有机电化学合成
电化学合成技术的发展和应用
电化学合成技术的发展和应用随着科技的发展和人们对环境的关注度增加，传统的化学合成已经不能满足社会的需求。
因此，人们开始探索一种新的化学合成方法 - 电化学合成技术。
电化学合成技术是利用电化学方法在电解液中进行化学合成，其合成过程就是在外加电场中进行的。
电化学合成技术具有高效、安全、环保和可控性等优势，已经得到了广泛的应用。
1. 电化学合成技术的发展电化学合成技术最早可以追溯到19世纪初期，当时人们发现通过电解可以将金属离子还原成相应的金属。
随着时间的推移，人们不断地探索和研究电化学，电化学合成技术不断得到完善。
在20世纪初期，有一批科学家开始尝试在电解液中进行有机合成的实验，并且取得了一定的成功。
但是，在当时电化学合成技术还是处于萌芽阶段。
随着科技的快速发展，电化学合成技术逐渐成熟起来，并且应用范围也越来越广。
大量的实践证明，电化学合成技术的应用可以使化学合成过程更加高效、绿色和经济。
近年来，电化学合成技术在有机合成、电化学催化反应、电催化功能材料制备、电池材料制备、环境保护等领域得到了广泛的应用。
2. 应用实例2.1 电化学合成技术在有机合成中的应用有机合成是利用有机化学原理与方法，将无机或有机原料转化为具有特定结构与性质的化合物的一种化学反应。
传统的有机合成方法可能会产生废弃物或者有毒有害物质，但是电化学合成技术可以实现绿色、高效和经济的化学合成过程。
例如，电化学合成技术可以用于有机合成中的不对称合成和高效合成。
2.2 电化学合成技术在电化学催化反应中的应用电化学催化反应是指在电化学条件下，催化剂将反应物转化为产物的一种反应。
以往的电化学催化反应是通过在反应中加入催化剂进行反应加速，但是催化剂往往会导致污染和废弃物问题。
而利用电化学合成技术进行电化学催化反应可以避免这些问题。
例如，氢氧化铜电极催化电还原可以实现无催化剂的羰基还原。
2.3 电化学合成技术在电催化功能材料制备中的应用电化学合成可以用来制备电催化功能材料，如电极材料、催化剂、电解质和导电聚合物等。
有机电合成
在阳极与电解液的界面上放出电子而发生氧化反应。 阴、阳两电极上所发生的电极反应分别称为阴极 反应和阳极反应。加在两电极间的电压称为槽电 压。 实验室研究一般选用20A/20V的电源就够了。 若采用导电性差的非水电解液，则需要增大电压 容量，通常选用20A/100V的电源。工业电解过程 通常采用高电压、大电流的直流整流器作为电源。 电解方式主要有恒电位电解和恒电流电解两种。 恒电位电解是利用恒电位仪使工作电极电势恒定 的一种电解方式，如图7-12所示。
其中(b)为烧杯中插入两个同心圆筒电极的一室电解槽；，
(d)为H型电解槽，隔膜装在连通两极部的中间部位；(e) 的隔膜是圆筒状的，将中的棒状电极套住，隔膜外侧装 有圆筒形的另一电极；(f)是二室三电极电解槽，内杯底 部为隔膜，外杯底部为汞电极。
工业生产用的电解槽还需考虑生产规模与效率、 传质与传热、电极表面电位及电流分布、材料及成 本等因素，因此其结构要比实验室所用的电解槽复 杂得多。 7.2.2.3 电极材料及其修饰 电极材料及其表面性质对电极反应途径、选择 性影响很大，不同的电极材料可能导致不同的产物 。例如，不同的电极材料可影响硝基苯电还原的产 物，如图7-14所示。
7.2.2.5溶剂和支持电解质 有机电化学合成均在溶液中进行，选择适当的溶剂 也是一个相当重要的问题。选择溶剂的首要条件是对反 应物有良好的溶解性，同时还要考虑产物容易分离，这 对间接电解合成尤为重要。 水是最经济、无污染、最安全的溶剂。但许多有机 化合物在水中的溶解度很小，从而限制了水作为溶剂在 有机电化学合成中的使用。因此常常利用加表面活性剂、 强力搅拌或超声波分散的方法来促进有机物在水中的分 散和溶解。 为了提高有机物在水中的溶解度，同时又需要有良 好的导电性，常常使用由有机溶剂和水组成的混合溶剂。 乙腈既能溶解很多有机化合物，又能与水混溶，并 且在电极电势-3.5～2.4V (相对于饱和甘汞电极SCE) 范围内不发生电解，因此成为有机电化学合成中一种常 用的溶剂。但乙腈易燃、有毒，在使用中应注意安全。
