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有機合成總結(jié)范文第1篇

關(guān)鍵詞： 懸置解耦； MSC Nastran； 整車有限元模型

中圖分類號： U463.33文獻標志碼： B

0引言

動力總成懸置系統(tǒng)的首要任務(wù)是隔離動力總成的振動向車架、車身及車廂內(nèi)部傳遞，尤其是控制動力總成怠速工況下的低頻抖動，并隔離動力總成高速運轉(zhuǎn)時引起的車室內(nèi)部噪聲.若系統(tǒng)的固有模態(tài)之間存在運動耦合，則某一自由度方向上的振動會激起其他方向上的振動，對懸置系統(tǒng)的振動控制和隔振不利.在動力總成怠速工況下，動力總成傾覆力矩主諧量的頻率與動力總成的剛體振動模態(tài)（約5～30 Hz）較為接近，模態(tài)耦合會使隔振性能惡化.因此，動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)是，解決動力總成的各剛體振動模態(tài)的頻率配置問題和振動耦合問題[1].動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計是個復(fù)雜的任務(wù)，其基本原則是解耦布置[2].

傳統(tǒng)方法將車身看作是質(zhì)量和剛度無窮大，從而將整車動力總成解耦問題簡化為六自由度動力總成和3個剛度的懸置組成的六自由度-懸置系統(tǒng)的解耦問題，并使用優(yōu)化算法對懸置的剛度，安裝位置和角度進行優(yōu)化，使各階模態(tài)解耦.這種方法簡單、快捷，但難以反映實車狀態(tài)下的真實解耦情況[3].針對該問題，本文提出一種利用整車有限元模型和MSC Nastran進行懸置解耦分析和優(yōu)化的方法，并應(yīng)用在實際的開發(fā)項目中，取得較好的效果.

1動力總成坐標系和能量解耦法

動力總成懸置系統(tǒng)示意見圖1.在整車模型中，將動力總成視為一個具有六自由度的剛體，其通過懸置支撐在車身上，車身為有限元模型，考慮車身剛度和質(zhì)量，懸置被視為具有三向剛度的彈性阻尼組件.定義笛卡兒坐標系統(tǒng)G0-xyz為系統(tǒng)坐標，坐標系原點G0在動力總成處于靜平衡位置時的質(zhì)心處，x軸與發(fā)動機曲軸方向平行，正向指向發(fā)動機側(cè)，z軸垂直氣缸上端蓋法蘭平面，向上為正.坐標系遵循右手法則[4].

在眾多解耦方法中，能量解耦法簡單、方便，適用性強，應(yīng)用較為廣泛.在質(zhì)心坐標系中，系統(tǒng)在作各階主振動時，其能量全部集中在6個方向.求出各階主振動下各個方向的振動能量所占的百分比，寫成矩陣形式，便得到系統(tǒng)的能量解耦率矩陣γ.當(dāng)系統(tǒng)以第k階固有頻率振動時，第j個廣義坐標所占的能量百分比γjk=6l=1Mklkjlj6k=16l=1Mklkjlj （1）式中：k為系統(tǒng)的k階主振型；kj為第k階振型的第j個元素；Mkl為質(zhì)量矩陣第k行，l列元素.γjk值越大，系統(tǒng)的解耦程度就越高.已知動力總成質(zhì)量矩陣，求出動力總成的各階模態(tài)振型向量，即可求出能量解耦率矩陣.2基于整車模型的懸置解耦分析和優(yōu)化方法2.1在MSC Nastran中將解耦率作為響應(yīng)的表示方法對于有限元模型的模態(tài)優(yōu)化分析，使用MSC Nastran的SOL 200很方便，但是SOL 200中并不能直接定義解耦率響應(yīng)，因此，解耦率不能直接作為目標或約束，解決這個問題有以下3種方法.

（1）用GPKE語句輸出動力總成質(zhì)心的模態(tài)動能到f06文件，通過編寫第三方軟件提取GPKE結(jié)果處理成解耦率，并判斷解耦率是否滿足要求.如果不滿足，則再次調(diào)用SOL 200進行下一次優(yōu)化；否則，終止MSC Nastran，由第三方軟件提取出最后的優(yōu)化結(jié)果.

（2）用GPKE輸出動力總成質(zhì)心的模態(tài)動能到f06文件，并使用DMAP語言提取處理后表達為SOL 200中的第三類響應(yīng)DRESP3，從而可以被約束和優(yōu)化目標卡片引用.

（3）使用第一類響應(yīng)DRESP1得到動力總成質(zhì)心的模態(tài)位移，動力總成質(zhì)量矩陣為已知量， 即可將解耦率表達為第二類響應(yīng)，從而可以被約束和優(yōu)化目標卡片引用.

方法1由于涉及第三方軟件與MSC Nastran的頻繁交互，且需要進行文件操作，訪問硬盤數(shù)據(jù)會極大地降低程序運行速度，計算效率低下.方法2需要編譯DMAP程序，由于MSC Nastran各版本的細微差異，導(dǎo)致DMAP程序難以保證在各個版本上完全兼容；對使用該程序的工程師要求較高，不利于流程化；也存在進行文件操作，訪問硬盤數(shù)據(jù)會極大地降低程序運行速度，計算效率低下的問題.方法3則避免前2種方法的缺點，只是編寫DRESP2及其相關(guān)卡片較為復(fù)雜，但一次編寫完成后，即可模板化、流程化，便于推廣使用，因此，本文選擇方法3.

具體做法為：將動力總成質(zhì)心的模態(tài)位移定義為第一類響應(yīng)DRESP1，動力總成質(zhì)量矩陣為已知量，定義為DTABLE，然后使用DEQATN定義方程（式1），再利用卡片DRESP2將位移響應(yīng)DRESP1，動力總成質(zhì)量矩陣DTABLE和DEQATN組合起來，即可將解耦率表達為第二類響應(yīng)，從而可以被約束和優(yōu)化目標卡片引用.

