水做溶剂的多组分反应
多组分系统
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用§4.1 引 言1.基本概念1)多组分系统:由两种或两种以上物质所组成的系统。
(多组分系统可以是单相的也可以是多相的。
)2)混合物:由两种或两种相互均匀混合而构成的系统。
(可以是气相、液相或固相) 3)溶 液(1)定义:由两种或两种以上物质在分子级别呈均匀混合而成的系统。
(2)溶液组分命名:溶质,溶剂。
(3)分类:(1)固态溶液、液态溶液。
(2)电解质溶液、非电解质溶液。
(4)应注意问题:形成溶液后,一般溶质、溶剂受力 情况与纯组分受力情况不同,所以对它们研究方法是不同的。
2.溶液中物质受力情况溶剂-溶剂 f 11 ,溶质-溶质 f 22 ,溶剂-溶质 f 12。
1) 纯态: 溶质 f 22 溶剂 f 11 2) 稀溶液: 溶质 f 22 溶剂 f 11 3) 中等浓度: 溶质 f 22,f 12 溶剂 f 12, f 11 4) 高浓度: 溶质 f 22 溶剂 f 12 3.受力变化同热效应关系1) 放热2) 吸热3) 不吸热不放热§4.2 多组分系统的组成表示法1.组成表示法1)B 的质量浓度:单位体积混合物中所含B 的质量。
1211,22f f f >121122,f f f <121122f f f ==()B B m Vρ=单位 与T 有关2)B 的质量分数:单位质量混合物中所含B 的质量。
单位为1,与T 无关3)B 的浓度:单位体积混合物中所含B 的物质的量。
单位 或 同T 有关。
4)B 的摩尔分数( 或):组分B 的物质的量与混合物中总物质的量的比值。
单位为1,与T 无关液体用 ,气体用5)溶质B 的质量摩尔浓度:每千克溶剂中所含溶质的物质的量。
单位 与T 无关。
6)溶质B 的摩尔比:单位物质的量的溶剂中所含溶质的物质的量。
单位为1,与T 无关。
2.常用的浓度表示法之间的关系 1) 与 的关系:若取1000 g 溶剂对稀溶液 2) 与 关系:-3kg m ⋅B B W w W =B Bn c V =-3mol m ⋅-3mol dm ⋅B x B y B B n x n=B x By ()BB A n m m =⋅-1mol kg BB A n r n =B x B m B BB A B n n x n n n ==+∑AB B A B BB A10001000m x m m M M m M ==++∑∑A B 1000M m <<∑B AB 1000m M x =B x BC A B B BW W c M ρρ=-=-∑∑AB B B B A AB B B B B BB A A c c c M x W c M c M c M c c M M ρρ===--+++∑∑∑∑∑()B AB A B Bc M x c M M ρ=+-∑若溶液很稀则3) 同 的关系: 取 取若溶液很稀则 若 取 对水§4.3 偏摩尔量1.偏摩尔量的定义 1. 问题的引出对简单均相系统 ,要描述其状态,只需要两个状态性质(T 、p )就可以了。
水热和溶剂热法
一定温度、压力下物质脱水结晶的反应 例如
(7)分解反应 分解化合物得到结晶的反应
例如 FeTiO3 FeO + TiO2 ZrSiO4 + NaOH Na2SiO3 + ZrO2 FeTiO3 + K2O FeO + K2O·nTiO2 (n = 4, 6)
(8)提取反应 从化合物(或矿物)中提取金属的反应
Al2O3在碳酸盐溶液中再结晶, AlPO4可以从磷酸溶液中再结晶出来。 一般来说,增加矿化剂的浓度能提高晶体的生长速率。
A-B-H2O体系的特例:——水热反应合成
当 系利中用的水A在热许法多进情行况陶下瓷是粉几末种合固成体时甚,至A液-体B-的H混2O合体 液。
例如在制备BaTiO3时,A可能是TiO2(固)+ Ba(OH)2·8H2O(溶液)。这时的Ba(OH)2·8H2O既 是矿化剂B,又参与化学反应形成新的物质,因此 它同传统上的矿化剂有明显的不同。
水的电离常数随水热反应温度上升而增加, 它会加剧反应的程度;
水的黏度随温度升高而下降,在超临界区域 内分子和离子的活动性大为增加;
化学反应是离子反应或自由基反应,水是离 子反应的主要介质,其活性的增强,会促进 水热反应的进行。
高温高压水的作用
①有时作为化学组分起化学 反应; ②促进反应和重排; ③传递压力的介质; ④溶剂; ⑤起低熔点物质的作用; ⑥提高物质的溶解度; ⑦有时与容器反应。