有机电化学反应的原理
有机电化学反应的原理有机电化学反应是利用电化学方法来加速或改变有机化学反应过程的领域，其原理基于电化学中的一些基本原理和有机化学中的反应机理。
有机电化学反应的基本原理有以下几个方面：1. 电位：电位是电化学反应中一个极其重要的概念，它是指电子在电化学反应中的能量状态。
在有机电化学反应中，电位可以通过电位差计算，通常用伏特（V）表示。
较高的电位会促使电荷移动，引发化学反应。
2. 电解质：电解质是指在水或其他溶液中能够产生电离的物质。
以溶液中的电解质为电荷载体产生的电场可以引发有机分子中的电子密度移动，从而促进有机电化学反应的发生。
3. 活性中间体：电化学反应中会产生一些有机分子的活性中间体，它们具有很强的反应活性。
这些中间体可以通过电极表面固定或者固态电解质当中的位置进行产生和收集，从而进一步反应。
4. 反应活性：电化学反应可以引起分子中的电子移动，改变分子中的电化学性质，增加反应活性。
这些反应活性通常被定义为“电化学反应活性”，并可以使用不同的电化学参数进行测定，例如氧化还原电位。
5. 电极材料：电极材料是有机电化学反应中不可或缺的组成部分。
常见的电极材料包括铂、金和碳等，在不同的有机电化学反应中具有不同的反应性能和催化活性。
在有机电化学反应中，电子可以通过直接或者间接的电转移来引发反应。
其中，直接电转移反应是指电子直接从一个分子传递到另一个分子。
在这种反应中，通常需要采用电化学单元电池，通过两个电极之间的电子传递来推动有机化学反应的发生。
间接电转移反应是指电流主要对电解质分子产生作用，从而引起分子中的电子移动。
然后这些活性中间体可以反应来产生新的化合物，或者参与其他反应。
在有机电化学反应中，常见的反应包括电加成、氧化还原反应和有机电化学合成等等。
其中，电加成反应是指通过使用电极产生的电流来加速碳碳双键的开裂，从而生成新的化合物。
氧化还原反应是指通过引入外部电势来促进有机分子的氧化和还原反应，产生新的化合物。
有机电合成
背景
早在 1834 年， 英国化学家 Faraday 用电解醋酸钠溶液制 得了乙烷， 第一次实现了有机物的电化学合成． 在此基础 上， Kolbe(柯尔贝)研究了各种羧酸溶液的电解氧化反应(利 用电解脱羧制取长链的烃类物质)， 即著名的有机电解反应— “Kolbe反应” ， 也由此创立了有机电解反应的理论基 础． 由于反应机理的复杂性、 技术的不成熟， 以及相关动 力学知识的缺乏， 有机电合成长期处于实验室研究阶段， 未能向工业化规模迈出步伐．
近20年来的研究情况
导电有机高聚物的电合成 一碳化工的研究开发 电极的催化 电极材料参加反应的有机电合成 间接有机电有机物合成研究
通过电合成的金属有机物具有选择性高、产品纯度高、环 境污染少等优点,因而其优势十分明显。Kharisov 等人以Cu、 Ni、Co、Pd、Zn为金属阳极, 合成了相应的金属有机化合物, 这些金属有机化合物具有特殊的功能,可用做烯烃立体选择性 聚合的催化剂、聚合材料的稳定剂和防霉剂等。
有机电合成应用实例
合成己二腈主要反应过程如下：
阳极反应： 阴极反应： 电解总反应 + +
除此以外， 还可能发生一系列的副反应， 从而降低目标产 物的产率． Baizer 等于电解液中加入表面活性剂季铵盐， 增大丙烯腈在水中的溶解度， 并将阴极区溶液维持适合的 pH． 早期的电解装置采用的是具有高循环速率的压滤式隔 膜电解槽(图2)， 其中的隔膜为阳离子交换膜． 当时的产率 达90% ～ 92%， 电流效率为 90% 左右． 但因使用隔膜， 电能消耗较高， 为 6700 kWh/t． 同时 由于大量使用季铵 盐， 成本高， 回收 麻烦．
