綠色有機化學實驗

前言

　　有機化學是一門實驗性很強的學科，為了更深一步理解有機化學的理論及各化合物的性質，有機化學實驗成為有機化學教學中必不可少的環(huán)節(jié)。有機化學實驗可以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，獨立分析及解決問題的能力，進一步提高學生的實驗技能，為今后獨立從事相關領域的研究打下堅實的實驗基礎。　　在傳統(tǒng)的有機化學實驗中，產生大量的廢物及較高的操作危險性，使得學生對有機化學實驗望而卻步。如何對傳統(tǒng)的有機化學實驗進行改革，使之降低危險性并提高安全性，一直是我們在有機化學教學中思考的問題。綠色化學提供了這樣的機會?！　【G色化學是在20世紀90年代由于人們認識到傳統(tǒng)化學的不足而產生的一門新興學科。它是運用化學原理和方法來減少或消除工業(yè)生產過程中使用或產生的對生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、副產物等的一門科學，從源頭上阻止了化學物質對環(huán)境的污染，是化學未來發(fā)展的方向?！　”緯鶕?jù)不同的實驗要求，依據(jù)綠色化學的基本原則，以綠色環(huán)保為宗旨，編排有機化學實驗。編排時，盡量選擇可以減少反應介質所用的和由溶劑進行分離操作中產生的有毒溶劑，或能在最溫和條件下反應的，或具有高效反應性的實驗。對于產率低、反應物用量要求較多的傳統(tǒng)的有機實驗操作，優(yōu)先選取無毒、無害、無二次污染的反應物和催化劑；對于要用到有毒有害物質的實驗則采用微型實驗，或者在保證合成產物不變的條件下，直接選用無毒、無害的反應物質。微型有機化學實驗的優(yōu)點在于，可節(jié)約實驗的儀器費用和藥品費用；反應物用量少，反應及產品后處理時間也相應減少，可縮短實驗時間；使用的藥品量少，相應產生的廢氣、廢水和廢渣也少，可大大減少對環(huán)境的污染。　　在實驗教學過程中，教師不應只是單純地要求學生按照要求完成每一個實驗項目，更為重要的是通過講解綠色化學與傳統(tǒng)化學的區(qū)別，使學生在掌握相關有機化學理論的基礎上，評價與實驗相關的化學物質的毒性并掌握合適的預防措施；學生則要通過實驗，理解和掌握綠色化學的理念，學會評估有毒物質和廢物產生的條件，鑒定可以減少有毒化合物排放的綠色化學的新方法，并評價整個過程的安全性及環(huán)境影響，為在今后的工作中踐行綠色化學理論打下基礎?！　∪珪卜?章內容：第1章是介紹綠色化學的基本理念；第2章是有機化學實驗基本操作練習；第3章通過有機化合物的制備進一步掌握實驗技能及綠色化學的理念；第4章則安排綜合實驗以訓練學生獨立分析問題和解決問題的能力。各章內容相互銜接，由淺入深。特別是第4章要求學生通過查閱文獻資料，自行設計實驗方案，確定實驗條件，制備產物，表征產品結構，歸納總結，在此基礎上撰寫科技論文。通過該章節(jié)的訓練可提高學生閱讀和查閱科技文獻的能力和獨立實驗的能力，為畢業(yè)論文的寫作及未來從事研究和實際工作奠定基礎。

內容概要

本書是根據(jù)少學時有機化學課程的教學計劃及大綱編寫的實驗教材，編寫中始終貫穿綠色化學的“無毒、低毒、低污染”的理念。全書包括4章內容：第1章簡單介紹綠色化學的基本理念及常用的有機實驗儀器設備等；第2章介紹有機化學實驗基本操作；第3章是有機化合物的制備實驗；第4章是綜合實驗，涉及提取、鑒定、設計3種類型的實驗。    本書既可作為化學專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)等有機化學的實驗教材，也可供其他相關專業(yè)作為實驗教學參考書。