按Arrhenius方程式:dlnk/dT= E/RT2水在密闭加压 条件下加热到沸点以上时,离子反应的速率会增大, 即,反应速率常数k随温度呈指数函数增加。 因此,即使是在常温下不溶于水的矿物或其它有机物 ,在高温高压水热条件下,也能诱发离子反应或促进 反应。
多组分系统热力学
第三章 多组分系统热力学§ 引言基本概念 1、多组分系统两种或两种以上的物质(或称为组分)所形成的系统称为多组分系统。
多组分系统可以是均相的,也可以是多相的。
它(如:多组分单相系统)的热力学性质,则不仅由系统的温度、压力所决定,还与系统的相的组成有关。
2、混合物(mixture )多组分均匀系统中,各组分均可选用相同的方法处理,有相同的标准态,遵守相同的经验定律,这种系统称为混合物。
混合物有气相、液相和固相之分。
3、溶液(solution )含有一种以上组分的液体相或固体相称之为溶液。
溶液有液态溶液和固态溶液之分,但没有气态溶液。
4、溶剂(solvent )和溶质(solute )如果组成溶液的物质有不同的状态,通常将液态物质称为溶剂,气态或固态物质称为溶质。
如果都具有相同状态,则把含量多的一种称为溶剂,含量少的称为溶质。
溶剂和溶质要用不同方法处理,他们的标准态、化学势的表示式不同,服从不同的经验定律。
溶质有电解质和非电解质之分,本章主要讨论非电介质所形成的溶液。
如果在溶液中含溶质很少,这种溶液称为稀溶液,常用符号“∞”表示。
多种气体混合在一起,因混合非常均匀,称为气态混合物,而不作为气态溶液处理。
多组分系统的组成表示法 1、B 的质量浓度B def(B)m Vρ 即用B 的质量m B 除以混合物的体积V 。
B ρ的单位是: kg ·m —3。
2、B 的质量分数BAAdef(B)m w m ∑ 即B 的质量m B 与混合物的质量之比。
w B 的单位为1。
3、B 的浓度B Bdefn c V即B 的物质的量与混合物体积V 的比值。
c B 常用单位是mol ·L —1。
4、B 的摩尔分数B BAAdefn x n ∑ B 的物质的量与混合物总的物质的量之比称为溶质B 的摩尔分数,又称为物质的量分数。
摩尔分数的单位为1。
气态混合物中摩尔分数常用y B 表示。
多组分反应合成杂环化合物研究进展
化学研究与应用Chemical Research and Application Vol.33,No.1 Jan.,2021第33卷第1期2021年1月文章编号:1004-1656(2021)01-0024-14多组分反应合成杂环化合物研究进展李晓堂1,张占辉"(1•沧州医学高等专科学校药学系,河北沧州061000;2.河北师范大学化学与材料科学学院,河北省有机功能分子重点实验室,河北石家庄050024)摘要:利用多组分反应合成结构复杂多样的杂环化合物,在有机合成领域具有广阔的应用前景和研究价值。
本文综述T近年来多组分反应在五元杂环、六元杂环、多元杂环合成中的研究进展,同时对杂环化合物的绿色合成方法做出展望。
关键词:多组分反应;杂环化合物;研究进展中图分类号:0626文献标志码:ARecent progress in synthesis of heterocyclic compounds viamulticomponent reactionsLI Xiao-tang1,ZHANG Zhan-hui2*(1.Department of Parmacy,Cangzhou Medical College,Cangzhou061000,China;2.Hebei Key Laboratory of Organic Functional Molecules, College of Chemistry and Material Science,Hebei Normal University,Shijiazhuang050024,China)Abstract:The use of multicomponent reactions to synthesize heterocyclic compounds with complex and diverse structures has broad application prospects and research value in the field of organic synthesis.This review focused on the recent progress for the