电化学合成的优点
第6章-电化学合成-02-有机电化学合成1
隔膜材料的要求
要求
1．可隔离阴、阳极生成的产物，但允许离子通过，并具有良 好的导电性能和透过率。 2．有较强的化学稳定性和足够的机械强度。 3．尺寸保持稳定，使用寿命长。 4．容易安装、维护和更换。
14
介质
介质指的是电解反应所采用的溶剂。一般分为质子型溶剂 和非质子型溶剂两大类。提供质子能力高的溶剂为质子型溶 剂，提供质子能力弱的溶剂则为非质子型溶剂。
实际上，经常采用适当媒介进行芳烃的间接电氧化制取 芳醛。如用铈盐做媒质，间接电氧化对甲基苯甲醚可以制取 茴香醛：
CH3O
CH3 + 4Ce4+ + H2O
CH3O
CHO + 4Ce3+ + 4H+
4Ce3+ - 4e-
25
(2)羟基化合物的电氧化
CH3OH
HCHO + 2H+ + 2e-
苯环侧链上的羟基也可以电氧化成羰基，如苄醇电氧化成苯甲醛：
COOH
2CH2=CH2 + 2CO2 + 4H2O + 4e-
COOH
CH2COOH
+
COOH
CH2COOH
30
5
胺类的电合成
胺类化合物多作为医药、染料、农药等化工产品的中间体。 这类化合物可通过还原含硝基、亚硝基或腈基的化合物而得。
20世纪50年代，电化学理论、技术、新材料的发展为有机电 合成的工业应用奠定了基础。
2
1960年代中期，美国Monsanto公司首先实现了丙烯腈电解还 原二聚合成己二腈的工业化生产，随后Nalco公司实现了四乙基 铅电解合成的工业化生产。这两项有机电合成项目的成功，在 全世界化学化工领域产生了巨大影响，是近代有机电化学合成 的开端和兴旺期。
有机电化学合成
有机电化学合成技术：直接有机电化学合成（4）
有机电化学合成中常用的一些电极材料
电极材料
Pt 石墨 Pb Fe
Ni Hg Cu 蒙乃尔合金 PbO2
电导率/Ω-1.cm-1 1.0X105 2.5X102 4.5X104
1.0X104 5.6X105
阳极
√ √ √ √ √ x √ √ √
阴极
介质要求
改变被修饰电极的反应性质和超电势； 加快主反应、抑制副反应； 提高反应的选择性； 延长电极寿命。
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有机电化学合成技术：直接有机电化学合成（6）
主反应的反应物和产物在辅助电极上发生反应，需用有隔膜的二室电解槽； 隔膜的功能：
一是使两极液中的反应物和产物不能透过隔膜，以阻止两极液的相互作用； 二是可使带电粒子或某些带电离子自由通过隔膜，以导通电流； 隔膜材料主要分为两类： 非选择性隔膜 一 —般为多孔性无极材料或高分子材料，纯粹靠机械作用
8
有机电化学合成的原理（4）
直接电有机合成反应的分类
阴极反应
⒈ 还原(如硝基苯制备对氨基苯酚) ⒉ 裂解(如1, 1, 2-三氟三氯乙烷制一氯三 氟乙烯) ⒊ 偶联(如丙烯腈制己二腈) ⒋ 生成金属化合物[如合成双-(环己二烯1,5)镍(0)]
阳极反应
⒈ 氧化(如异丁醇制异丁酸) ⒉ 裂解(如淀粉制二醛淀粉) ⒊ Kolbe缩合(如己二酸单酯制癸二酸双甲酯) ⒋ 生成金属化合物(如合成四乙基铅) ⒌ 氯代(如乙醇制碘仿)
传输，不能完全阻止因浓度梯度存在而产生的渗透作用。 选择性隔膜（离子交换膜）—分为阳离子交换膜和阴离子交换摸。阳离子
交换膜仅允许阴离子通过，阴离子交换膜则只允许阳离子通过。 离子交换膜的典型材质是全氟磺酸酯及全氟磺酸酯羧酸酯，以交联的接枝
电化学有机合成
