有機合成工(職業工種)(中級)最終定稿-資料下載頁

　　

【正文】 雜鍵，從而將兩個或多個分子或離子連接起來。有機化學反應類型可分為三種：極性反應，協同反應，自由基反應，其中協同反應與自由基反應又稱為非極性反應。非極性反應可以采用‘一鍋法’進行，而極性反應則需分步進行。因為極性反應的條件比較苛刻（無水、惰性氣體保護、強酸或強堿），而非極性反應的條件比較溫和。極性反應占80％，非極性反應占20％。極性反應的實質就是分子中負電性的原子與正電性的原子的結合。所謂負電性與正電性都是指廣義而言的，原子的負電性可以是負電荷，也可以是孤電子對；原子的正電性可以是正電荷也可以是空軌道。負電性與正電性的密度越大，反應活性越高，但是高密度的負電性原子通常與高密度的正電性原子結合，低密度的負電性原子與低密度的正電性原子結合。如果分子中同時存在兩種相反電荷的原子則產生環合反應，如果分子中存在兩種相同電荷的原子，此時與另一分子中相反電荷的原子結合時就容易產生副反應，通常密度較高電荷的原子先進行反應。因此，在記憶化學反應時，只需分清分子中那個原子是正電性的，那個原子是負電性的就可以了。不必去記憶什么人名反應來浪費記憶力，也不必對親核、親電反應的類型太在意。所以，學習化學反應時，主要的任務就是了解各種正電性的基團和負電性的基團。這些正電性的基團和負電性的基團稱之為合成子。有機合成心得（5）－后處理的問題在有機合成中，后處理的問題往往被大多數人所忽略，認為只要找對了合成方法，合成任務就可以事半功倍了，這話不錯，正確地合成方法固然重要，但是有機合成的任務是拿到相當純的產品，任何反應沒有100％產率的，總要伴隨或多或少的副反應，產生或多或少的雜質，反應完成后，面臨的巨大問題就是從反應混合體系中分離出純的產品。后處理的目的就是采用盡可能的辦法來完成這一任務。為什么對后處理的問題容易忽視呢？我們平時所看到的各種文獻尤其是學術性的研究論文對這一問題往往重視不夠或者很輕視，他們重視的往往是新的合成方法，合成試劑等。專利中對這一問題也是輕描淡寫，因為這涉及到商業利潤問題。有機教科書中對這一問體更是沒有談論到。只有參加過工業有機合成項目的人才能認識到這一問題的重要性，有時反應做的在好，后處理產生問題得不到純的產品，企業損失往往巨大。這時才認識到有機合成不光是合成方法的問題，還涉及到許多方面的問題，那一方面的問題考慮不周，都有可能前功盡棄。后處理問題從哪里可以學到？除了向有經驗的科研人員多多請教外，自己也應處處留心，雖說各種文獻中涉及較少，但是還有不少論文是涉及到的，這就要求自己多思考，多整理，舉一反三。另外，在科研工作中，應注意吸取經驗，多多磨練。完成后處理問題的基本知識還是有機化合物的物理和化學性質，后處理就是這些性質的具體應用。當然，首先要把反應做的很好，盡量減少副反應的發生，這樣可以減輕后處理的壓力。因此，后處理還是考驗一個人的基本功問題，只有化學學好了才有可能出色的完成后處理任務。后處理根據反應的目的有不同的解決辦法，如果在實驗室中，只是為了發表論文，得到純化合物的目的就是為了作各種光譜，那么問題就簡單了，得到純化合物的方法不外就是走柱子，tlc，制備色譜等方法，不用考慮太多的問題，而且得到的化合物還比較純；如果是為了工業生產的目的，則問題就復雜了，盡量用簡便、成本低的方法，實驗室中的那一套就不行了，如果您還是采用實驗室中的方法則企業就虧損了。后處理過程的優劣檢驗標準是：（1）產品是否最大限度的回收了，并保證質量；（2）原料、中間體、溶劑及有價值的副產物是否最大限度的得到了回收利用；（3）后處理步驟，無論是工藝還是設備，是否足夠簡化；（4）三廢量是否達到最小。