synthesis of five-membered,six-membered,and multiple heterocycles via multicomponent reactions.Some directions that could further promote the green synthesis of heterocyclic compounds in the future were proposed.Key words:multicomponent reactions;heterocyclic compounds;research progress杂环化合物是在分子中包含杂环结构的有机化合物,除碳原子外,构成环的原子还包含至少一个杂原子。
第四章多组分系统热力学2
物化习题第四章多组分系统热力学一判断题1、在101.3Kpa下,往纯水中加入少量NaCl,与纯水比较,此稀溶液沸点升高。
()2、偏摩尔量集合公式Z=∑nBzB,m适用条件是恒温过程。
()恒温恒压过程3、Henry系数Kx,B只与溶剂溶质性质有关,而与温度无关。
()温度不同,亨利系数不同。
温度升高,系数升高。
4、沸点升高系数Kb的数值与溶剂、溶质的性质有关,且与温度有关。
()Kb的量仅与溶剂的性质有关5.、若A分子和B分子之间的相互作用力,与A,B各自处于纯态时分子之间的相处作用力相同,混合后,则有⊿Hmin=0.( )6、标准就态是认为规定的某些特定状态。
()7、理想溶液中,各种微粒间的相互作用力可忽略不计。
()处于凝聚态的分子,其分子间的距离很小,分子间的相互作用力和分子的体积均不能忽略。
8、一切纯物质的凝固点都随外压的增大而上升。
()9、稀溶液的非典一定比纯溶剂的沸点高。
()在同一外压条件下10、在相同温度和压力下,相同质量摩尔浓度的葡萄糖和食盐水的渗透压不相同。
()Ⅱ=CbRT,溶液的渗透压的大小只由溶液中的溶质的浓度决定,而与溶质的本性无关。
11、摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关,而物质的量浓度与温度有关()12、在相平衡中,若各相中均有组分B,则组分B在个相中的化学势一定相等。
()系统处于相平衡,由于系统任一组分B在其存在的每个相中的化学势相等。
13、溶剂中融入挥发性溶质,肯定会引起溶液的蒸汽压升高。
()14、二组分理想液态混合物的总蒸汽压大于任一组分的蒸汽压。
()处于中间态。
15、只有广度性质才有偏摩尔量。
( )16、凡是自由能降低的过程一定都是自发过程。
()17、拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液,也适合于稀溶液。
()18、偏摩尔量因为与浓度有关,因此它不是一个强度性质。
()19、某一体系达平衡时,熵最大,自由能最小。
()20、在一个多组分溶液中,只有溶质才有偏摩尔量。
()21、封闭系统中,由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W′>△G和△G﹤0,则此过程一定能发生。
液体混合物与溶液
溶液中的溶质可以是单一物质,也可以是多种物质的混合物。溶质的量可以用质量分数、摩尔分数、物质的量浓 度等来表示。溶剂的量也可以用质量分数、摩尔分数等来表示。溶质和溶剂的相对含量决定了溶液的组成,可以 通过实验测定或计算得出。
溶液的分类
总结词
根据溶质和溶剂的种类以及溶液的性质,可以将溶液分为不同的类型。
口服液等。
石油工业
石油工业中,油和水以及其他矿 物质组成的混合物经过分离和提 纯,可以得到不同品质的油品和
石化产品。
环境监测
在环境监测中,通过采集水样和 土壤样品,分析其中的溶解物质 和悬浮颗粒物,可以了解环境质
量和污染状况。
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饮料
饮料通常是由水、糖、色素、香精 和其他添加剂组成的液体混合物, 满足人们的口感和营养需求。
洗涤剂
洗涤剂是由表面活性剂、碱、盐等 成分组成的液体混合物,能够有效 地去除污渍和异味。
溶液在化学实验中的应用
化学反应
分离提纯
溶液是化学反应的重要介质,许多化 学反应在溶液中进行,如酸碱中和反 应、氧化还原反应等。
液体混合物与溶液
目录
• 液体混合物 • 溶液 • 液体混合物与溶液的关系 • 液体混合物与溶液的应用
01 液体混合物
液体混合物的定义
01