2.2約束條件和優(yōu)化目標

2.2.1約束條件

動力總成懸置系統(tǒng)的隔振設(shè)計，其根本目的是最大限度的降低動力總成產(chǎn)生的激勵向車身傳遞，即使動力系統(tǒng)與車身之間的振動能量傳遞率最小，因此，動力總成解耦需要考慮頻率匹配和振動方向解耦率2個方面，分別有以下一些要求：

（1）動力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率必須低于發(fā)動機怠速2階振動頻率的1/2.

（2）Lateral模態(tài).動力總成在沿x平動方向上激勵較小，因此主要保證在低頻下有足夠的剛度，以避免汽車在某些極限工況時動力總成在x平動方向上產(chǎn)生過大位移而與其他零部件發(fā)生碰撞.

（3）Fore/After模態(tài).動力總成沿y軸平動方向上的振動容易與繞x方向上的扭轉(zhuǎn)振動耦合，二者之間需要有一定的頻率間隔；另外，還需考慮避免汽車在某些極限工況時動力總成在y平動方向上產(chǎn)生過大位移發(fā)生過大的移動.

（4）Bounce模態(tài).動力總成沿z軸平動方向固有振動頻率主要與整車的道路振動與噪聲性能相關(guān)，沿z向平動的固有振動頻率還應(yīng)避開前懸同步跳動的Hop模態(tài)固有頻率和車身垂直跳動固有頻率.

（5）Roll模態(tài).動力總成繞x方向的扭轉(zhuǎn)振動有與y方向的振動耦合的趨勢，動力總成繞x軸轉(zhuǎn)動的固有頻率必須低于怠速時發(fā)動機點火脈沖頻率的1/2.

（6）Pitch模態(tài).動力總成繞y方向的轉(zhuǎn)動振動容易與繞x方向的扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)耦合，因此二者需要有一定的頻率間隔，同時繞y方向固有振動頻率還應(yīng)避開前懸異步跳動的Tramp模態(tài)固有頻率.

（7）Yaw模態(tài).動力總成繞z方向的轉(zhuǎn)動振動通常容易與動力總成繞x方向的扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)耦合，因此二者需要有一定的頻率間隔.

綜合考慮上述因素，動力總成懸置解耦基本要求見表1.

4結(jié)束語

針對將車身視為質(zhì)量無窮大剛體的發(fā)動機懸置解耦的傳統(tǒng)分析方法難以反映真實解耦率的弊端，提出一種基于整車有限元模型和MSC Nastran優(yōu)化求解系列SOL 200，進行懸置解耦分析和優(yōu)化的新方法，經(jīng)方法驗證和實例分析，證明該方法的正確性、可行性和有效性.表明在整車有限元模型基礎(chǔ)上，使用MSC Nastran求解器SOL 200進行動力總成懸置解耦分析和優(yōu)化是可行和有效的.參考文獻：

[1]徐石安. 汽車動力總成彈性支承隔振的解耦方法[J]. 汽車工程， 1995， 17（4）： 198-204.

XU Shian. Vibration isolation and decoupling technique of engine-mount on vehicle[J]. Automotive Engineering， 1995， 17（4）： 198-204.

[2]閻紅玉， 徐石安. 動力總成-懸置系統(tǒng)的能量法解耦及優(yōu)化設(shè)計[J]. 汽車工程， 1993， 15（6）： 321-328.

有機合成總結(jié)范文第2篇

關(guān)鍵詞：有機合成;教學(xué)設(shè)計;高三復(fù)習(xí)

一、設(shè)計理念

高三復(fù)習(xí)課不是“炒冷飯”而應(yīng)該是“蛋炒飯”，教師應(yīng)該讓每一位學(xué)生不僅從知識上得到發(fā)展，更主要的是幫助學(xué)生學(xué)會從不同的角度對所學(xué)知識進行分析，調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生主動參與到復(fù)習(xí)中來，讓學(xué)生對以往所學(xué)的知識有更深層次的理解。

《有機合成》教學(xué)設(shè)計主要分為兩部分，一是通過“阿司匹林緩釋片”合成路線的分解讓學(xué)生對有機合成的分析方法（逆合成分析）、合成關(guān)鍵（碳骨架的構(gòu)建、官能團的引入與轉(zhuǎn)化）以及合成路線的選擇進行歸納整理;二是通過“阿昔洛韋”中間體的合成讓學(xué)生對有機合成題中信息的提取、分析、應(yīng)用進行總結(jié)提升，培養(yǎng)并提高學(xué)生綜合運用題給信息解決實際合成問題的能力。

在實施的過程中，通過對考試說明及近三年高考情況分析，目標引領(lǐng)，激發(fā)了學(xué)生“我要學(xué)”的主動性;通過學(xué)生預(yù)習(xí)案的展示、評析、補充、完善，促進學(xué)生積極生成，讓學(xué)生在寬松的氛圍中充分暴露真實問題，突出學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，展現(xiàn)學(xué)生“我能學(xué)”的主體性;通過學(xué)生對試題的分析，給予充分的展示機會，表達自己的所思所想，張揚學(xué)生的個性，體現(xiàn)學(xué)生“我會學(xué)”的開放性;通過學(xué)生質(zhì)疑、釋疑，讓學(xué)生帶著問題探究，與學(xué)生進行對話解決這些問題，在已有知識上對新的知識進行整合建構(gòu)，保證課堂活動的有效性和必要性。

二、背景分析

簡單有機物的合成路線流程設(shè)計是江蘇省高考的特色，在近三年高考中均有所涉及，有機合成內(nèi)容的考題充分考查了學(xué)生的信息素養(yǎng)。通過對試題分析，學(xué)生對這類題的得分率較低，究其原因，主要有以下幾個方面：一、官能團的引入與轉(zhuǎn)化生搬硬套，不能靈活應(yīng)用;二、對題給的信息不能很好地提取、分析和應(yīng)用;三、合成思路狹隘，表達不規(guī)范。近三年高考考查情況統(tǒng)計如下（表1）：