后處理的幾個常用而實用的方法：（1）有機酸堿性化合物的分離提純具有酸堿性基團的有機化合物，可以得失質子形成離子化合物，而離子化合物與原來的母體化合物具有不同的物理化學性質。堿性化合物用有機酸或無機酸處理得到胺鹽，酸性化合物用有機堿或無機堿處理得到鈉鹽或有機鹽。根據有機化合物酸堿性的強弱，有機、無計酸堿一般為甲酸、乙酸、鹽酸、硫酸、磷酸。堿為三乙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等。在一般情況下，離子化合物在水中具有相當大的溶解性，而在有機溶劑中溶解度很小，同時活性碳只能夠吸附非離子型的雜質和色素。利用以上的這些性質可對酸堿性有機化合物進行提純。以上性質對所有酸堿性化合物并不通用，一般情況下，分子中酸堿性基團分子量所占整個分子的分子量比例越大，則離子化合物的水溶性就越大，分子中含有的水溶性基團例如羥基越多，則水溶性越大，因此，以上性質適用于小分子的酸堿化合物。對于大分子的化合物，則水溶性就明顯降低。酸堿性基團包括氨基。酸性基團包括：酰氨基、羧基、酚羥基、磺酰氨基、硫酚基、1，3－二羰基化合物等等。值得注意的是，氨基化合物一般為堿性基團，但是在連有強吸電子基團時就變為酸性化合物，例如酰氨基和磺酰氨基化合物，這類化合物在氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿作用下就容易失去質子而形成鈉鹽。中合吸附法：將酸堿性化合物轉變為離子化合物，使其溶于水，用活性碳吸附雜質后過濾，則除去了不含酸堿性基團的雜質和機械雜質，再加酸堿中合回母體分子狀態，這是回收和提純酸堿性產品的方法。由于活性碳不吸附離子，故有活性碳吸附造成的產品損失忽劣不計。化學學習考研復試調劑，提供免費真題筆記課件教材等，為化學工作者提供學中和萃取法：是工業過程和實驗室中常見的方法，它利用酸堿性有機化合物生成離子時溶于水而母體分子狀態溶于有機溶劑的特點，通過加入酸堿使母體化合物生成離子溶于水實現相的轉移而用非水溶性的有機溶劑萃取非酸堿性雜質，使其溶于有機溶劑從而實現雜質與產物分離的方法。成鹽法：對于非水溶性的大分子有機離子化合物，可使有機酸堿性化合物在有機溶劑中成鹽析出結晶來，而非成鹽的雜質依然留在有機溶劑中，從而實現有機酸堿性化合物與非酸堿性雜質分離，酸堿性有機雜質的分離可通過將析出的結晶再重結晶，從而將酸堿性有機雜質分離。對于大分子的有機酸堿化合物的鹽此時還可以采用水洗滌除去小分子的酸堿化合物已經成鹽且具有水溶性的雜質。對于水溶性的有機離子化合物，可在水中成鹽后，將水用共沸蒸餾或直接蒸餾除去，殘余物用有機溶劑充分洗滌幾次，從而將雜質與產品分離。以上三種方法并不是孤立的，可根據化合物的性質和產品質量標準的要求，采用相結合的方法，盡量得到相當純度的產品。（2）幾種特殊的有機萃取溶劑正丁醇：大多數的小分子醇是水溶性的，例如甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇等。大多數的高分子量醇是非水溶性的，而是親脂性的能夠溶于有機溶劑。但是中間的醇類溶劑例如正丁醇是一個很好的有機萃取溶劑。正丁醇本身不溶于水，同時又具有小分子醇和大分子醇的共同特點。它能夠溶解一些能夠用小分子醇溶解的極性化合物，而同時又不溶于水。利用這個性質可以采用正丁醇從水溶液中萃取極性的反應產物。丁酮：性質介于小分子酮和大分子酮之間。不像丙酮能夠溶于水，丁酮不溶于水，可用來從水中萃取產物。