怀山药成分的热解气相色谱-质谱分析

采用毛细管气相色谱-质谱仪,考察了怀山药在300、400、450及500℃下的热解反应．对怀山药的热解产物进行了分析,首次发现山药热解产物中含有咖啡因成分．确证咖啡因成分是山药中化学成分裂解所产生的．     

基于培养学生科学实验能力的综合性多步有机合成实验设计与实践:咖啡因的化学合成与表征*

在大学有机化学的经典实验“从茶叶中提取咖啡因”的基础上,设计了以氰乙酸与二甲基脲为原料的“咖啡因的化学合成与表征”综合性实验。该实验操作过程易于控制,重复性较好,通过熔点、紫外、红外、核磁共振、质谱等手段对产物进行了结构表征。通过该实验,学生不仅可以巩固蒸馏、过滤及重结晶等基本实验操作,而且有助于提高对有机化合物合成研究过程的认识,有利于学生综合实验能力的培养。     

自茶叶中提取咖啡因实验教学探索与研究

自茶叶中提取咖啡因是大学有机化学实验教学中关于天然产物提取的经典实验,目前国内高校大多采用文献[1]进行实验教学,但该文献中关于咖啡因提取液炒干时的状态,加入生石灰以中和丹宁酸的量及升华时沙浴的温度等方面不准确,从而在实验教学中经常出现升华产物色泽不好、咖啡因晶体颗粒短小、甚至无升华产物等现象。为此,笔者经过多年的教学探索与研究,使上述问题得到较好解决。     

咖啡因女神的复仇

通过虚构咖啡因女神的复仇计划,以奇幻的手法介绍了咖啡因的历史、化学性质、提取方法、体内代谢途径及生理功能特征。用通俗易懂的语言和扣人心弦的情节科普了咖啡因在体内的作用机制。文中一个少年因无知而顶撞了咖啡因女神,引发女神复仇行动,她引诱少年提取、销售毒品级咖啡因,又因少年的道歉而心软,在交易已经达成之时决定停止复仇。然而少年销售咖啡因却是因其药物性质而非毒品性质,女神的复仇计划落空,皆大欢喜。     

咖啡因提取的综合性实验教学

介绍了一个综合性化学实验。该实验以绿茶为原料,95%的乙醇为提取剂,通过索氏提取器提取、常压蒸馏及升华等实验操作,得到咖啡因产品。通过超高效合相色谱法（Ultra Performance Convergence Chromatography,UPC2）确定咖啡因的含量,熔点测定法及1H-NMR归属分析表征结构。本实验将经典的有机化学实验和先进的分析测试仪器相结合,提高了学生的实验综合能力,激发了学生的科研兴趣和探索精神。     

从速溶咖啡中提取咖啡因

学生做完从茶叶中提取咖啡因的实验,还想了解从咖啡中提取咖啡因的方法,而相关的文献极少。为了解决学生的困惑,介绍了从速溶咖啡中提取咖啡因的实验,即通过抽滤、萃取、干燥、蒸馏、升华等操作获得纯净的咖啡因。学生可以结合提供的信息,通过2种不同物质提取咖啡因方法的比较,更好地理解物质性质与实验方法、操作步骤的对应关系,从而提高对提取物质实验的认识和操作方法的理解,增强创新能力和实践能力。     

钯催化咖啡因C—H键直接烷氧基羰基化反应生成8-酯基咖啡因衍生物

咖啡因羰基衍生物在药物活性及生物荧光方面表现优异性能,其简便合成方法备受关注.从咖啡因C—H键直接出发,研究了过渡金属钯配合物催化咖啡因C—H键与醇的氧化羰基化反应.以Pd Cl_2(PPh_3)_2为催化剂,以醋酸铜为氧化剂的反应体系下,不同咖啡因衍生物与不同醇均能进行氧化羰基化反应,得到了一系列8-酯基咖啡因衍生物.反应所用CO为一个大气压,操作简便,溴、烯烃和苯环等官能团都与体系有很好的兼容性.     