表1 2011年-2013年江蘇省高考化學(xué)試題中簡單有機化合物的合成考查統(tǒng)計表

[年份題號考查的主要問題分值難度201117（5）含苯環(huán)有機物的合成，信息提取（碳鏈增長）5分較難201217（5）含苯環(huán)有機物的合成，信息提?。ㄩ_環(huán)加成）5分中等201317（5）環(huán)狀有機物的合成，信息提?。ㄌ兼溤鲩L）5分中等]

從近三年統(tǒng)計情況來看，環(huán)狀化合物的合成，信息提取在高考中重現(xiàn)率100%。

三、知識結(jié)構(gòu)

有機合成是指利用簡單易得的原料，通過有機化學(xué)反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機化合物。通過有機合成的教學(xué)能幫助學(xué)生有效的復(fù)習(xí)和鞏固有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并能通過對綜合性問題的分析和解決讓學(xué)生深刻體會有機化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。解答有機合成試題的關(guān)鍵在于熟練掌握好各類有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相互衍生關(guān)系以及重要官能團的引進和消去等基礎(chǔ)知識，選擇合理而簡單的合成路線。有機合成的考查知識與能力要求如下圖（表2）所示：

表2

四、教學(xué)設(shè)計

（一）教學(xué)目標

知識與技能：學(xué)會常見的官能團引入與轉(zhuǎn)化的一般方法;能利用不同類型有機化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系設(shè)計合理路線合成簡單有機化合物。

過程與方法：通過“阿司匹林緩釋片”合成路線的分解培養(yǎng)學(xué)生研究有機化學(xué)的方法和思想;通過“阿昔洛韋”中間體的合成培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。

情感態(tài)度與價值觀：通過生活中實例，讓學(xué)生感受有機合成與人類生活緊密相連，尤其對制藥業(yè)的貢獻，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)價值觀。

（二）教學(xué)重難點

教學(xué)重點：掌握鍵的變化和官能團轉(zhuǎn)換的技巧，學(xué)會設(shè)計合理的有機合成路線。

教學(xué)難點：有機合成中信息的采集、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。

（三）教學(xué)設(shè)計

【課前預(yù)習(xí)案】

常見官能團的引入與轉(zhuǎn)化一般方法

[官能團引入轉(zhuǎn)化（反應(yīng)類型）>C=C<-X-OH-CHO-COOH]

乙烯是一種重要的化工原料，從乙烯出發(fā)，請寫出由乙烯合成乙酸（盡可能多）和乙二醇的合成路線圖。合成路線流程圖示例如下：

由異丁烯合成甲基丙烯酸的過程。

通過預(yù)習(xí)案的完成，你還有哪些問題，請記錄下來。

設(shè)計意圖：課堂預(yù)習(xí)案的內(nèi)容設(shè)計旨在為課堂導(dǎo)學(xué)案的完成掃清障礙，問題設(shè)計都是圍繞課堂教學(xué)的內(nèi)容，學(xué)生通過預(yù)習(xí)案的完成，對常見官能團的引入與轉(zhuǎn)化、有機化學(xué)的主線即“烴鹵代烴醇醛酸”的轉(zhuǎn)化過程有更清晰的認識。

【課堂導(dǎo)學(xué)案】

活動單元一：有機合成基礎(chǔ)

【例題1】阿司匹林緩釋片是一種解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥，同時也是一種抗血小板藥，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

問題1：1mol該物質(zhì)消耗________molNaOH，合成該物質(zhì)所需要的最簡單的基礎(chǔ)有機物質(zhì)可能是什么？試寫出結(jié)構(gòu)簡式。

設(shè)計意圖：從目標產(chǎn)物出發(fā)，倒推一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標化合物，依次倒推直至基礎(chǔ)原料，這就是有機合成的一般思路――逆向合成分析法。

問題2：見預(yù)習(xí)案2

設(shè)計意圖：通過乙烯合成乙二醇路線設(shè)計讓學(xué)生體會單官能團轉(zhuǎn)化為雙官能團的方法。通過乙烯合成乙酸不同路線設(shè)計，投影展示部分同學(xué)的預(yù)習(xí)案，生生交流，師生共同總結(jié)，得出有機合成路線評價的一般原則：綠色性、科學(xué)性、可行性、簡約性等。

問題3：見預(yù)習(xí)案3

設(shè)計意圖：通過合成路線評析，讓學(xué)生體會有機合成的關(guān)鍵是通過有機反應(yīng)構(gòu)建目標化合物的分子骨架，并引入或轉(zhuǎn)化所需要的官能團。同時對預(yù)習(xí)案中常見官能團的引入與轉(zhuǎn)化共同完善，對有機合成的知識整合建構(gòu)。

問題4：如何由鄰甲苯酚來合成水楊酸呢？

【信息提示】目前合成水楊酸的方法之一流程如下：

其中步驟①③的作用_______________

設(shè)計意圖：由鄰甲苯酚來合成水楊酸對于學(xué)生來講有難度，通過信息提示的形式讓學(xué)生意識到在選擇合成路線時需要注意的問題比如：注意官能團相互轉(zhuǎn)化時的保護和還原，官能團引入的順序等。

活動單元二：以信息為載體的有機合成

【例題2】（2013南通三模節(jié)選）莫沙朵林是一種鎮(zhèn)痛藥，它的合成路線如下：

（5）已知：?；衔锸呛铣煽共《舅幇⑽袈屙f的中間體，請設(shè)計合理方案以為原料合成該化合物。

設(shè)計意圖：通過典型例題分析（學(xué)生分析），讓學(xué)生意識到有機合成在高考中的考查是以信息為載體的，而信息的攝取主要從兩個方面，一是已知信息，二是隱藏在流程中的信息。讓學(xué)生體會有機信息的處理的一般流程：提取信息分析信息應(yīng)用信息，而信息的提取與反應(yīng)機理的分析是解決有機信息問題的關(guān)鍵。

