用苯甲醛作原料的多步合成

在有机实验基本操作技能和单步骤合成实验训练的基础上,进行多步骤制备实验,对同学独立工作能力和严格认真的科学态度的培养都极为有益. 这里将介绍由苯甲醛为起始原料的一套多步骤合成实验.首先将苯甲醛在辅酶-硫胺(维生素B_1)催化下合成安息香,然后由安息香分别进行两组实验,一组由硼氢化钠进行立体有选择性还原,并进一步反应生成缩酮,通过HNMR测定缩酮从而确证二醇的结构;另一组则将安息香氧化成二苯基乙二酮,再重排成二苯基羟基乙酸,最后在对甲苯磺酸存在下脱水生成交酯.合成步骤见下页左上.这套多步骤合成实验涉及到的反应有酶催化、金属     

绿色催化氧化合成邻硝基苯甲醛——一个氧化合成教学实验

采用“科学问题为目标导向”的实验教学指导原则,将邻硝基苯甲醛的绿色合成工艺开发为有机化学基础实验,丰富了绿色氧化反应在实验教学中的应用。本新创实验以水溶性2-(2,2,6,6-四甲基-4-亚哌啶基-1-氧化物)乙酸(简称TEMPO-COOH)为催化剂,在摩尔分数0.1%用量下,催化次氯酸钠氧化邻硝基苄醇,实现了重要有机合成中间体邻硝基苯甲醛的高选择性绿色催化合成,产率达93%,纯度>99%。作为本科生基础教学实验,本案例不仅涉及多种有机化学实验基本操作,还包含反应监测、结构表征、纯度分析等重要环节,同时还融入了绿色化学理念和有机合成方法学研究的实验探究过程。该新创实验所用试剂环境友好,安全性高,教学时长约为3–4 h,非常适合用于有机化学基础实验教学。以本实验方案为蓝本,结合有关氧化反应研究进展的微课学习和拓展练习,实现了理论知识与合成实践之间的有效互动,提升了化学专业本科生解决较为复杂有机合成问题的综合能力,提高了化学类人才的培养质量。     

水相中锌促进的羰基化合物频哪醇偶联反应实验设计

介绍水相中锌促进的羰基化合物频哪醇偶联反应的实验设计。通过苯甲醛频哪醇偶联反应得到相应的1,2-二苯基．1,2-乙二醇,学习水相有机反应和微量反应的基本操作,加强基础研究、绿色化学与有机化学实验之间的紧密联系。     

水相Barbier-Grignard反应实验设计

介绍水相中进行的Barbier—Grignard反应实验设计。通过苯甲醛的烯丙基化反应得到相应的1-苯基-3-丁烯-1-醇,了解水相Barbier—Grignard有机反应,学习微量反应的基本操作和1HNMR谱图分析,将基础研究和绿色化学、有机化学实验紧密地结合起来。     

L-亮氨酸衍生物手性氨基醇的合成及其对布洛芬和扁桃酸对映异构体的手性识别

对甲基苯胺经甲基化、甲酰化得到5,N,N-三甲基-2-氨基苯甲醛;对L-亮氨酸经酯化、格氏反应得到二齿手性氨基醇.二齿手性氨基醇与上述醛经缩合、还原反应,得到三齿手性氨基醇.产物结构经IR,MS和1H NMR等进行了表征;通过改变主客体的浓度及手性羧酸的纯度,运用1H NMR分别考察了主体二齿手性氨基醇、三齿手性氨基醇对客体布洛芬和扁桃酸对映异构体的手性识别能力.结果表明:当主客体物质的量之比为1:1时,三齿手性氨基醇对布洛芬消旋体的a位甲基质子及扁桃酸消旋体的a位质子分别产生11.2和9.2 Hz的化学位移差值.     

苯甲醛在光催化反应中氧化还原选择性的理论研究

采用密度泛函理论方法在M06-2X/6-311G^*水平上模拟了不同反应条件下, TiO₂对苯甲醛的光催化还原和氧化的反应. 计算结果表明, 苯甲醛的光催化还原和氧化反应均可在常温下发生; 在缺氧但有乙醇存在的条件下, 乙醇分子可与氧化性物质发生反应, 生成醇自由基, 苯甲醛主要发生光催化还原反应生成苯甲醇; 在有氧气但无乙醇存在条件下, 还原性的光生电子被氧气捕获, 避免了苯甲醛被还原, 主要发生光催化氧化反应生成苯甲酸.     