溴水与苯酚反应产物的探讨

通过查阅文献和实验探究了苯酚的几种溴代产物在水、苯酚熔液和苯酚水溶液中的溶解性;从有机反应的理论角度探讨了苯酚溴代反应机理及产物的确证,指出苯酚与溴水反应的产物是2,4,6-三溴苯酚。     

咖啡因的升华装置的优化和形象化展现

“茶叶中咖啡因的提取实验”是有机化学的一个经典实验。对传统的升华装置进行了改进,让升华实验更加简单高效,并且能够看到咖啡因晶体聚集和长大的过程,该装置便于咖啡因的收集,能对所收集的咖啡因进行定量计算,同时增加了采用薄层色谱法对浓缩液中咖啡因进行定性鉴定的实验环节。改进的实验丰富了实验内容,降低了实验可能的失误,提高了实验的安全性,创造性地运用实验室的显微熔点仪和智能手机成功地对咖啡因晶体的形貌进行了拍摄,增加了实验的趣味性。     

甲烷在熔融碱金属碳酸盐中的还原行为研究

针对CH4在熔融碳酸盐中转化的新体系,研究了CH4在熔融碳酸盐介质中的还原行为.对CH4与熔融碳酸盐(Li2CO3、Na2CO,、K2CO3)的反应产物组分作了热力学分析,进行了实验研究,并对反应机制进行民探讨,研究结果表明,气体产物中CO、CO2的含量随反应温度的升高而增加;随反应时间的增加而降低;反应活性大小变化规律为:Li2CO3>Na2CO3>K2CO3,实验结果与理论分析相符.混合熔融盐具有更高的CO选择性,并且气体产物中CO、CO2浓度及CH4转化率随反应时间增加降低较快,较纯组分更适合作CH4转化反应介质.反应机制的推测表明H2、CO、CO2的产生分别来自于CH4裂解及裂解C与熔融碱金属碳酸盐的反应.     

催化剂对CaO固硫反应活性的影响研究

用热天平研究了在CaO中添加不同催化剂对固硫反应进程及固硫反应转化率的影响,并采用等效粒子模型处理实验数据,计算了固硫反应两个阶段(表面化学反应控制阶段及产物层扩散控制阶段)的动力学参数。实验表明不同的催化剂对CaO固硫的影响效果和机制不同：催化剂KNO3,NaNO3使表面化学反应活化能和产物层扩散控制阶段反应活化能降低,但同时也使表面化学反应指前因子和扩散系数指前因子降低;而催化剂Fe2O,V2O5增大了表面化学活化能和产物层扩散控制阶段反应活化能,但同时也增大了表面化学反应指前因子和扩散系数指前因子。并发现几种催化剂对活化能和指前因子的影响都具有耦合性,因此单以表面化学反应活化能或产物层扩散控制阶段反应活化能来判断固硫反应活性是不够全面的,应计算出具体温度下的反应速率常数和产物层扩散系数值,才能准确地反映固硫反应的活性。     

竹红菌甲素的光化学——Ⅳ.竹红菌甲素敏化二苯胺光氧化反应的研究

本文研究了以竹红菌甲素为光敏剂敏化二苯胺的光氧化反应。分离并鉴定了在乙腈和甲醇两种溶剂中的反应产物,初步探讨了反应机制。由实验结果推断,在乙腈中二苯胺与单重态氧反应生成N-苯基对醌亚胺。在甲醇中,占优势的是通过与单重态氧无关的反应途径生成N-苯基对醌亚胺。溶剂甲醇也参与了反应,生成一种新产物。二苯胺与单重态氧的反应只占一小部分。     

单质硒促进的格氏试剂自偶联反应

通过探讨镁屑和单质硒的量、催化剂及配体等对反应的影响,获得制备对称偶联产物的较佳实验条件,成功得到较高分离产率(65%～92%)的15个对称芳烃或烷烃偶联目标产物,在实验结果基础上,提出了硒可在反应中循环的合理机理.     

四氢萘与香豆素反应研究——Ⅰ. 供氢溶剂下香豆素和氢化香豆素反应行为研究

本实验证明了: (1)香豆素和四氢萘反应生成氢化香豆素; 2)氢化香豆素是一种比较稳定的产物, 但在一定条件下可以进一步反应生成其它产物。文中给出了应用多种方法对中间物及产物的分析结果。动力学实验及产物分析结果表明氢化香豆素的大多数反应步骤是按连串反应进行。本文提出的反应机理较好地解释了实验现象。     