【反思質(zhì)疑】通過本堂課的學(xué)習(xí)，你還存在哪些問題，提出來共同解決。

設(shè)計意圖：通過反思質(zhì)疑來解決學(xué)生在預(yù)習(xí)和課堂上存在的問題，讓學(xué)生解決在學(xué)習(xí)過程中包括預(yù)習(xí)過程中的存在問題，真正讓學(xué)生成為課堂的主人。

五、教學(xué)反思與評價

反思整個教學(xué)過程，個人認為還存在著以下三點不足：一、對第二部分的處理略顯倉促，整個課堂留給學(xué)生質(zhì)疑的時間偏少;二、對學(xué)生的“放手”程度還不夠，比如：例題1中四種基礎(chǔ)有機物質(zhì)的尋找完全可以放手讓學(xué)生去完成，但是由于我的層層設(shè)問，降低了學(xué)生對問題思考的難度和深度;三、對整個課堂的把握，駕馭課堂的能力還有待加強，比如：當(dāng)學(xué)生提出有機合成的關(guān)鍵“注意官能團轉(zhuǎn)化時條件對其他官能團帶來的影響”，我沒有因勢利導(dǎo)回到問題2的分析，導(dǎo)致“為整理而整理”，略顯脫節(jié)。

南通市教研員沈主任這樣評價：傳統(tǒng)的有機合成復(fù)習(xí)課從正向合成、逆向合成、向中合成三個角度分析，但是這堂課跳出了這樣的條條框框，能從教師的教向?qū)W生的學(xué)轉(zhuǎn)軌，從教師合成的課向?qū)W生合作的課在轉(zhuǎn)變，不但教師設(shè)計精妙，而且學(xué)生學(xué)得精彩，符合學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的原則。從教學(xué)本質(zhì)來講主題的出示，思路的分析，解題的關(guān)鍵的指導(dǎo)到學(xué)生在信息上的提取都很好，并且能從高考層面去理解合成原理，和學(xué)生一起研究，一起學(xué)習(xí)，課堂上學(xué)生參與度高，發(fā)言踴躍，思維飽滿，教師點撥充分，教學(xué)目標達成度好。總之，站在學(xué)生的角度去復(fù)習(xí)，這樣復(fù)習(xí)效果好，整個課堂符合如東中學(xué)提出的“生態(tài)?生長”的主題課堂特色。

如皋石莊中學(xué)陸校長這樣評價：導(dǎo)學(xué)案設(shè)計合理，特別是預(yù)習(xí)案的設(shè)計讓學(xué)生對知識有著充分的準備，在教學(xué)過程中教師充分調(diào)動學(xué)生的多種感官，特別是對學(xué)生練習(xí)的展示，暴露了學(xué)生的思維，加深學(xué)生的體驗，學(xué)生學(xué)得主動、生動、靈動，在整理歸納過程中，教師與學(xué)生情感的交流，思維的碰撞，真正實現(xiàn)了教學(xué)相長和共同發(fā)展。

[參 考 文 獻]

有機合成總結(jié)范文第3篇

隨著社會的發(fā)展與進步，人類面臨巨大的環(huán)境問題，可持續(xù)發(fā)展非常重要。綠色化學(xué)的觀念符合人類可持續(xù)發(fā)展的要求，近十年來發(fā)展迅速。綠色化學(xué)涉及有機合成、工業(yè)催化、分析化學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域與學(xué)科，其中有機合成對于人類具有不可估量的意義。從早期的有機試劑、藥物、塑料到近代的維生素、激素、色素、抗生素、高分子材料以及各種具有特殊性能的現(xiàn)代材料都是有機合成的產(chǎn)物，當(dāng)今國計民生的各個方面都離不開有機合成產(chǎn)品。在有機合成中應(yīng)用綠色化學(xué)的思想，能夠節(jié)約資源并防止環(huán)境污染，從根本上改變傳統(tǒng)的有機合成理念。

二、有機合成教學(xué)現(xiàn)狀

我國大學(xué)教育不斷發(fā)展，各高等院?；瘜W(xué)系專業(yè)劃分得更細，培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)更高。高等院校的有機合成課程是化學(xué)、生物、藥學(xué)等專業(yè)的專業(yè)必修課之一，是最能體現(xiàn)綠色化學(xué)思想的一門課程。1998年中國科技大學(xué)首先把綠色化學(xué)單獨作為一門課程[1]，現(xiàn)在開設(shè)綠色化學(xué)課程的高校越來越多，但是作為綠色化學(xué)課程最重要組成部分的綠色有機合成化學(xué)的教學(xué)發(fā)展緩慢。目前大多高等院校使用的教材沒有根本性的改革，依然使用在傳統(tǒng)教材基礎(chǔ)上改版的教材，缺少綠色化學(xué)的思想?，F(xiàn)行各種教材反映的內(nèi)容只是從有機合成的合理性、簡便性方面考慮，并沒有注意反應(yīng)的原料、催化劑、溶劑和最終產(chǎn)品是否無毒無害，反應(yīng)過程中的廢棄物是否盡可能少等綠色化學(xué)原則。Anastas等[2]提出12條關(guān)于綠色化學(xué)的原則，用來評價實驗過程、生產(chǎn)過程、最終產(chǎn)物是否綠色，其中最基本的原則就是原子經(jīng)濟性原則；采用無公害的原料；無公害的反應(yīng)條件；終產(chǎn)物環(huán)境友好。綠色化的有機合成化學(xué)教學(xué)正是我國教育發(fā)展最需要的教學(xué)，在教學(xué)中貫穿綠色化學(xué)的思想，讓每個學(xué)生都有綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的概念。綠色化學(xué)新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，能培養(yǎng)適合我國發(fā)展現(xiàn)狀的綠色化學(xué)工作者，并為以后我國的可持續(xù)發(fā)展輸送高素質(zhì)的人才。

