翻天覆地的變化。

2.應用

2.1原子經濟性

“原子經濟性”的概念是1991年美國著名化學家Tr0st提出的。他提出在合成設計中經濟地利用原子,避免使用保護基團及離去基團,這樣就不會產生廢物而對環境友好。Tr0st認為,合成效率包括兩個方面:一是選擇性,一是原子經濟性,即原料分子中轉化成產物的原子可占的白分比。一個有效的合成反應不但有高度的選擇性,而且必須具備較高的原子經濟性,盡可能地利用原料分子中的原子。原子經濟性“是綠色化學的基本原理之一。

2.2手性合成

人類周圍的世界是手性的,構成生命體系的生物大分子的大多數重要的構件僅以一種對映形態存在。生物活性的手性化合物,例如藥物,與它的受體部分以手性的方式相互作用。因此,藥物的兩個對映體以不同的方式參與作用并導致不同的效果。因此開發單一對映異構體的手性藥物已經成為國際上制藥工業的發展趨勢。現在越來越多的藥物、食品添加劑和香料由全合成制備。通常,這些化合物是通過在合成過程的最后一步對其相應的外消旋混合物進行拆分而獲得。這樣很可能對環境造成污染。從綠色化學的角度講,就是原子經濟性較差。因此,催化的不對稱合成,即手性成成為有機化學研究的熱點和前沿。未來的合成化學必須是經濟的、安全的、環境友好的以及節省能源和資源的,即要達到100%的選擇性和100%的收率,只產生目標產物而不產生廢物。實現催化劑的高效率和高選擇性是實現不對稱催化反應的實用性和工業化的關鍵。通過不對稱催化不但可以提供醫藥、農藥和精細化工所需的關鍵中間體,而且可以提供環境友好的綠色合成方法。

2.2.1不對稱催化氫化

不對稱催化氫化是第一個在工業上使用的不對稱催化反應。早在20世紀70年代,美國孟山都(M0nsant0)公司就成功地應用不對稱催化氫化合成了用于治療帕金森病的L一多巴。Pai等設計合成了手性配合物。

2.2.2不對稱催化氧化

1980年Sharptess報道了用手性欽酸醋及過氧叔丁醇對烯丙醇進行氧化,成功地實現了不對稱環氧化的過程,這一方法的出現促進了實驗有機合成和工業有機合成的發展。

2.2.3酶催化拆分異構體

心血管病藥物心得安的藥效主要在于(s)一異構體(R)一異構體則可以用作一種避孕藥物。為了分別得到單一異構體,Lag0s等發展了酶催化的方法。最近,叢方地將脂肪酶PSL器賠固定化生物反應來代替酶粉應用于該中間體的拆分。結果發現其催化活性是同質量酶粉活性的l0倍,得到了95%的(R)-1一氯一3-(1一萘氧)一2一丙醇,并進一步合成、結晶得到99%.的手性(S)一心得安鹽酸鹽。

3.結束語

隨著綠色化學成為化工生產可持續發展的方向.無毒無污染的合成技術。包括環境友好的“潔凈反應介質的研究和發展成為綠色化學的重要研究內容。 [科]

【參考文獻】

篇9

關鍵詞:功能高分子設計;雙語教學;探究式教學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)26-0210-02

“十二五”規劃指出,目前我國新材料產業正處于強勁發展階段,新材料產業約占國內生產總值的15%,預計年增長速度保持在20%以上。而其中的高分子材料由于獨特的結構和易改性、易加工的特點,使其擁有其他材料不可比擬、不可取代的優異性能,從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域,并已成為現代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。而其中功能高分子材料興起于上個世紀60年代,是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料,指在其原有優異力學性能基礎上,還具備化學反應活性、導電性、光敏性、生物相容性、選擇分離性、仿生性、磁性等特定功能的高分子及其復合材料,近年來在高分子材料領域占主導地位。

而功能高分子設計課程就是面向功能高分子材料方向本科學生的概論性課程,是一門研究與功能高分子相關的分子設計與合成方法的學科,主要包括各種特殊的功能單體的設計與合成、各種活性聚合方法及當前高分子設計相關范疇的最新研究成果和方向。目的是使學生在已有的有機合成和高分子化學課程的基礎上,進一步掌握功能高分子的單體設計與合成、活性聚合方法等理念與技能,培養學生初步具有設計功能單體和選擇聚合方法的能力,并了解本學科方向前沿新動向,為今后學生在功能高分子材料領域就業或繼續深造打下基礎。如何讓功能高分子設計課程的教學更適應時代的要求,滿足和諧社會創新人才培養的需求,是我們必須研究和探索的問題。