書籍目錄

第1章  緒論　1.1　綠色化學及綠色有機合成　1.2　實驗室安全守則，事故的預防和處理　1.3　有機化學實驗常用儀器和設備　1.4　實驗常用裝置　1.5　玻璃儀器的洗滌和保養(yǎng)　1.6　加熱與冷卻　1.7　實驗預習、記錄和實驗報告　1.8　手冊的查閱及常用參考書、文獻簡介　1.9　關于設計性實驗及新產品設計第2章　有機化學實驗基本操作練習  2.1　簡單玻璃加工操作  2.2　熔點的測定  2.3　沸點的測定  2.4　簡單的蒸餾  2.5　分餾  2.6　液態(tài)有機化合物折光率的測定  2.7　重結晶提純法  2.8　萃取  2.9　旋光度的測定  2.10　減壓蒸餾  2.11　水蒸氣蒸餾  2.12  回流  2.13　有機元素定性分析第3章　有機制備實驗  3.1　環(huán)己烯的制備  3.2　正溴丁烷的制備  3.3　苯甲醇的制備  3.4　正丁醚的制備　3.5　環(huán)己酮的制備　3.6　已二酸的制備　3.7　乙酸乙酯的制備　3.8　乙酸正丁酯的制備　3.9　鄰苯二甲酰亞胺的制備　3.10　苯甲酸的制備　3.11　甲基橙的制備　3.12　9，10-二氫蒽-9，10-a，B-馬來酸酐的制備　3.13　羥醛縮合反應　3.14　1，3一二苯乙烯的綠色溴化　3.15　肉桂酸的光化學反應　3.16　二茂鐵的乙?；?.17　5，10，15，20一四苯基卟啉的微波合成　3.18　叔丁基氯水解速率測定第4章　綜合性、設計性實驗　4.1　從茶葉中提取咖啡因　4.2　從果皮中提取果膠　4.3　有機未知物的鑒定　4.4　苯甲酸乙酯的制備　4.5　生物柴油的合成　4.6　液體推進劑偏二甲肼的再利用　4.7　用于從氣體中脫除二氧化碳的吸收劑的合成研究附錄　附錄1　常用元素的相對原子質量　附錄2　常用酸堿溶液密度及百分組成表　附錄3　常用有機溶劑沸點、密度表　附錄4　常見有機溶劑的性質　附錄5　水的蒸氣壓力表(0～100℃)　附錄6　常用洗滌液的配制　附錄7　常用有機溶劑的純化　附錄8　試劑的配制　附錄9　危險化學藥品的使用與保存參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　綠色化學及綠色有機合成　　1.1.1　綠色化學的提出和內涵　　長期以來，化學品的開發(fā)、生產和應用為人類社會的進步做出了巨大貢獻。無論工業(yè)、農業(yè)，還是人類生活的衣、食、住、行、保健與美化諸多方面，都與化學品的供應及其質量密切相關。然而，由于化學品的濫用和大量化學品本身存在的毒性效應，已造成嚴重而普遍的生態(tài)環(huán)境和資源的破壞，并對生物界甚至人類健康產生明顯危害。長期的化學品環(huán)境污染治理的實踐經驗證明，只依靠末端治理是不能徹底解決化學污染的問題，如不從化學品設計、生產過程等環(huán)節(jié)徹底革新以消除造成負面影響的根源，那么，就治理來說，只是實現(xiàn)了污染物的轉移，在治理的過程又可能產生新的污染。這樣的惡性循環(huán)，將會使人類喪失對化學學科的信任，從而對化學學科的發(fā)展產生威脅。根本而有力的措施就是把化學改革成可持續(xù)發(fā)展的學科。由于人類社會可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，綠色化學這一嶄新的學科就應運而生?！　【G色化學這個名稱最早出現(xiàn)在美國環(huán)保局的官方文件中，以突出化學對環(huán)境的友好。1995年，時任美國總統(tǒng)克林頓、副總統(tǒng)戈爾專設了“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，以推動社會各界進行化學污染預防和工業(yè)生態(tài)學研究，鼓勵支持重大的創(chuàng)造性科學技術突破，從根本上減少乃至杜絕化學污染。上述原因，使得綠色化學這個名稱廣為傳播。世界上很多國家已把化學的綠色化作為新世紀化學發(fā)展的主要方向之一?！　　?/pre>








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