三、有機合成綠色化教學(xué)的策略

（一）貫穿原子經(jīng)濟性原則

在有機合成課程課堂教學(xué)過程中，會講到許多基本有機反應(yīng)，這時就應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的思想，首先要在基本的合成反應(yīng)中體現(xiàn)原子經(jīng)濟性原則。原子經(jīng)濟性就是反應(yīng)分子中的原子全部進入最終產(chǎn)品，沒有任何副產(chǎn)物[3]。原子經(jīng)濟性與有機合成反應(yīng)產(chǎn)率不同，產(chǎn)率是目標反應(yīng)產(chǎn)物的生成量和原料中某一組分加入量的比值。當(dāng)原料和產(chǎn)物由幾個組分組成時，某一產(chǎn)品的產(chǎn)率再高，它仍存在其它副產(chǎn)品，沒有達到廢物“零排放”的要求。例如，Wittig反應(yīng)產(chǎn)率較高，一般可達80%以上，但Wittig試劑的較少部分被利用到產(chǎn)物中，其余都成為副產(chǎn)物。所以，Wittig反應(yīng)的原子利用率低，原子經(jīng)濟性很差?？梢?，應(yīng)使用產(chǎn)率和原子經(jīng)濟性兩個概念作為評估標準，才能實現(xiàn)更“綠色化”，更有效的化學(xué)合成反應(yīng)。

有機反應(yīng)中最常見的主要包括4類：重排反應(yīng)，取代反應(yīng)、消除反應(yīng)和加成反應(yīng)等，重排反應(yīng)和加成反應(yīng)基本屬于原子經(jīng)濟反應(yīng)，而有些反應(yīng)，如取代反應(yīng)和消除反應(yīng)的原子經(jīng)濟性則不一定高，另外，成鍵周環(huán)反應(yīng)，如Diels-Alder反應(yīng)，[2+2]、[3+2]環(huán)加成反應(yīng)屬于原子經(jīng)濟性的，而氧化-還原反應(yīng)類型很多，不能用“原子經(jīng)濟性”來衡量，只是化學(xué)氧化還原反應(yīng)一般有毒，而電氧化-還原反應(yīng)對環(huán)境更友好。除了對這些學(xué)過的反應(yīng)進行歸納總結(jié)外，還可向同學(xué)們介紹一些綠色新反應(yīng)，如：Ene反應(yīng)（雙烯合成）類似Diels-Alder反應(yīng)，反應(yīng)通式為：

X=Y=C=C，C=O，C=S，N=O，N=N等。

金屬復(fù)分解反應(yīng)（RCM 反應(yīng)）是一種過渡金屬催化反應(yīng)，反應(yīng)通式為：

R=芳香基、烷基、芳香雜環(huán)；

R1=H，COOR，烷基

X=O，NCOOR，NTs，NSO2PH

DO（DEt）2，SO2PH，SO3PH，SOPH

EWG=吸電子基，如-COR，-CHO，-CN，-COOR

以上的各反應(yīng)都是綠色化學(xué)的基本反應(yīng)，在講課的過程中就應(yīng)該貫穿綠色化學(xué)的基本思想，讓學(xué)生在對比中明白綠色化學(xué)的概念，讓學(xué)生在今后的工作學(xué)習(xí)中都有綠色化學(xué)的概念，在合成某些產(chǎn)品時盡量用原子經(jīng)濟性來衡量整個反應(yīng)過程。

（二）原料與產(chǎn)物無公害

1.盡量用無毒無害的原料

綠色化學(xué)基本原則中包括原料無公害，在設(shè)計有機合成實驗時就應(yīng)該尋找安全有效的反應(yīng)原料，進而得到功效卓著而無毒無害的產(chǎn)品。例如：合成聚氨酯時，傳統(tǒng)的方法一般要采用光氣作為原料，而光氣是可致命的劇毒氣體。新的綠色化學(xué)合成方法則完全不使用光氣，不僅消除了劇毒原料光氣的使用，并且反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染，同時解決了兩方面的問題，整個聚氨酯合成的實驗更加接近綠色化學(xué)。

如：亞氨基二乙酸二鈉的合成也可以改變原料，避免使用甲醛、氫氰酸紫等劇毒原料。

NH3+2HCHO+2HCN NCCH2NHCH2CN

由以上反應(yīng)方程式可以看出，傳統(tǒng)方法合成亞氨基二乙酸二鈉的步驟要繁瑣，要用到HCHO、HCN劇毒物質(zhì)，還要用到NH3，并且產(chǎn)物不能轉(zhuǎn)化完全，對環(huán)境的污染較大。新的合成方法簡單，只需要在銅催化劑的條件下就能直接合成出亞氨基二乙酸二鈉，副產(chǎn)物是H2，對環(huán)境的污染也較小。在講課過程中可以將多種有機合成方法進行對比分析，找出最符合綠色化學(xué)標準的合成原料與產(chǎn)物，讓學(xué)生充分的理解綠色化學(xué)的基本原則。在學(xué)生動手實踐的過程中，要應(yīng)用最綠色的有機合成方法，降低實驗室對環(huán)境的污染與對學(xué)生身體的危害。

2.利用可再生資源為原料

在實驗室教學(xué)過程中，利用可再生的原料可以減少對環(huán)境的污染并符合經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。例如：用氧化法合成己二酸（ADA），傳統(tǒng)方法合成已二酸的實驗通常用致癌物質(zhì)苯或苯酚作原料，在原料上就不符合綠色化學(xué)的標準，對學(xué)生的身體健康有一定的危害。新的合成工藝可以直接用葡萄糖合成出，并且葡萄糖能夠通過植物的光合作用直接得到，使原料的成本降低，并且合成的工藝簡化對環(huán)境污染減少。這種符合綠色化學(xué)標準的新合成方法可以應(yīng)用在有機化學(xué)實驗教學(xué)中。