（Electrochemical Organic Synthesis）
定义：
利用电化学氧化或还原方法合成有机物的技术。
发展历史：
1849年，Kolbe通过实验发现羧酸的电解氧化可生成较长链的烷烃。 1850至1960年，实验研究阶段。 1960年代的工业化时代。
1964年，Nalco公司建成1.8万t/a四乙基铅的电合成工厂。 1965年，Mansanto公司建成1.5万t/a己二腈的电合成工厂。 1980年以来，由于原料价格上涨、对环境保护的重视，电化学有机合 成作为一种绿色合成技术，又开始重视并进行了较活跃的的研究 与开发。2000年将召开第6届全国电化学有机合成会议。
3．介质
①反应物的溶解度好 ②较宽的可用电位范围 ③适合于所需的反应要求，特别是介质与产物不应发生反应 ④导电性良好，为此需要加人足够量的导电盐。
4．温度
①提高温度对降低过电位、提高电流密度有益 ②但过高会使某些副反应加速，同时会使产物有可能分解。
电化学有机合成的反应类型
一、电氧化有机合成
1．Kolbe脱羧二聚反应
CH2(OH)2 = CH2O + H2O CH2O＋e－＋H＋CH3OH （2）EC机理： 这是指化学反应后置的情况。
NH2 -2H+ -2e-
NH H2O
O + NH3
OH
O
O
（3）ECE机理： 化学反应夹在两个电子传递反应中间的情形。如：
NO
NHOH
2-e ++ 2H -2H 2O
NH
NH2
电化学氟化有两种方法： Simons法：Ni为阳极，在AHF中电解制备全氟化物的方法。 主要合成全氟有 机物，可制备特种表面活性剂。 Rozhkov法：Pt为阳极，以有机溶剂为介质，制备单氟化物。主要用于芳烃的 选择性氟化，可制备新型药物（如环丙沙星、络美沙星）和活性染料的中间体等。
有机电化学的原理和应用
有机电化学的原理和应用1. 原理简介有机电化学是研究有机化合物在电解质溶液中的电化学性质和反应机制的学科。
在有机电化学中，通过在特定条件下施加电场来调控有机分子的电子转移过程，从而实现对有机化合物的合成、转化和催化等应用。
有机电化学是有机化学和电化学的交叉学科，其核心原理涉及到电子转移、电解质溶液的离子传导性以及有机分子与电极的相互作用等方面。
2. 应用领域2.1 有机合成有机电化学在有机合成中具有重要的应用价值。
通过在电解质溶液中施加电场，可以实现直接合成有机化合物的方法，避免传统有机合成中繁琐的步骤和低产率的问题。
有机电化学还可以实现新的反应路径和选择性，从而提高合成效率和产物纯度。
2.2 能源转换与储存有机电化学在能源领域中的应用也备受关注。
通过在电解质溶液中进行有机分子的电化学反应，可以实现能量的转换和储存。
例如，通过有机太阳能电池可以将太阳能转化为电能，而通过有机储能电池可以将电能储存起来。
这些技术具有环保、高效和可重复使用等优点。
2.3 传感器有机电化学还可以应用于传感器技术中。
通过将适当的有机分子修饰到电极上，可以实现对特定分子或离子的高选择性检测。
因此，有机电化学传感器在环境监测、生物医学和食品安全等领域具有广泛的应用前景。
2.4 催化剂有机电化学在催化剂设计中也发挥着重要的作用。
通过在电解质溶液中调控有机分子的电子转移过程，可以实现新的催化反应路径和提高反应效率。
有机电化学催化剂一方面可以替代昂贵和有毒的金属催化剂，另一方面也可以实现对有机分子的特异催化。
3. 有机电化学的基本原理3.1 电子转移与电解质溶液在有机电化学中，电子转移是基础原理之一。
在电解质溶液中，有机化合物可以接受或者捐赠电子，从而发生氧化还原反应。
具体的反应步骤和反应机制取决于有机分子的结构和反应条件。
3.2 电极上的有机分子有机分子与电极的相互作用也是有机电化学的重要原理之一。
有机分子可以在电极表面进行吸附或者脱附，这对有机分子的电子转移过程和反应速率有重要影响。
