探讨超声在有机化学中的研究情况

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  摘 要:处在技术不断更新的二十一世纪,各个领域各项技术不再是相互孤立存在,而是彼此交叉的。这些交叉学科迸发出了更为先进的技术,反过来推动科学实验活动的顺利进行。早在上个世纪八十年代后期,我国就已经出现了相当成熟的声化学,在其形成的局部热点上,出现了极端微环境,最终促成化学反应的发生。本文介绍了超声在有机化学中的研究成果,并进一步开辟了超声在有机化学可实现应用的领域。
  关键词:超声;有机化学;研究成果;应用领域
  引言:超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。近年来,不少专业人士将超声应用在了有机化学实验过程中,并且取得了不错的研究成果,但是,超声在有机化学中的可应用的领域还有很多可开辟的空间。就目前来讲,虽说声化学与有机化学的融合不是那么尽善尽美,但是已经有不少的化学工作者将超声波技术引入到自己的研究中,试图借助超声波这一神奇力量来改善化学反应过程。
  一、超声在有机化学中的研究成果
  1.液—液体系中的有机反应
  笔者为了亲自证实超声对有机化学中的作用,特地在碱性条件下展开了对4,4 -二取代-2唑啉-5-酮的水解有机化学实验,试验现象充分证实了超声对于加速有机化学物质的水解速率具有极大的催化作用:4,4 -二取代-2 唑啉-5-酮在无超声情况下的完成水解至少需要二十四小时,但是在有超声的情况下仅仅需要十五分钟就可以完成水解过程。作为合成PPV 衍生物的重要化学物质的1-甲氧基-4-烷氧基苯,对其的制备通常离不开-甲氧基苯酚和卤代烃这两种原料,该制备在无超声的情况下即使是耗费十六小时也只能实现百分之八十八的收率,而在超声催化作用下,仅仅在五小时之内就能达到百分之八十九的收率。作为一种新型化学材料的2-乙基己酸在不同领域的用途越来越广泛,而这种在化工材料在超声辐照下产率可实现翻倍。
  2.液—固体系中的有机反应
  4 -戊基( 4′-丙基)双环己基联苯作为一种液晶化合物,在有超声以及满足特定室内温度的情况下,以十六烷基三甲基溴化铵作为催化剂,通过偶联反应来制得,在超声催化作用下,可实现其中的偶联反应高达百分之九十七的转换率,而且反式产物的纯洁度也比较高。在胡辉等专业人士的相关论文中曾经证实,超声波对于无水THF溶剂在制备单取代硼酸的反应中促进作用十分显著。三烷基硼作为成碳化硼的重要原料之一,笔者发现,有机金属化合物在超声波辐照能的作用下,可以一步就合成三乙基硼,而在超声合成的条件下,产率比非超声合成条件下高出了十倍。而且,早期王进贤等人在其研究中发现,超声辐射能能够催化硒与碱的反应,即使在高温下产率也不会受到影响。作为合成香料和药物的重要化工材料-查耳酮,在超声波的作用下,可以加速芳香醛与苯乙酮合成查耳酮的反应。
  二、超声在有机化学中可应用的领域
  1.超声在天然产物提取中的应用
  对天然产物的提取是有机化学实验课程中的重要内容,更是有机化学在实际生活中应用的重要方面。笔者发现超神技术应用在有机化学实验中收到的效果显著,值得进一步推广。笔者以花生中粗油脂的提取为例,传统的索 氏提取法在两个小时内只可得到产率为百分之三十一;但是采取超声辅助提取法,在短短一个小时之内就可以得到百分之三十八的产量。笔者通过实验、统计数据、分析数据,得到采取超声辅助提取法要比传统的索氏提取法提取率要明显提高了,而且在耗费时间上也体现出了绝对的优势。
  2.超聲在有机合成中的应用
  超声波在有机合成中的应用较早,所取得的研究成果也比较丰富,超声波在有机合成中所起到的作用有以下:缩短反应以及制备的周期、提高反应产率和选择性甚至还可以改善和优化反应的途径。笔者以乙酸乙醇的合成为例,传统的合成方法,笔者试验了三次,分别记录每次的酯产率,最终得到百分之三是七的平均产率,合成温度需要九十摄氏度;而采取合成辅助合成法,同样试验三次,得到百分之五十二的平均酯产率,而采取此种方法对合成温度的要求并不高,只需要达到二十摄氏度即可。
  结语:
  超声波作为一种新型、高端的技术,在有机化学各项研究中体现出巨大的使用价值。当然,超声在有机化学中的应用不会是单一、片面的,对其研究和探讨是不断发展的过程。因此,各位从事于有机化学工作岗位的人才务必要不断探索超声在有机化学中应用的新领域,做到与时俱进,不断创新,不断为有机化学注入先进的超声波技术。
  参考文献:
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