液体混合物是由两种或多种液体 相互混合形成的物质。
02
液体混合物中,各组分之间通常 以分子形式相互混合,保持各自 的化学性质。
液体混合物的分类
互溶液体混合物
溶液具有均一性,即溶液中的溶质和溶剂在各个部分的组成和性质都相同。此外,溶液 还具有稳定性,即当外界条件不变时,溶质不会从溶液中分离出来。最后,由于溶液是 由多种物质组成的混合物,因此它具有混合物的性质,如沸点升高、凝固点降低等。这
《多组分系统热力学》习题及答案.doc
(A)纯理想气体的标准状态就是标准压力P(100KPa)T 的状态 (B)纯液体物质的标准状态就是标准压力P (lOOKPa)下的纯液体(C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力P (lOOKPa)下的纯固体(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时,它们的同一热力学函数值都应相同 答案:D 6.稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述都与它 们有关,其中正确的是(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 正比 (0所有依数性都与溶剂的性质无关 答案:B7. 关于亨利系数,下面的说法中正确的是 (A)其值与温度、浓度和压力有关 (0其值与溶剂性质、温度和浓度大小有关 度等因素都有关答案:D8. 定义偏摩尔量时规定的条件是 (A)等温等压(B)等嫡等压(C)等温,溶液浓度不变(D)等温等压,溶液浓度不变答案:D9. 关于偏摩尔量,下面的说法中正确的是 (A)偏摩尔量的绝对值都可求算(B)(0同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关 答案:B10. 关于偏摩尔量,下面的叙述中不正确的是 (A)偏摩尔量是状态函数,其值与物质的数量无关(0纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量 (B)所有依数性都与溶液中溶质的浓(D)所有依数性都与溶质的性质有(B)(D其值只与温度、溶质性质和浓度标度有关 其值与温度、溶剂和溶质的性质及浓度标系统的容量性质才有偏摩尔量 没有热力学过程就没有偏摩尔量 (D(B)系统的强度性质无偏摩尔量(D)偏摩尔量的数值只能为整《多组分系统热力学》习题及答案选择题1. 在373. 15K 和101325Pa 下水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A) u (水)=p(汽)(B) u (水)< P (汽)(C) 11(水)>口(汽)(D)无法确定 答案:A 。
两相平衡,化学势相等。
2. 下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(A)凝固点降低 (B)沸点升高 (C)渗透压 (D)蒸气压升高 答案:D 。
多组分系统
例如:一个封闭容器中,装有一定数量的乙醇水
溶液,上方为蒸气,整个容器是一个封闭系统, 若分别选取液相或气相作为系统,由于两相之间 有物质交换,所以液相或气相都是敞开系统。
(2)多组分系统的广度性质,一般说来不 多组分系统的广度性质, 再具有简单的加和性, 再具有简单的加和性,即并不等于各组分 在纯态时该广度性质之和。 在纯态时该广度性质之和。
19
在等温等容且定组成的条件下
µ
B
∂A = ( )T ∂nB
,V , n ( C ' , C ' ≠ B )
三 个 偏 导 数 都 叫 化 学 势
20
在等熵等压且定组成的条件下
µB
∂H = ( ) S , P , n ( C ' ,C ' ≠ B ) ∂nB
在等熵等容且定组成的条件下
∂U µB = ( ) S ,V , n ( C ' ,C ' ≠ B ) ∂n B
>自发 =平衡
相平衡判据
22
它表明,在等温等压且没有非体积功的条件下, 它表明,在等温等压且没有非体积功的条件下, 则组分B将自动由α 若 α β ,则组分B将自动由α相转移
µB > µB µB = µB
α
到 β相 。 则组分B 则组分B在α和β两相中达 平衡。 平衡。
若
β
纯物质B*达成两相平衡的条件是: 纯物质 达成两相平衡的条件是: 达成两相平衡的条件是
Z = f (T , P, nB , nC ......)