电化学有机合成
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电化 学有机 合 成 的 反 应 类 型
有机物的电解合成_OK
• 近10年来，我国有机电化学合成领域也得到较大发展，有10多个产品 实现了工业化，研究品种日益增多，与世界先进水平的差距逐步缩小。 我国也于20世纪80年代初建立了第一套工业化生产装置――L半胱氨酸 盐酸盐水合物的合成。
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间接有机电合成的分类
• 间接有机电合成又称媒质电解合成，它利用水溶性无机氧化还原电偶 作为媒质(即电子介体)，与有机物反应，然后将水相和有机相分离， 获得产物，而水相中失去氧化(或还原)能力的媒质，则通过电极反应 氧化(或还原)后再生，反复使用。
• 如果有机合成与媒质再生同在电化学反应器内进行，称为槽内式间接 有机电合成；
• 由 于 媒 质 大 多 为 无 机 物 离 子 对 ， 如 Cr3+/Cr6+，Ce3+/Ce4+， Mn2+/Mn3+等，它们很容易实现电极过程，电流效率高，电解工艺 简单，从而达到节能的目的。而且一个反应器只要适当改变离子对 就能用于多种混合物的合成，特别适用于精细有机产品的合成。
• 例如，对硝基苯甲酸的电还原，以铅板为阴极，碳棒为阳极，两极 间有隔膜，采用直接电解还原时，反应式为
• (4) 可以在常温常压下进行，无需特殊的加热和加热设备，节省能源和 设备，操作简便，使用安全。
• (5) 有机电合成的装置具有通用性，在同一电解槽中可以进行多种合成 反应，改变电极材料或反应溶液便能合成某种新的有机产品。
• (6) 可以任意改变反应速率，或随时中止或及时启动反应，而化学法无 此能力。
• 2. 发展能缩短工艺过程的有机电合成
有机电化学合成导论
这一段话简洁明了地阐述了有机电化学合成的核心价值和优势，强调了它在 可持续发展和环境保护方面的重要性。
摘录二：“在有机电化学合成中，电极材料的选择至关重要。不同的电极材 料对反应的活性、选择性和效率有着显著影响。因此，研究和开发新型电极材料 是这一领域的重要研究方向。”
这段话突出了电极材料在有机电化学合成中的关键作用，并指出了新型电极 材料研究的重要性和紧迫性。
本书介绍了多种有机电化学合成技术方法，如电解合成、电催化合成、光电合成等。针对每种技 术方法，本书都详细阐述了其原理、特点、适用范围以及操作要点，为读者提供了丰富的实践指 导。
本书还介绍了有机电化学合成在医药、农药、材料科学等领域的应用案例。通过这些案例的介绍， 展示了有机电化学合成在实际应用中的广泛性和重要性。
应用篇：在应用部分，目录详细介绍了有机电化学合成在各个领域的应用， 如药物合成、材料科学、能源转换等。这部分内容展示了有机电化学合成的广泛 应用前景和实际价值。
前沿篇：目录还到了该领域的前沿进展和新兴技术，如绿色合成、电化学催 化等。这部分内容对于研究者来说具有很高的参考价值，因为它能够帮助他们了 解最新的科研动态和趋势。
书中还介绍了工业上应用的电解槽、电极材料、隔膜材料以及有机电化学合 成的技术和工艺。这部分内容让我看到了有机电化学合成在实际工业生产中的应 用前景，也让我更加坚定了在这一领域深入研究的决心。
《有机电化学合成导论》这本书为我打开了一个全新的视野，让我对有机电 化学合成有了更加深入的理解和认识。这本书不仅提供了丰富的理论知识，还涵 盖了实验技术和工业应用，是一本非常值得一读的专著。我相信，在未来的学习 和研究中，这本书将是我宝贵的参考和指南。
精彩摘录
《有机电化学合成导论》是一本深入探索有机电化学合成领域的权威之作。 该书不仅涵盖了有机电化学合成的基本概念、原理和方法，还详细介绍了该领域 的最新研究进展和应用前景。以下是从本书中摘录的一些精彩内容，它们展现了 这一学科的魅力和深度。