3.設(shè)計更安全的產(chǎn)品

有機合成實驗的設(shè)計階段就應(yīng)該考慮合成出產(chǎn)物是否有毒，盡量通過通過改變和修飾有毒物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，消除其“致毒反應(yīng)”[4]。例如：聯(lián)苯胺是很好的染料中間體，但具有極強的致癌作用，可以對其分子結(jié)構(gòu)加以改造，變?yōu)槎一?lián)苯胺，既保持了染料的功能，又消除了致癌性。

在設(shè)計具有特定功能的化學(xué)產(chǎn)品時，還應(yīng)考慮它能否降解，要使其降解，也可通過在分子結(jié)構(gòu)中入特殊功能團來促使其降解。通過水解或者光解使大分子結(jié)構(gòu)變成可以生物降解的基團。

（三）研究安全有效的反應(yīng)條件

在有機合成的基本反應(yīng)中，除了考慮反應(yīng)原料及產(chǎn)物的綠色化外，還要注意反應(yīng)過程中所用的催化劑和溶劑的綠色化。通過催化劑與溶劑的改變，改善整個反應(yīng)條件，使整個合成反應(yīng)安全有效。

1.尋找安全有效的催化劑

在常見的有機合成反應(yīng)中所用的催化劑大多為硫酸、三氯化鋁，三氟化石朋等酸性催化劑，這類酸催化反應(yīng)都是在均相條件下進行，對設(shè)備腐蝕作用大，并且容易形成酸霧、廢酸液污染環(huán)境，危害人體健康。目前解決的方法是使酸催化劑負載化或均相催化劑的多相化。在工業(yè)中可以采用的方法是用固體酸如酸性白土、混合氯化物、分子篩等代替液體酸，盡量減少酸霧的形成，并且通過一定的方法對固體酸回收，用該催化劑取代傳統(tǒng)的三氯化鋁，催化劑用量降為原來的1/10，廢棄物氯化氫的排放量減少了3/4，而產(chǎn)率增大到了70%。

2.尋找安全有效的反應(yīng)介質(zhì)

傳統(tǒng)的反應(yīng)介質(zhì)大都是有毒的有機溶劑二氯甲烷，乙腈，甲醇等不僅危害人體健康，而且對環(huán)境污染嚴重。超臨界流體（SCF）特別是超臨界二氧化碳（scCO2），超臨界（SCW，scCO2）以及水作溶劑；符合綠色化學(xué)的要求，有不少反應(yīng)已大量使用此介質(zhì)，Pinacol（頻那醇）零排反應(yīng)原在液相中需要強酸作催化劑，而且催化劑的壽命較短，反應(yīng)速度和選擇性很低，現(xiàn)在此條件下超臨界水中不加任何催化劑下反應(yīng)，速度比蒸餾條件下快100倍。Cannizzaro反應(yīng)在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)反應(yīng)條件中需使用大量的堿作催化劑，后處理步驟多，且產(chǎn)物純度較差。

有機合成總結(jié)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】Mannich反應(yīng) 催化劑 中間體 氨烷基化反應(yīng) Mannich堿

【中圖分類號】O621 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）23-0125-02

Mannich反應(yīng)為具有活性氫的化合物與甲醛（或其他醛）、胺進行縮合，生成氨甲基衍生物的反應(yīng)，其通式為：

Mannich反應(yīng)機理如下：

該反應(yīng)通常是在Lewis酸或者質(zhì)子酸的催化下進行的，但是這些傳統(tǒng)催化劑往往具有毒性和腐蝕性，并且很難回收利用，這就必然導(dǎo)致酸性廢物的排放和對環(huán)境的污染。因此，尋找一種對環(huán)境友好，并且易于回收利用的催化劑仍然是有機合成工作者關(guān)注的課題，本文對Mannich反應(yīng)中不同催化劑的優(yōu)缺點做了簡單總結(jié)。

一 離子液體作為催化劑

近年來，離子液體作為一種新興的綠色反應(yīng)溶劑，越來越引起有機合成工作者的廣泛關(guān)注。這是由于離子液體與傳統(tǒng)有機溶劑相比，具有不易燃易爆，不揮發(fā)和較高的熱穩(wěn)定性，以及對許多化合物有良好的溶解性等特點。

（1）芳香酮、甲醛、二甲胺鹽酸鹽三組分的Mannich反應(yīng)：

NH（CH3）2?HC1

（2）芳香酮、芳香醛、芳香胺三組分的Mannich反應(yīng)：

其中，X為：a.H；b.Cl；c.OCH3；d.NO2。

采用離子液體催化劑，反應(yīng)不需要加入任何Lewis酸或質(zhì)子酸催化劑即可發(fā)生，且離子液體至少可以循環(huán)使用5次。

二 對氨基苯磺酸鋁催化

有機金屬磺酸鹽具有耐水性和較高的催化活性，廣泛用于多種有機反應(yīng)。在室溫條件下，對氨基苯磺酸鋁可有效催化苯乙酮、芳香醛和芳香胺的Mannich反應(yīng)，三組分“一鍋法”合成了系列β-氨基酮衍生物，避免了傳統(tǒng)合成方法使用強酸作催化劑的不足，為β-氨基酮衍生物的合成提供了新途徑。

該方法操作簡單，條件溫和，收率高，催化劑活性好并且可以重復(fù)使用，符合綠色化學(xué)要求，對環(huán)境友好。

三 磷鎢酸為催化劑

以水為溶劑，磷鎢酸為催化劑催化芳香酮、芳香醛和芳香胺Mannich反應(yīng)，合成了一系列的氨基酮衍生物。

該方法操作簡單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高，催化劑價格低廉且用量少，對環(huán)境友好。