丙烷甲醇制烯烃共反应的热力学和动力学分析

通过计算和实验研究相结合的方法研究丙烷甲醇共进料制烯烃反应热力学及动力学过程.热力学过程采用Gibbs最小自由能法模拟丙烷甲醇制烯烃反应体系的平衡组成,同时结合响应面分析法建立了温度、压力、丙烷甲醇进料摩尔比对产物中丙烯的摩尔分数的函数关系,通过回归方程分析最佳工艺范围.热力学分析了反应条件对平衡产物的影响,随着反应温度升高,平衡产物丙烯的质量分数先增高后降低;平衡产物中丙烯的质量分数随着丙烷甲醇进料中丙烷摩尔比增高而增高,但是实际的反应状态和催化剂也是相关的,因此研究了存在催化剂情况下,丙烷脱氢和丙烷甲醇共进料反应的活化能.反应活化能动力学实验表明,通过添加少量甲醇可以降低耦合过程中丙烷脱氢表观活化能.     

谈甲烷与氯气反应的教学误区

通过对有机化合物和取代反应概念的建构分析, 表明甲烷与氯气反应在有机化学教学中有重要的地位。通过理论和实验手段, 对日常教学中存在的一些见解, 如反应条件(光源的选择)、反应产物种类数、产物的验证方法、反应物的比例、实验危险性等进行了剖析, 并提出了甲烷与氯气反应的实验方案。根据教学误区产生的原因, 提出了减少和消除教学误区的努力方向。     

用于大气化学反应和二次有机气溶胶研究的实验室烟雾箱系统的搭建、测试与初步实验

为了从本质上认识和了解大气氧化反应进程以及二次有机气溶胶的形成机制,设计并搭建了一套实验室模拟烟雾箱系统．将质子转移反应质谱、同步辐射光电离质谱及气溶胶激光飞行时间质谱等特色质谱检测系统与烟雾箱结合,用于大气氧化反应气相和粒子相产物的定量与定性分析．通过一系列表征实验获得了该系统的基本参数,如烟雾箱内温度和光强特征,气体化合物和颗粒物的壁损耗速率,零空气的背景反应性及实验结果的可重复性．臭氧氧化α-蒎烯定量化实验和OH启动异戊二烯光氧化反应的定性检测结果进一步表明了该系统能够满足大气化学反应过程中气相和粒子相化学成分的定性分析及二次有机气溶胶的定量化研究的需要.     

碳前驱体CH3ArCH2NH2热解反应的热力学和动力学DFT研究

在实验研究基础上,通过量子化学理论计算对碳前驱体CH3ArCH2NH2的热裂解机理作了进一步的研究.利用Gaussian98程序包中AM1方法及DFTUB3LYP/3-21G*方法,对化合物5种可能热裂解路径的热力学和动力学计算结果表明,CH3ArCH2NH2热裂解的主反应路径为生成自由基CH3ArCH2*和NH2*,其主反应路径AM1计算的活化能Ea=230.78kJ/mol,DFT计算的活化能Ea=321.18kJ/mol;比较键焓计算的数据与相应的实验数据,发现DFT计算结果与实验结果吻合得较好;通过分析优化的反应物及产物自由基的部分结构参数,了解了理论支持主反应的原因;计算的产物自由基的空间构型表明主反应路径生成的产物自由基相互间若进行稠环缩合反应,将获得分子平面取向性很好的稠环芳烃产物.     

咖啡因及其代谢物的检测及应用研究进展

咖啡因是茶叶、咖啡豆等天然植物中常见的一种黄嘌呤类生物碱化合物,在生活中普遍存在,与生命健康关系紧密,临床上常用于治疗神经衰弱和昏迷复苏,是世界上使用最为广泛的精神活性药物,也因其具有成瘾性,被列入国家管制的精神药品范围。咖啡因体内代谢过程复杂,现已发现有15种代谢产物。咖啡因及其代谢物因其重要的科研应用价值一直受到普遍关注。本文综述了近年来关于咖啡因及其代谢物的研究,总结了咖啡因及其代谢物的检测方法及应用方面内容,以期为检验或临床工作者提供参考。     

肉桂酸的逆合成分析、合成设计及实验制备——一次设计型实验课的探索

以肉桂酸为目标产物,通过逆合成分析、合成设计,采用不同的实验方法合成制备,介绍了水相Heck反应、无溶剂Perkin反应、水相Wittig反应、水相Knoevenagel反应,拓展了学生的合成设计思维。本实验涵盖了目标产物的合成、纯化与表征,让学生认识和完成了一个基本的科研过程,提高了学生的综合能力。