如今,國內高校的功能高分子設計課程教學所存在的問題主要表現為兩方面:(1)以漢語教學為主。功能高分子設計課程中,一部分重要內容為講述先進功能高分子材料,需要緊跟該領域前沿性發展情況,而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現在國際刊物、國際會議資料以及互聯網上,查閱英文文獻是獲取這些最新信息的主要途徑,并且國外已有許多原版教材可直接作為圖書資料使用[1,2],導致學生僅被動依靠教師翻譯講述,無法自主獲取該領域最新的研究成果,致使學生對學科發展前沿了解不足,固步自封,也不利于提高學生的專業英語水平。(2)以“注入式”教學方法為主[3,4]。通常由教師在講臺上講授分析原理、目的、內容及測試實例,不利于激發學生興趣,導致學生主觀能動性發揮不夠,不利于培養學生的綜合能力和創新思維。綜上所述,傳統的漢語主講,注入式教學為主的功能高分子設計課程教學無法保證高質量的教學效果和質量,不利于培養既具有扎實專業理論功底,又具有良好外語水平的創新型復合人才,所以,筆者在32課時的課堂實踐基礎上提出了采用雙語教學和探究式教學相結合的方法,主要包括以下四階段的探索。

一、專業英語的有效學習

功能高分子類專業課的雙語教學旨在促使學生獲取專業知識的同時提高英文運用能力。其中的教學核心是培養學生運用英文思考、求知、交流專業知識的能力,為學生今后在專業領域運用英文進行交流以及科學研究打下基礎,不可舍本逐末過多地注重英文語法與詞匯的講解,所以稱之為英語的“有效學習”。

選取化學工業出版社的《高分子材料專業英語》,進行常用高分子單體、有機試劑及實驗器具單詞的教學,從共有詞頭和詞根出發,比如聚合“poly-”和烴“-ene”等,目的使學生在4個課時內可以做到看懂常用單詞,但并不盲目追求拼寫與語法。

二、團隊合作的開放討論

在完成初期的英語學習后,將學生分為6~8人小組,給出8~10個專題講座方向,讓學生進行小組內部討論,找出本小組最感興趣的方向,隨后委派代表在課堂陳述,最終制定6個專題。目的是教授學生感興趣的專題,而不是照本宣科地講述功能高分子領域的“老三篇”。比如學生提出專題為“導電高分子材料在電子類產品上的應用”,既與傳統專題“導電功能材料”相關,又與當今信息時代的大環境切合,可以有效提高學生的主觀能動性,使學生思維碰撞,激發學生興趣,促進創造思維的發展。

在此過程中,讓學生充分表現、合作與競爭,使教師指導和學生自主探究相結合,傳授知識和解決問題相結合,單一性思考和求異性思維相結合。要密切關注討論的進程和存在的問題,及時進行調整和引導;充分調動學生討論的積極性,及時發現優點,特別是善于捕捉后進生的“閃光點”,及時給予鼓勵。

三、英文文獻的小組pk

在確定專題以后,采取“2-1-1”的4課時講座模式,即教師進行2課時的專題講座,學生進行1課時的文獻閱讀與表述,最后進行1課時的課堂大討論,要求小組學生分工將文獻進行總結梳理,得出自己的結論和解釋。不同的學生或者團隊可以就同一問題提出不同的解釋或看法。他們要能夠將自己的結論清楚地表達出來,大家共同探討,使大家思維相互碰撞,努力撞擊出創造思維的火花。

以“感光功能高分子材料”為例,教師主要講述感光類高分子材料的光作用機理、感光基團、常見感光高分子材料,并通過英文前沿文獻的講述讓學生了解感光高分子材料的應用,隨后布置小組分工英文文獻閱讀,在下次課堂上讓各個小組代表進行文獻講述。文獻講述不需要全篇翻譯,注重理解該感光材料的合成方法和過程,以及其制備的目的和意義,并能通過小組討論與自主思考去試圖提出該文獻的創新點及不足之處,做到不迷信文獻。講述完成以后,教師帶領所有小組對各小組的表現對進行點評與提問,模擬答辯模式,很好地鍛煉學生的口頭表述能力和心理素質。最后進行小組相互評分,評出感光功能高分子材料專題文獻講述的第一名,充分提升同學們的競爭意識,引爆課堂氣氛。