四 三氟甲磺酸銅催化

該反應(yīng)以環(huán)己酮、芳香醛和芳香胺為原料，以三氟甲磺酸酮為催化劑，合成β-氨基酮衍生物。

三氟甲磺酸鹽與傳統(tǒng)的催化劑相比，它不需要添加濃鹽酸、Me3SiC1等任何輔助催化劑，穩(wěn)定性較好，反應(yīng)時間大大縮短僅需1.5h，其催化量只需化學(xué)劑量的10%～20%就能使反應(yīng)順利完成，收率高且產(chǎn)物純凈。同時，由于反應(yīng)結(jié)束后不需要經(jīng)過水解，不會產(chǎn)生大量的“三廢”，所以反應(yīng)的后處理也比較簡單，有利于環(huán)境的保護，反應(yīng)結(jié)束后可再回收得到進行重復(fù)利用。

五 氨基磺酸催化

近年來，氨基磺酸由于具有不揮發(fā)、不易分解、廉價和弱酸性等性質(zhì)，它在有機合成的許多領(lǐng)域取代了常規(guī)的酸催化劑。以下采用氨基磺酸作催化劑，芳香酮、環(huán)己酮、3-戊酮等酮類與芳香醛和芳香胺的三組分Mannich反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

氨基磺酸廉價易得，催化活性高且用量少，穩(wěn)定性好，其催化的Mannich反應(yīng)對實驗要求不嚴格，且目標產(chǎn)物收率均不低，因其具有兩性離子的特性，使其易于回收再利用。

六 結(jié)束語

Mannich反應(yīng)是合成藥物、天然產(chǎn)物和精細有機中間體的重要反應(yīng)之一，在有機合成化學(xué)中占有十分重要的地位。它不僅在藥物、農(nóng)藥、染料、涂料和炸藥等方面用途廣泛，而且是參與合成天然生物活性分子的重要中間體。但是Mannich反應(yīng)使用的傳統(tǒng)催化劑如Y（OTf）3、Ln（OTf）3和Yb（OTf）3等往往具有毒性、腐蝕性、催化劑用量較大、催化效率不高、價格昂貴、污染環(huán)境等缺點，而目前研制的新型催化劑在某些方面有所突出，比如操作簡單、條件溫和、催化活性高、對環(huán)境友好等特點，然而也存在著制備較為復(fù)雜、產(chǎn)率不高等問題，因此，尋找一種更加高效、經(jīng)濟、對環(huán)境友好且易于回收的催化劑仍然是目前重要的課題。

參考文獻

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有機合成總結(jié)范文第5篇

關(guān)鍵詞： 有機合成化學(xué) 雙語教學(xué) 互動式教學(xué)

隨著我國改革開放的不斷深入及加入世貿(mào)組織后國際合作與交流的日益頻繁，對各種專業(yè)人才素質(zhì)的要求也在相應(yīng)提高。培養(yǎng)既有專業(yè)知識又具有一定的專業(yè)英語交際與應(yīng)用能力的人才，成為我國教育工作者面臨的一大難題。教育部在2001年下發(fā)的《關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量的若干決定》中指出，要積極推動用英語等外語進行教學(xué)，本科教育要多創(chuàng)造條件使用英語等外語進行公共課和專業(yè)課教學(xué)。雙語教學(xué)是我國高等教育與國際接軌、教育改革發(fā)展，以及大學(xué)生素質(zhì)教育的必然趨勢[1]。教育部在《關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》（教高[2007]1號）中進一步強調(diào)教學(xué)質(zhì)量工程要重視雙語教學(xué)，并且正式啟動了高等院校雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項目，審定了全國首批百門雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項目。這為規(guī)范全國高等院校雙語教學(xué)，提高雙語教學(xué)水平提供了很好的契機。

《有機合成化學(xué)》是西北農(nóng)林科技大學(xué)應(yīng)用化學(xué)、化工、制藥及相關(guān)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，根據(jù)學(xué)校的實際情況，我們對06-09級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有機合成化學(xué)課程的雙語教學(xué)進行了探索。

一、前提條件

學(xué)生是教學(xué)的主體，教師是教學(xué)的主導(dǎo)，這是教學(xué)中兩個重要的環(huán)節(jié)。我們教學(xué)的對象是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)三年級學(xué)生，他們在入學(xué)以前已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)過了語法知識，掌握了一定量的英語詞匯，進入大學(xué)后經(jīng)過“大學(xué)英語”課程的繼續(xù)學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生已經(jīng)具備了一定的聽說讀寫能力，與此同時，在無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生也積累了一定量的化學(xué)專業(yè)詞匯。承擔(dān)雙語教學(xué)的老師均為從事有機合成化學(xué)教學(xué)和科研且有海外背影的老師。以上兩方面是確保有機合成化學(xué)課程能夠運用雙語進行教學(xué)的前提。

二、選擇教材

教材的選擇是雙語教學(xué)取得預(yù)期效果的關(guān)鍵之一，而英文原版教材的選取，則是雙語教學(xué)中的一大難題。雖然我國也有一部分專業(yè)工作者致力于相關(guān)領(lǐng)域英文版教材的編寫工作，但在很多學(xué)校雙語教學(xué)開展的過程中都是優(yōu)先選用英文原版教材的。選用英文原版教材，可以使學(xué)生熟練掌握本專業(yè)國際交流的語言規(guī)范，了解本專業(yè)領(lǐng)域的世界科技最新成果，不斷地掌握國際最新專業(yè)知識和專業(yè)技能。但是英文版教材對農(nóng)林院校的學(xué)生來說還具有相當(dāng)?shù)碾y度，且價格也較昂貴。針對這一問題，我們選取了Hanson編寫的“Organic Synthetic Methods”的英文版，由唐川江進行了概要性的翻譯。比如將摘要與重點詞語翻譯成漢語，對其中的部分專業(yè)詞匯做了中文解釋，對較難理解的內(nèi)容做了中文提示，降低了學(xué)習(xí)的難度，便于學(xué)生預(yù)習(xí)和理解。同學(xué)們在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時學(xué)習(xí)到了地道的英文表達，可謂一舉兩得。