L-亮氨酸衍生物手性氨基醇的合成与应用

以N,N-二甲基苯胺为原料,经对位溴化、邻位甲酰化得到5-溴-2-(二甲氨基)苯甲醛;L-亮氨酸经酯化、格氏反应得到二齿手性氨基醇;将5-溴-2-(二甲氨基)苯甲醛与上述氨基醇经缩合、还原得到三齿手性氨基醇;产物经红外光谱(IR)、质谱(MS)及核磁共振氢谱(1H-NMR)表征,考察了二齿手性氨基醇和三齿手性氨基醇作为...     

CO_2/H_2O混合绿色介质中的有机催化反应

绿色化学是化学发展的必然趋势。有效利用绿色溶剂是绿色化学的重要内容。CO2和H2O混合体系是具有很多特点的绿色反应介质,可以用于不同化学反应,特别是弱酸催化的反应,从而替代传统的有机酸和无机酸。本文讨论了CO2/H2O体系的酸性随温度和压力的变化,综述了在CO2/H2O混合绿色介质中有机化学反应研究进展,这些反应包括脱水反应、烷基化反应、香茅醛环化反应、重氮化反应、多元醇转化成环醚的反应、溴氧化反应、芳硝基化合物选择性还原、多糖水解反应、生物质转化反应、环氧丙烷水解反应、脱羧反应、醇氧化反应、对映选择氧化反应以及酮不对称还原;最后对CO2/H2O体系在化学反应中应用的发展趋势进行了探讨。     

氢化铝锂还原α，β-不饱和羰基化合物的新反应——一种合成l，3-二醇的简便方法

在0℃下，以四氢呋喃为溶剂，用氢化铝锂还原α，β-不饱和酯和配，除得到 正常的还原产物一醇外，还以适中的产率方便地得到1，3—二醇，该反应原料易得 ，操作简单，有望应用于合成含有1，3—二醇骨架结构的天然产物。     

1,5-苯并二氮杂卓的一步合成综合性实验探索

设计了一个有机合成综合性实验,该实验以邻苯二胺、乙酰乙酸乙酯、苯甲醛为原料,在磷钨酸催化、乙醇作溶剂、冰水浴条件下一步3组分合成1,5-苯并二氮杂卓化合物。实验实现了该化合物由原来的多步合成转化为一步合成,不但避免了中间产物的分离,而且反应条件温和、操作简便、产物收率高、环境友好等,是绿色化学在有机合成中的实际应用,以及现代有机合成方法的具体体现,也是培养学生创新实验能力的较好途径和方法。     

Synthesis of new enantiomerically pure C1- and C2-symmetric N-alkyl-benzimidazolium and thiazolium salts

Starting from the commercially available enantiopure (1S,2S)-2-amino-1-phenyl-1,3-propanediol novel enantiomerically pure benzimidazoles were prepared; N-alkylation gave chiral benzimidazolium salts, which were tested in asymmetric benzoin condensations. The synthesis of conceptually new, enantiomerically pure, C₂ symmetric bis-thiazolium and bis-benzimidazolium salts was also developed. These new chiral heterocycles were employed as catalysts in the asymmetric dimerisation of benzaldehyde to give benzoin with moderate enantioselectivity.     

生物醌分子伏安响应的多电子转移辨析

电化学反应中,一个基元电子转移反应仅对应一个电子交换,实际上多电子转移反应也涉及对应数目的单电子转移步骤,分离、辨析每个电子基元反应的氧化还原峰电位十分重要. 本文以辅酶Q₀（CoQ₀）、亚甲基桥连双辅酶Q₀（Bis-CoQ₀）为模型,采用循环伏安和方波伏安技术研究其电化学特性,提出了一种应用于多电子转移体系、分析单个电子转移电位的方法. 实验表明,CoQ₀经历两步单电子还原反应;Bis-CoQ₀中两个醌单元发生强电子相互作用,电极过程为4电子多步转移. 对于表观上的4电子“三步”转移反应,拟用Lorentzian-Gaussian分峰拟合CoQ₀和Bis-CoQ₀体系方波伏安响应曲线,分别获取每个电子转移步骤的电位,进一步证明Bis-CoQ₀经历四分步单电子转移反应,为热力学研究提供更多信息.     