乙酸丁酯：性質介于小分子和大分子酯之間，在水中的溶解度極小，不像乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，可從水中萃取有機化合物，尤其是氨基酸的化合物，因此在抗生素工業中常用來萃取頭孢、青霉素等大分子含氨基酸的化合物。丁基叔丁基醚：性質介于小分子和大分子醚之間，兩者的極性相對較小，類似于正己烷和石油醚，二者在水中的溶解度較小。可用于極性非常小的分子的結晶溶劑和萃取溶劑。也可用于極性較大的化合物的結晶和萃取溶劑。（3）做完反應后，應該首先采用萃取的方法，首先除去一部分雜質，這是利用雜質與產物在不同溶劑中的溶解度不同的性質（4）稀酸的水溶液洗去一部分堿性雜質。例如，反應物為堿性，而產物為中性，可用稀酸洗去堿性反應物。例如胺基化合物的酰化反應。（5）稀堿的水溶液洗去一部分酸性雜質。反應物為酸性，而產物為中性，可用稀堿洗去酸性反應物。例如羧基化合物的酯化反應。化學學習考研復試調劑，提供免費真題筆記課件教材等，為化學工作者提供學習和科研、工作等的網絡交流平臺（6）用水洗去一部分水溶性雜質。例如，低級醇的酯化反應，可用水洗去水溶性的反應物醇。（7）如果產物要從水中結晶出來，且在水溶液中的溶解度又較大，可嘗試加入氯化鈉、氯化銨等無機鹽，降低產物在水溶液中的溶解度－鹽析的方法。（8）有時可用兩種不互溶的有機溶劑作為萃取劑，例如反應在氯仿中進行，可用石油醚或正己烷作為萃取劑來除去一部分極性小的雜質，反過來可用氯仿萃取來除去極性大的雜質。（9）兩種互溶的溶劑有時加入另外一種物質可變的互不相容，例如，在水作溶劑的情況下，反應完畢后，可往體系中加入無機鹽氯化鈉，氯化鉀使水飽和，此時加入丙酮，乙醇，乙腈等溶劑可將產物從水中提取出來。（10）結晶與重結晶的方法 基本原理是利用相似相容原理。即極性強的化合物用極性溶劑重結晶，極性弱的化合物用非極性溶劑重結晶。對于較難結晶的化合物，例如油狀物、膠狀物等有時采用混合溶劑的方法，但是混合溶劑的搭配很篇三：有機合成心得搞了十余年藥物研發，感覺最深刻的是關鍵要有一個靈活的頭腦和豐富的有機合成知識，靈活的頭腦是天生的，豐富的有機合成知識是靠大量的閱讀和高手交流得到的。二者缺一不可，只有有機合成知識而沒有靈活的頭腦把知識靈活的應用，充其量只是有機合成匠人，成不了高手，也就沒有創造性。只有靈活的頭腦而沒有知識，只能做無米之炊。一個有機合成高手在頭腦中掌握的有機化學反應最少應為300個以上，并能靈活的加以運用，熟悉其中的原理（機理），爛熟于胸，就像國學大師爛熟四書五經一樣，看到了一個分子結構，稍加思索，其合成路線應該馬上在腦中浮現出來。有機合成心得（2）－基本功的訓練每個行業都有自己的基本功，有機合成的基本功就是對有機化學反應的理解掌握與靈活運用。那么對有機化學反應的理解掌握應從那方面入手？你在大學里學到的有機合成知識，只是入門的東西，遠遠達不到高手的水平，學了四年化學，基本上不理解化學。遇到問題還是束手無策，不知從何處下手。這不是你的問題，而是大學教育體制的問題，在大學階段應該打下堅實的基本功，然后才能專，而我們的大學在這方面還做的遠遠不夠。下面我推薦幾本有機合成方面的書籍希望能夠達到上述的目的：有機化學反應的理解掌握方面的書籍： ’s advanced organic , .。sundberg, .: advanced organic : organic ：新編有機合成化學 ：有機合成設計 前三本書是從機理方面來討論有機合成的，5兩本書是從官能團轉變的角度討論有機合成的，第6本書是討論有機合成路線設計的。以上幾本書應該隨時放在自己的身邊，作為案頭書。