Chapter 2-有机电化学合成
(2) 支持电解质
大部分溶剂的导电能力较差，因而需要在其中添加一定量的可电离的盐、 酸和碱来提高电解液的导电能力，添加的这些可电离的物质称为支持电解质。 另外添加不同的电解质，对电极反应选择性的影响往往不相同，因而合理 选择支持电解质非常重要。 水作为溶剂是常选用各种盐、酸、碱作为支持电解质。在非质子型有机溶 剂中常采用 LiClO4、LiCl、LiBF4、NaClO4、R4N+BF4-、R4N+X-、R4N+OH-、 R4N+ClO4-（R代表烃基，X代表卤素）及磺酸盐等作为支持电解质。 在甲醇和乙醇溶剂中常用氢氧化物作为支持电解质。 另外在选择溶剂和支持电解质时还要考虑其析出电势，以便在电解质时只 发生有机电合成的主反应，而不发生溶剂或电解质的电解反应。
3. 电极材料及其修饰
电极材料及其表面性质对电极反应途径、选择性影响很大，不同的电极 材料可能导致不同的产物，比如，不同电极材料可影响硝基苯还原的产物。 可见电极材料的选择在有几点合成中是非常重要的。
Pt 10%HCl Zn 酸性溶液 Hg 发烟硫酸 NO2 蒙乃尔合金电极 H2SO4 蒙乃尔合金电极 HCl Hg EtO EtOH+H2SO4 蒙乃尔合金电极 NaOAC+EtOH 磷青铜 有机酸盐 NH NH NH2 HO NH2 HO NH2
5. 电化学不对称合成
电化学不对称合成是指在手性诱导剂、物理作用（如磁场、偏振光）等诱 导作用的存在下，将潜手性的有机化合物通过电极反应生成有光活性的化合 物的一种合成方法。 手性诱导剂包括手性反应物、手性支持电解质、手性氧化还原媒质（在间 接电合成中）、手性修饰电极等。 与通常的不对称合成相比，电化学不对称合成具有反应条件温和、易于控 制、手性试剂用量少，产物较纯、易于分离等优点。不过电化学不对称合成 也有其不足，如产物光学纯度不高，手性电极寿命不长，重现性不佳等。
水溶性有机化合物的电化学合成及其应用研究
水溶性有机化合物的电化学合成及其应用研究水溶性有机化合物是一种广泛应用的化学物质，其在医药、农业、生物科学、环境保护等方面都有着重要的应用。
然而，在传统的化学合成方法中，有机化合物的合成过程中会产生大量的有机溶剂，对环境产生不良影响。
为了解决这一问题，电化学合成技术成为了一种新兴的、环保的合成方法。
本文将探讨水溶性有机化合物的电化学合成和应用研究。
一、水溶性有机化合物水溶性有机化合物是指在水中具有相对良好溶解性的有机化合物，它们包括了许多重要的生物分子和化学物质，如蛋白质、生物大分子、激素、药物等。
水溶性有机化合物具有许多重要的应用，如医药中的激素类药物、抗生素、肝素和维生素C等，环保中的有机污染物的降解和治理，以及生化科学中的DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的合成和研究等。
二、电化学合成技术电化学合成技术是利用电化学催化作用对有机物进行合成的一种新型方法。
它具有无机溶剂、无废气、无废液、交叉反应少等优点，是一种高效、绿色的化学合成方法。
这种技术还能通过调节电极电位、电极材料、电解质、反应条件等参数来实现所需产物的选择性合成。
三、水溶性有机化合物的电化学合成研究1、电催化合成蛋白质在水溶性有机化合物的电化学合成中，蛋白质是一个重要的研究对象。
近年来，有学者利用金电极、银电极和玻碳电极等多种电极材料成功地合成了一些水溶性蛋白质。
在这些电化学合成方法中，电极表面的催化层起着关键作用。
这些催化层可以是在电极表面修饰的有机分子，也可以是电极表面的氧化物或者阳离子。
2、电催化合成酶类分子电化学合成技术可以用于合成酶类分子，这对于生化科学研究和制药工业具有重要意义。