三、教學(xué)內(nèi)容和方法

課堂教學(xué)是整個教學(xué)環(huán)節(jié)的重點。一方面，雙語教學(xué)作為專業(yè)課程教學(xué)的一種形式，其首要目標在于傳授專業(yè)知識、培養(yǎng)專業(yè)技能，而不能忽視專業(yè)課程本身知識教學(xué)，一味地強調(diào)英語知識的理解，這樣難免會本末倒置，從而失去雙語教學(xué)最初的意義。另一方面，雙語教學(xué)并不是全英文教學(xué)，鑒于知識的難易程度和學(xué)生的理解水平，在一些重點和難點知識的講解過程中中英文可以互相補充，以達到學(xué)習(xí)專業(yè)知識的目的。因此，在有機合成化學(xué)課程的雙語教學(xué)實踐中，我們特別注意正確處理教學(xué)內(nèi)容，調(diào)節(jié)教學(xué)進度。雙語教學(xué)的難點之一就是大量的專業(yè)詞匯，對于一些常見的專業(yè)詞匯，如有機化合物命名教學(xué)中取代基的名稱methyl，ethyl等；di-，tri-，tetra-等表示復(fù)數(shù)的詞頭；constitutional isomer，configurational isomer，conformational isomer等易混淆的專業(yè)概念，一定要反復(fù)強調(diào)，要求學(xué)生牢記，便于學(xué)生理解并靈活運用。另外，在講授相關(guān)知識點的過程中一定要舉一反三，觸類旁通，如在有機化學(xué)的基礎(chǔ)上進行烷烴名稱教學(xué)中，烷烴的英文后綴是-ane，由此引出烯烴的英文后綴是-ene，炔烴的英文后綴是-yne，醇的后綴是-ol等，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)完烷烴的命名后，只要變化后綴，其他化合物的母體名稱就同時學(xué)會了。這樣的教學(xué)不僅是傳授學(xué)生知識的過程，而且是一種學(xué)習(xí)方法和理念的傳遞。與此同時，我們在課堂教學(xué)中還注意調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，對一些簡單背景知識，如烷烴在自然界的存在及應(yīng)用、IUPAC的簡單介紹等，我們可以采取學(xué)生討論、教師加以補充的方法進行教學(xué)。

四、教學(xué)手段

隨著科技的日新月異的發(fā)展和進步，多媒體教學(xué)在很多方面顯示了獨特的優(yōu)勢。在雙語教學(xué)中采用多媒體教學(xué)，制作多媒體課件，使抽象的知識得到了直觀形象的展示，擴大了知識的信息量，便于知識的反復(fù)重現(xiàn)，也節(jié)省了時間，從一定程度上解決了課時不足的問題。

例如，在講授硫卡賓對環(huán)已酮的羰基加成時，由二甲硫醚和二甲亞砜生成的兩種不同類型的卡賓加成時取向不同，如果我們僅用語言來描述，就很難將空間上的細微區(qū)別講清楚。如果在黑板上現(xiàn)畫，又存在很難在短時間里將結(jié)構(gòu)式畫出來，就影響了教學(xué)效果。我們使用了PPT，并引入計算化學(xué)的結(jié)果，可以明顯地看出其原因是取向不同所致。

另外，為了增強教學(xué)效果我們還制定了一套科學(xué)的考核方法?？荚噷W(xué)生起著重要的引導(dǎo)作用，不僅能夠反饋教學(xué)效果，改善教學(xué)工作，而且能夠評價學(xué)生的知識和能力。考核時，重點考核分析問題、解決問題的能力。為減輕學(xué)生負擔(dān)，我們采用英文出題，中文或者英文答題的方式進行考核，以進一步激發(fā)學(xué)生對雙語教學(xué)的興趣，同時也便于我們評定教學(xué)效果。

五、教學(xué)效果

為了檢驗有機合成化學(xué)課程雙語教學(xué)效果，我們堅持在教學(xué)過程結(jié)束后進行問卷調(diào)查。從四屆應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的反饋結(jié)果來看，90%的學(xué)生認為得到了英語和化學(xué)的提高，8%的學(xué)生認為提高不大，2%的學(xué)生認為有副作用。由此可見，絕大多數(shù)同學(xué)在這個學(xué)習(xí)過程得到了兩方面的提高，一方面，學(xué)習(xí)了有機合成化學(xué)的知識，另一方面，提高了專業(yè)英語，這些為學(xué)生以后出國發(fā)展深造奠定了基礎(chǔ)。這個結(jié)果更堅定了我們開展有機合成化學(xué)雙語教學(xué)的信心。

我們在教學(xué)課時較少的前提下，對有機合成化學(xué)課程的雙語教學(xué)進行了初步嘗試和探索。四年的教學(xué)改革與實踐表明，雙語教學(xué)對教師和學(xué)生是一個雙贏的過程。由于我們雙語教學(xué)的經(jīng)驗有限，盡管做了相當(dāng)?shù)呐Γ〉昧艘欢ǖ某煽?，但依然存在一定的問題。逐步增加教學(xué)課時，拓展教學(xué)內(nèi)容，是我們今后努力的方向。

由于實施雙語教學(xué)是教育改革發(fā)展和大學(xué)生素質(zhì)教育的必然趨勢，因此我們要在實踐中不斷積累經(jīng)驗，探索和改革教學(xué)方法，總結(jié)出一套適合化學(xué)類專業(yè)雙語教學(xué)方法，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)綜合人才。

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