認真精讀，達到記憶理解，把反應分類記憶理解，這時你可能感覺很枯燥乏味，不要緊，經過一段時間的合成研究再回過頭來閱讀，就會感覺耳目一新，有新的理解。掌握了這幾本書，可以說您已經打下了一定的有機合成基本功，這時你應該最少掌握300個反應了，但并不意味者你已經成為了有機合成高手，接下來你需要做的是將學到的有機合成知識能夠靈活運用，熟練的理解化學反應在什么情況下應用。下面推薦的幾本雜志，主要是關于如何運用有機化學反應的。 synthesis(80vol.) process research amp。 ，主要講述一些化工產品的工藝研究，書中的反應均用在大規模的制備上，對產業化的研究很有幫助，這些反應具有很強的實用性，對理解化學反應的應用很有幫助。經過以上知識的訓練，你已經具備成為有機合成高手的潛力了，接下來需要做的就是大量的實踐研究了，相信經過自己的努力和多年的實踐，多次的失敗，吃的苦中苦，你就成為有機合成高手了。有機合成心得（3）－合成路線的選擇合成路線的設計與選擇是有機合成中很重要的一個方面，它反映了一個有機合成人員的基本功和知識的豐富性與靈活的頭腦。一般情況下，合成路線的選擇與設計代表了一個人的合成水平和素質。合理的合成路線能夠很快的得到目標化合物，而笨拙的合成路線雖然也能夠最終得到目標化合物，但是付出的代價卻是時間的浪費和合成成本的提高，因此合成路線的選擇與設計是一個很關鍵的問題。合成路線的選擇與設計應該以得到目標化合物的目的為原則，即如果得到的目標化合物是以工業生產為目的，則選擇的合成路線應該以最低的合成成本為依據，一般情況下，簡短的合成路線應該反應總收率較高，因而合成成本最低，而長的合成路線總收率較低，合成成本較高，但是，在有些情況下，較長的合成路線由于每步反應都有較高的收率，且所用的試劑較便宜，因而合成成本反而較低，而較短的合成路線由于每步反應收率較低，所用試劑價格較高，合成成本反而較高。所以，如果以工業生產為目的，則合成路線的選擇與設計應該以計算出的和實際結果得到的合成成本最低為原則。如果得到的目標化合物是以發表論文為目的，則合成路線的選擇與設計則有不同的原則。設計的路線應盡量具有創造性，具有新的思想，所用的試劑應該是新穎的，反應條件是創新的，這時考慮的主要問題不是合成成本的問題而合成中的創造性問題。如果合成的是系列化合物，則設計合成路線時，應該共同的步驟越長越好，每個化合物只是在最后的合成步驟中不同，則這樣的合成路線是較合理的和高效率的，可以在很短的時間內得到大量目標化合物。每個目標化合物的合成路線一般有多步反應，為了避免雜質放大的問題，最好的解決辦法是將合成路線一分為二，轉化為兩個中間體，最后將兩個中間體通過一步反應組裝起來得到目標化合物。盡量避免連續反應只在最后一步得到產物。有機合成心得（4）－有機反應的實質有機合成的任務是運用已知的或可能的化學反應來形成cc鍵或c雜鍵，從而將兩個或多個分子或離子連接起來。有機化學反應類型可分為三種：極性反應，協同反應，自由基反應，其中協同反應與自由基反應又稱為非極性反應。非極性反應可以采用‘一鍋法’進行，而極性反應則需分步進行。因為極性反應的條件比較苛刻（無水、惰性氣體保護、強酸或強堿），而非極性反應的條件比較溫和。極性反應占80％，非極性反應占20％。極性反應的實質就是分子中負電性的原子與正電性的原子的結合。所謂負電性與正電性都是指廣義而言的，原子的負電性可以是負電荷，也可以是孤電子對；原子的正電性可以是正電荷也可以是空軌道。負電性與正電性的密度越大，反應活性越高，但是高密度的負電性原子通常與高密度的正電性原子結合，低密度的負電性原子與低密度的正電性原子結合。如果分子中同時存在兩種相