授课章节名称：第八章精细有机合成中的溶剂效应与催化

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1、第八章：精细有机合成中的溶剂效应与催化授课章节名称:第八章精细有机合成中的溶剂效应与催化授课时间：第周第节2学时一、教学目标与要求了解溶剂的分类和性质；掌握溶剂效应；熟悉溶剂对产物结构的影响；了解有机反应对溶剂的要求。掌握催化作用原理与特征二、重点与难点溶剂效应、催化作用原理与特征三、教学方法、手段（课堂讲授、讨论、实验等）课堂讲授四、思考题、讨论题、作业1、.在精细有机合成反应中，选择和使用溶剂时，首先要考虑溶剂对主反应的、、及的影响。2、衡量催化剂性能的关键指标是、、和。五、参考资料（含参考书、文献或网站等）

2、六、教学内容及课件设计第八章精细有机合成中的溶剂效应与催化第八章：精细有机合成中的溶剂效应与催化8.1溶剂的分类和性质根据溶剂是否具有极性和能否放出质子，可将溶剂分成四类：(1)极性质子溶剂这类溶剂极性强，介电常数大，具有能电离的质子，水、醇是常用的极性质子溶剂，他们最显著的特点是能同负离子或强电负性元素形成氢键，从而可对负离子产生很强的溶剂化作用。2)极性非质子溶剂又称偶极非质子溶剂或惰性质子溶剂，其介电常数大于15，偶极矩大于2.5D，故具有较强的极性。能对正离子产生很强的溶剂化作用。难于对负离子发生溶剂化。

3、如：DMF,DMSO,CEG（碳酸乙二醇酯）,HMPA（六甲基磷酰三胺），丙酮等。(3)非极性质子溶剂（醇类）(4)非极性非质子溶剂（乙醚，苯）8.2精细有机合成中的溶剂效应溶剂效应：溶剂对合成反应所产生的影响一、溶剂和溶质之间的相互作用力（1）库仑力：即静电吸引力，它包括离子－离子力和离子－偶极力。（2）范德华力：亦称内聚力，它包括偶极－偶极力（定向力）、偶极－诱导偶极力（诱导力）和瞬间偶极－诱导偶极力（色散力）。（3）专一性力：包括氢键缔和作用、电子对给体/电子对受体相互作用（电荷转移力）、溶剂化作用、离子化

4、作用、离解作用和增溶性相互作用等。第八章：精细有机合成中的溶剂效应与催化二、离子化及离解作用离子原：在固体时具有分子晶体的偶极型化合物，在液态时它仍以分子状态存在，但是当它与溶剂发生作用时可以形成离子。例如卤化物RX、氢化物HX和金属有机化合物等。离子体：在晶体态时是离子型的，而在熔融状态以及在稀溶液中则只以离子形式存在的化合物，例如金属卤化物等二元盐。离子化过程：离子原的共价键发生异裂产生离子对的过程。离解过程：离子对（缔和离子）转变为独立离子的过程。溶剂化作用：化合物A-B在溶剂中溶解时，溶剂与溶质（电解质）

5、间发生特殊的相互作用，使溶质改变原来的形态形成溶液，通常把这种作用叫做溶剂化作用。离子对：具有共同溶剂化层、电荷相反的成对电子，在溶剂中离子对和独立离子对处于平衡状态。三、偶极非质子溶剂与离子或分子的作用第八章：精细有机合成中的溶剂效应与催化偶极非质子溶剂是极性或可极化化合物的良好溶剂。化合物溶入这些溶剂中，正离子和负离子的溶剂化程度并不相同，这是因为在偶极非质子溶剂的分子结构中，常含有电负性的氧原子（如C=O,S=O,P=O）,负电中心位于氧上，而且氧原子周围无空间障碍，因此特别容易和正离子发生离子－偶极相互作

6、用，即溶剂与正离子产生很强的溶剂化作用。而偶极非质子溶剂的分子结构中，正极部分空间阻碍较大，故难于对负离子发生溶剂化。如：DMF（N，N－二甲基甲酰胺）,DMSO（二甲基亚砜）,CEG,HMPA（六甲基磷酰胺）等。8.3有机反应对溶剂的要求（1）溶剂对合成体系中反应物有较好的溶解性，或者使反应物在溶剂中能良好分散。（2）溶剂对反应物和产物不发生化学反应，不影响体系中催化剂的活性。（3）溶剂容易从反应物中回收，损失少，不影响精化产品后处理及提纯。（4）溶剂本身在反应条件下及回收溶剂过程中是稳定的。（5）溶剂尽可能不

7、需要太高的技术安全措施。（6）溶剂的毒性小，含溶剂废水容易处理。（7）溶剂的价格便宜，供应方便。8.4精细有机合成与催化（1）新的催化过程帮助提高经济效益和竞争能力1936年改性天然白土作为催化裂化催化剂生产高辛烷值汽油40年代初改用合成硅铝胶催化剂，提高了产率60年代又改用稀土分子筛催化剂，既进一步提高了汽油辛烷值，又极大地提高了产率。第八章：精细有机合成中的溶剂效应与催化（2）催化过程帮助解决危机SO2＋O2®SO3(V2O5)，无催化剂时，即使加热也几乎不生成SO3。N2＋H2®NH3(Fe催化剂)，若没有

8、铁催化剂，在反应温度为400℃时，其反应速度极慢，竞不能觉察出来，而当有铁催化剂的存在时，就实现工业生产合成氨。催化剂与化学反应（3）研究一个化学反应体系反应的平衡位置属于化学热力学多久能达到平衡位置属于化学动力学催化剂的定义（4）催化剂是一种能加速反应的速率而不改变反应的标准自由焓变化的物质。1）催化剂作为一种化学物质，它能够与反应物相互作用，但是在反应的终结它仍保持不