Eco-friendly synthesis of jasminaldehyde by condensation of 1-heptanal with benzaldehyde using hydrotalcite as a solid base catalyst

The catalytic activity of hydrotalcite ([M(II)_1−xM(III)_x(OH₂)]^x+(CO₃²⁻)_x/n·mH₂O; where M(II) = Mg, Ni, Zn and M(III) = Al) was evaluated for the synthesis of jasminaldehyde by solvent free condensation of 1-heptanal with benzaldehyde. The effect of activation of as-synthesized Mg-Al hydrotalcite samples of varied Mg/Al molar ratio on its catalytic activity was studied and correlated with their basicity as determined from the model test reaction. The effect of reaction parameters such as, amount of catalyst, benzaldehyde to 1-heptanal molar ratio and reaction temperature on conversion of 1-heptanal and selectivity of jasminaldehyde was studied in detail. Maximum selectivity of jasminaldehyde (86%) with 98% conversion of 1-heptanal was observed using as-synthesized Mg-Al hydrotalcite of Mg/Al molar ratio of 3.5 as a catalyst. The kinetics of the reaction was measured and reaction rate and order of reaction were determined under optimum reaction conditions. The catalyst was re-used upto three cycles without significant loss in its activity. The base catalyzed reaction mechanism for condensation of 1-heptanal with benzaldehyde is proposed.     

钴镁铝类水滑石液相选择性催化苯甲醇氧化合成苯甲醛

采用共沉淀法制备了不同Co₂AlMg_x(x=0.5、1、1.5和2)原子比的类水滑石,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、表面孔吸附(BET)及电感耦合等离子光谱(ICP)等技术手段表征了催化剂的结构、组成和比表面积,并考察了其催化苯甲醇选择氧化制苯甲醛的性能。 结果表明,随着Mg含量的增加,催化剂的碱性增强,苯甲醛的选择性提高。 在优化条件:苯甲醇0.02 mol,催化剂Co₂AlMg₁类水滑石100 mg,过氧化氢叔丁醇0.04 mol,溶剂乙腈8 mL,反应温度60 ℃,反应时间9 h下,苯甲醇的转化率为39.5%,苯甲醛的选择性达到89.2%。 催化剂重复使用5次后其活性与选择性未见明显降低,表明催化剂具有较好的稳定性。     

富氮多孔有机聚合物催化制备α⁃氰基肉桂酸乙酯

α-氰基肉桂酸乙酯作为含多种官能团的缺电子烯烃, 是一种极具应用价值的有机合成反应底物, 主要通过催化Knoevenagel缩合反应获得. 本文以多聚甲醛和三聚氰胺为前驱体, 采用溶剂热法制备富氮多孔有机聚合物mPMF, 经K₂CO₃处理得到K₂CO₃-mPMF-X(X=1, 10, 50). 考察了mPMF在苯甲醛和氰乙酸乙酯Knoevenagel缩合反应中的催化性能, 通过mPMF与K₂CO₃-mPMF-X催化活性的比较, 探讨了碱性强弱对Knoevenagel缩合反应的影响, 并对催化反应机理进行了探索. 结果表明, 催化剂中丰富的氮物种为反应提供了碱性环境和大量的碱性活性位点, 催化剂碱性强弱的控制是催化合成α-氰基肉桂酸乙酯的关键因素. mPMF在甲醇溶剂中于60 ℃反应3 h后, 苯甲醛转化率为97%, 目标产物选择性在99.9%以上.     