12
若系统的状态发生任意一个微小变化,即T,P,nB,nC,诸 变量任意独立改变无限小量时,则Z也会有相应的微 小变化,其全微分为:
∂Z ∂Z dZ = ( ) P ,n ( B ) dT + ( )T ,n ( B ) dP ∂P ∂T ∂Z +( )T , P ,n ( C ,C ≠ B ) + ...... ∂nB
多组分聚合反应
多组分聚合反应
多组分聚合反应是化学领域中的一种重要反应类型。
它指的是在化学反应中,多个不同的物质以一定的条件下发生反应,最终生成新的物质。
这种反应具有广泛的应用,可以用于合成有机化合物、制备功能材料等。
在多组分聚合反应中,通常需要选择合适的反应条件和催化剂来控制反应的速率和选择性。
例如,通过调节反应温度、压力和溶剂等条件,可以有效地控制反应的进行。
同时,选择合适的催化剂也可以提高反应的效率和产物的选择性。
一种常见的多组分聚合反应是多组分反应。
在这种反应中,三个或更多的反应物参与反应,生成一个新的化合物。
这种反应通常需要较高的温度和压力,以促使反应物发生碰撞,从而发生化学反应。
多组分反应可以用于合成一系列有机化合物,如酮、醛、酯等。
另一种常见的多组分聚合反应是多组分偶联反应。
在这种反应中,两个或更多的分子通过共价键连接在一起,形成一个新的化合物。
多组分偶联反应通常需要催化剂的存在,以促使反应的进行。
这种反应可以用于合成具有特定功能的有机分子,如药物、染料等。
多组分聚合反应还可以用于制备功能材料。
例如,可以通过多组分反应合成具有特殊性质的聚合物,如高分子材料、液晶材料等。
这些材料在电子、光学、医学等领域具有广泛的应用前景。
多组分聚合反应是一种重要的化学反应类型,具有广泛的应用。
通过选择合适的反应条件和催化剂,可以控制反应的速率和选择性,合成出具有特定功能的化合物和材料。
这种反应在有机合成、材料科学等领域具有重要意义,对于推动科学技术的发展具有重要作用。
双组份水性聚氨酯成膜机理
双组份水性聚氨酯成膜机理多年前,很多人认为双组分水性聚氨酯涂料是难以实现的。
一个重要原因是人们认为多异氰酸酯中的NCO基团会与水反应生成聚脲,同时生成CO2,而难以得到致密的漆膜。
但Bayer的化学师在实践中发现某些多异氰酸酯在水中可以长时间稳定存在,在多异氰酸酯液滴与水的界面上会形成一层具有临时性保护作用的聚脲薄膜,这一薄膜的存在可以较长时间阻止多异氰酸酯与水的进一步反应,从而使双组分水性聚氨酯涂料技术可能得以实现。
进一步的研究表明,将某一亲水改性的HDI三聚体分散在水中,经过7h后,-NCO的保留率仍然大于90%。
双组分水性聚氨酯涂料的成膜机理与一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的区别,同时与溶剂型聚氨酯涂料的成膜机理也完全不同。
图1为双组分水性聚氨酯涂料的固化成膜示意图。
图1双组分水性聚氨酯成膜过程由图1可见,在双组分水性聚氨酯涂料的成膜过程中,多异氰酸酯在前期并没有过多的与多元醇或水发生化学交联反应,一直到大部分水分蒸发后,乳液与固化剂粒子相互接触并挤压,此时多元醇中的羟基以及残余的水开始大量地与固化剂中的-NCO基团发生化学反应。
由此可知,双组分水性聚氨酯涂料适用期的表现形式与双组分溶剂型聚氨酯涂料可能是完全不同的。
很多时候,双组分水性涂料体系的黏度变化会一直保持在远远低于初始黏度2倍的范围内,这就意味着,在溶剂型涂料中行之有效的通过黏度上升判断适用期的方法,在双组分水性聚氨酯体系中是不适用的。
实际上,我们需要通过测试漆膜某些性能(如光泽、雾影、硬度、耐化学品性等)的突变点来判断其适用期。
另一个需要注意的问题是:如何确定双组分水性聚氨酯涂料中-NCO与-OH的比值。