在这一领域中，金电极和银电极通常被用作催化合成的电极。
通过调节电极电位和电解液，可以实现高效、选择性的水溶性酶类分子的合成。
3、电催化合成生物大分子电化学合成技术还可以用于合成DNA、RNA和多肽等生物大分子。
在这些反应中，电极表面的修饰层可用于催化链延长和修饰反应。
第七章有机电化学合成技术
2020/9/28
6、电解质
电解质：包括溶剂和支持电解质。 支持电解质：使电流通过介质时电阻不致太大。 （1）对电解质的要求
对反应物溶解度要大 足够的电极电势范围 能够适应所希望的反应途径 良好的导电度
（1）阳极材料
主要有 Pt 、Fe 、Ni 、Hg 、Pb 、Ti 、PbO2 、石墨。 ① 铂（ Pt）：铂丝、铂网、铂片、包铂（钛）等， 应用广泛。在丙烯腈溶液中会被污染而改用PbO2 。 ② Fe 、Ni ：可在碱性介质中使用，Ni(OH)2 、Ni 网。 ③ Pb 、Ti ：在非水介质中使用。
良好表面 良好导电性 抗腐蚀性 刚性
反应电极： Hg 、Zn 、Cd 、Pb 、Sn 、Ca 、Mg 等作成反
应电极，制成多种金属烷基化物。
工业电极：将镀在玻璃球上的金属电极用于填充床和流化床。
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电极材料对硝基苯电还原反应的影响
Pt / 10% HCl N H2
Zn / 酸 性 溶 液
恒电位电解 反应后期电流小，反应时间较长；恒电位仪价高。
多为实验室研究用。
恒电流电解
反应物浓度下降，则电压下降，副反应增多。 工业生产常用。
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2、有机电化学合成方法
直接有机电合成：有机合成反应直接在电极表面完成。
间接有机电合成：有机合成反应所需的氧化(还原) 剂是通过电化学方法获得并可再生循环使用；而有 机合成反应仍用一般的化学方法进行。
酯制十八二酸二甲酯需30~40小时。 ③ 设备投资及维修费用高。 ④ 电池设计及材料问题也难解决。 ⑤ 影响因素比热化学反应多。
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2、电化学反应与热化学反应的区别
热化学反应：通过分子碰撞来实现
有机电化学合成及研究进展
有机电化学合成及研究进展第一篇：有机电化学合成及研究进展有机电化学合成及其发展方向摘要介绍有机电化学合成的原理，研究内容。
有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。
有机电化学的高效、经济、无污染性。
还有有机电化学合成的若干发展方向。
关键词有机电化学发展方向绿色化学Review on organic electrosynthesis and its Development trendAbstractIn this paper，the principle and the research method of organic electro-ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed.The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co-mparing to the tradition organic synthesis were expounded.Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic anic electrosynthesis of high efficiency, no pollution.There are several development directions of organic electrosynthesis.Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry;引言部分以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。