四、功能設計的綜合應用

最后4課時為考核課時,考核目的為讓學生具備可以初步具備設計特定功能高分子材料的能力,比如選取“我身邊的綜合功能高分子材料設備”,讓每小組選取生活中常用的物件,指出其所含有的兩種或多種功能高分子材料,并通過小組討論、課程復習及資料查閱指出如何設計新型的功能高分子材料來取代傳統材料。例如,有小組圍繞“手機”進行協作,指出手機的表觀柔感涂層為感光功能高分子材料,具有快速、綠色、高效的特點,可采取無機填料與高分子復合的方法進行性能改進;而手機的內層電路板為導電高分子材料,可通過先進的印刷電子的方法快速制備一體化電路,降低制作成本。由此,讓學生從更深層面上理解功能高分子材料擁有廣泛應用性的特點,消除了學生“學而無以致用”的疑慮,顯著提高了學生的主觀能動性,有效培養了學生的綜合能力和創新思維。

總之,在功能高分子設計課程中,開展雙語教學與探究式教學相結合的方法對于人才培養是一項非常有意義的工程,在教學實施過程中,因材施教、循序漸進,從教學的準備、策略、方法和細節等各環節精心設計及有效實施,并不斷探索與改進。培養出既具有深厚的專業知識基礎,又具有良好專業外語的運用能力,同時洞悉學科前沿的創新性復合人才。

參考文獻:

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[3]呂明生,王淑軍.食品分析課程教學實踐與實踐[J].科教文匯,2008,(1),44-47.

篇10

    為保證廣安大街市政道路工程建設的順利實施,做好拆遷居民安置工作,經市政府同意,將部分開發企業現有的拆遷房源作為廣安大街拆遷專項用房(以下簡稱專項用房),現就有關問題通知如下:

    一、專項用房享受經濟適用住房建設的扶持政策,即土地行政劃撥,21項行政事業性收費減半征收。

    二、專項用房專項提供給廣安大街市政工程被拆遷居民選購。被拆遷居民如要享受本市經濟適用住房政策,可購買專項用房或經市政府批準上市的經濟適用住房,并憑所在區政府出具的證明到開發企業購房。

    三、專項用房價格由市物價局會同市建委按經濟適用住房定價原則審定。開發企業不得以任何方式變相提高價格。

    四、市建委、計委、規劃委、國土房管局等有關部門要按照各自職責,對專項用房的工程質量、審批手續等項內容進行審核,并督促有關開發建設單位按要求完善。崇文區政府和宣武區政府根據審核結果,對專項用房的價格、質量、配套情況等項內容進行認定,滿足拆遷居民入住條件的房源,由區政府分期分批公布。

    五、被拆遷居民凡購買區政府公布的專項用房,具有經濟適用住房產權。產權發證部門依據購房合同和購房人付款憑證,在30日內頒發產權證。開發企業負責辦理產權登記手續。

    六、廣安大街拆遷工作完成后,開發企業將購房人證明和銷售合同報區政府核準匯總,開發企業憑區政府出具的證明,統一按照經濟適用住房政策辦理土地劃撥及有關費用的減半征收手續,并可按京財稅(99)1201號《轉發財政部、國家稅務總局關于調整房地產市場稅收政策的通知》,享受有關財稅減免政策。開發企業購買的拆遷房源專項用于廣安大街拆遷的,按照被拆遷居民實際購房面積免收開發企業購買房源發生的有關稅費。

    七、對于部分房屋已交納的土地出讓金等費用,由征收管理部門退還或在開發單位后續建設項目中抵減,已享受返還或免收政策的開發項目,不再抵減。

    八、專項用房的物業管理費用執行市京價(房)字〔2000〕163號《北京市經濟適用住房小區物業管理服務收費辦法(試行)》規定的經濟適用住房物業管理收費標準,并按規定的期限收取。任何單位不得以拆遷安置為由,一次收取長期的物業管理費和供暖費等費用。