半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO2还原

本实验通过模拟植物光合作用,设计制备了新颖的光电联合催化池3D-ZnO/Ni BiVO4/FTO,用电化学沉积法制备了泡沫镍负载的ZnO纳米棒光电阴极和BiVO4光电阳极,以0.1 mol·L^−1 KHCO3水溶液作为电解质,1 mmol·L^−1曙红Y为光敏剂,在−0.6 V硅太阳电池的电压下光电催化还原CO2得到了乙醇、乙酸和甲醇,总产率22.5μmol·L^−1·h^−1·cm^−2。实现了将太阳能贮存为化学能并减少了空气中的CO2,加深了学生对绿色化学和植物Calvin循环机理的理解。     

光电化学分解水电池的电极性能提高方法及光阴极研究进展

光电化学水分解电池能够将太阳能直接转化为氢能,是一种理想的太阳能利用方式. p-n叠层电池具有理论转换效率高、成本低廉、材料选择灵活等优势,被认为是最有潜力的一类光电化学水分解电池. 然而,目前这类叠层电池的太阳能转化效率还不高,主要原因是单个电极的效率太低. 本文介绍了几种提高光电极分解水性能的方法--减小光生载流子的体相复合、表面复合以及抑制背反应等,同时综述了国内外关于几种p型半导体光阴极的研究进展,如Si、InP、CuIn_1-x GaxS(Se)₂、Cu₂ZnSnS₄等. 通过总结,作者提出一种p-Cu₂ZnSnS₄(CuIn_1-xGaxS(Se)₂)/n-Ta₃N₅(Fe₂O₃) 组装方式,有望获得高效低成本叠层光电化学水分解电池.     

[Co（NH3）6]Cl3实验中制备条件对配合物形成影响的讨论

针对[Co(NH3)6]Cl3制备实验中,反应条件不同会导致生成具有不同组成的Co(Ⅲ)氨配合物这一问题,系统探讨了制备过程中在配体NH3、Cl-和H2O共存时,[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2和[Co(NH3)5(H2O)]Cl3这三种Co(Ⅲ)氨配合物的生成条件和稳定性。通过对比分析各自的形成过程和制备条件,将化学原理应用于解释实验现象,可培养学生结合理论知识对实验案例进行对比分析的探究能力。     

Selective oxidation of alkenes catalysed by ruthenium(II) complexes containing coordinated perchlorate

Ruthenium(II) perchlorate complexes, [Ru(dppm)₃(ClO₄)]ClO₄ 1, [Ru(dppe)₃(ClO₄)]ClO₄ 2, and [Ru(dpae)₃(ClO₄)]ClO₄ 3, catalyse the selective homogeneous oxidation of alkenes with TBHP and H₂O₂ as oxidizing agents. Oxidation of cyclohexene with TBHP gave 2-cyclohexene-1-ol, 2-cyclohexenone and 1-(tert-butylperoxy)-2-cyclohexene. The homogeneous liquid phase oxidation of cyclohexene with TBHP shows appreciable solvent effect. Styrene on oxidation with TBHP gave benzaldehyde as the major product and styrene oxide as the minor product. Oxidation with H₂O₂ is radical-initiated and gives low conversion to products. TBHP and H₂O₂ are compared for their oxidizing ability and TBHP is more effective than H₂O₂ as an oxidizing agent. Linear and long chain alkenes are not efficiently oxidized. Cyclooctene and trans-stilbene are oxidized to the corresponding epoxides.     

Ag3PO4量子点/石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂的制备及其对苯甲醇选择性氧化活性

以热氧化剥离法得到的超薄石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片为载体,首次在室温条件下,制备了系列Ag₃PO₄量子点/g-C₃N₄纳米片复合光催化剂;通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL),对复合光催化剂的形貌、结构和光学性质进行了表征,考察了系列光催化剂对苯甲醇的光催化选择性氧化性能。 结果表明,粒径为3~5 nm Ag₃PO₄颗粒均匀分散g-C₃N₄纳米片上,结晶度良好。 以乙腈为溶剂时,当m(Ag₃PO₄)/m(g-C₃N₄)=0.6时,苯甲醇具有32.1%的最大转化率,对产物苯甲醛具有90%的最高选择性;活性物种捕捉实验结果表明,该催化氧化反应的主要活性物是光生空穴的氧化作用,能带计算结果表明,该复合催化剂结构具有合适的苯甲醇的氧化电位而选择性生成苯甲醛。