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有机电化学反应的特性：反应顺序
反应顺序：电化学中的一个重要假设是电子经常一个一个的转移
由丙烯腈电化学合成己二腈
R H - R H R H +阴极还原反应阳极氧化反应-e +e E -M -M -E M -E M M -M M -M -E E -M -E M -E M 2 M -M M -M -E E -M -M -E M -E M E +E +E +E +E +E +
+e +e +e +e +e
M N C C H C H 2C H 2C H C N N C (C H 2)4C N C H 2C H C N C H 2=C H C N [C H 2 C H C N ] C H 2C H 2C N
或 [C H 2 C H C N ] C H 2C H 2C N C H 2=C H C N
N C C H C H 2C H 2C H C N N C (C H 2)4C N +e
+e + 2H ++ 2H +H +
有机电化学合成技术：直接有机电化学合成
有机电化学合成技术：直接有机电化学合成（8）
水性电解质
水为最经济、无污染、最安全的溶剂，可通过与有机溶剂的混合提高有机物的溶解度；
支持电解质为无机的和有机的酸、碱和盐，其中硫酸用的最多，其次是高氯酸或其盐类。
非水性电解质
非水溶剂对有机物的溶解能力较强，所能适应的电极电势范围较宽，使很多在水中无法进行的反应有了完成的可能；
在选择有机溶剂时，介电常数要大于10，粘度要低；
常用支持电解质为脂肪族季铵盐。
有机电化学合成技术：间接有机电化学合成（1）
由反应物以外的第二种物质与电极发生电子转移，然后在溶液中此第二种物质再N O 2N H O H N H 2N H N H 2N H 2N H 2H O S O 3H N H 2H O E tO N H N =N P t 10%H C l Z n 酸性水溶液
H g 发烟硫酸蒙乃尔合金电极蒙乃尔合金电极蒙乃尔合金电极
磷青铜
有机酸盐H 2SO 4H C l H g E tO H + H 2SO 4N aO A c + E tO H
与反应物进行电子转移，发生反应得到产物；
第二种物质是在电极和基质之间起着运输电子的作用，被称为电子载体，一般叫做媒质；
特点
⒈ 节约能量；
⒉ 防止污染；
⒊ 有利于活性大分子的合成反应；
⒋ 可以合成其他方法难以得到的产物。
对氟苯甲醛间接电化学氧化法合成的工艺过程主要反应分两步 :
电解反应： Mn2+ → Mn3+ + ｅ
合成反应：
p-FC6H5CH3 + 4Mn3+ + H2O → p-FC6H5CHO + 4Mn2+ + 2H+ 有机电化学合成反应：氧化还原反应（1）
双键的电氧化
芳香族化合物的电氧化
O O + 2H 2
O 阳极+ 6H +
+ 6e O A c H O A c-(C H 3)3N H O A c C -聚丙烯阳极
H 2C =C H 2Pt , H 2SO 4Pt , H 2SO 4 , H g 2SO 4C , LiA c A g , C 6H 5C O O N a H O C H 2C H 2O H + 2e C H 3C H O + 2e H 2C =C H O O C C H 3 + 2e H 2C C H 2 + 2e O。