一般来说,多异氰酸酯与多元醇的反应速度比与水反应更快,但两者仍然具有竞争关系。
为了补偿多异氰酸酯和水的副反应而产生的损失,一般使用过量的多异氰酸酯,-NCO/-OH 比率会选择1.5~3.0。
通常-NCO/-OH比例越高,涂膜的耐化学性越好,但干燥时间越长,成本越高。
[理学]2-多相多组分系统热力学典型例题
一、 选择题1、 下列偏微分中,能称为偏摩尔量的是:( A )(A ),,()B T P nc C B V n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (B) ,,()B S P nc C B H n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (C) ,,()B P V nc C B G n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (D) ,,()B T H ncC B S n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 2、某溶液由2mol A 和1.5mol B 混合而成,总体积为0.42 dm 3。
该溶液中已知A 的偏摩尔体积V A =0.03 dm 3•mol -1 ,则组分B 的偏摩尔体积V B 为 ( C )(A )0.20 dm 3•mol -1 (B) 0.30 dm 3•mol -1( C) 0.24 dm 3•mol -1 (D) 0.28 dm 3•mol -13、在一定温度和压力下,设纯的A(1)的化学势为μ*,其标准态化学势为μθ。
若在A中加入另一液相B(1),形成理想的液态混合物,这时A(1)的化学势为μA ,标准态化学势为μA θ,则两种化学势之间的关系为( B )(A ) μ*=μA , μθ=μA θ (B) μ*>μA , μθ=μA θ( C) μ*=μA , μθ>μA θ (D) μ*>μA , μθ<μA θ4*、在298K 时,设液体A 和B 能形成理想的液态混合物,它们的蒸气形成理想的气体混合物。
已知纯A 和纯B 的饱和蒸气压分别为50A p kPa *=,60B p kPa *=,若液相中0.4A x =,则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 ( A )(A ) y B =0.64 (B) y B =0.25( C) y B =0.50 (D) y B =0. 405、设373K ,100kPa 时,2()H O g 的化学势为1μ;373K ,50kPa 时,2()H O g 的化学势为2μ。
如果两者有如下4个关系式(1 ) μ1θ=μ2θ (2) μ2-μ1 =RTln2( 3) μ2-μ1 =-RTln2 (4) μ2=μ1- RTln0.5这些关系中正确的是 (B)(A) (1), (2) (B) (1), (3)(C ) (3), (4) (D) (2), (4)6、在298K 时,已知①2()H g 和②2()O g 在水中的Henry 系数分别为9,17.1210x k Pa =⨯,9,2 4.410x k Pa =⨯。
pc溶剂和水分反应
pc溶剂和水分反应
PC溶剂通常指的是有机溶剂,而水是无机溶剂。
有机溶剂和水
之间的相互作用是一个复杂的化学过程,可以从多个角度来讨论。
首先,从化学角度来看,有机溶剂和水之间的相互作用主要包
括溶解、共溶和反应。
在一些情况下,有机溶剂和水可以相互溶解,形成混合溶剂。
但是大多数情况下,有机溶剂和水是不相溶的,它
们会形成两相体系。
在一些情况下,有机溶剂和水也可能发生化学
反应,尤其是在存在催化剂或特定条件下。
这些化学反应可能会导
致有机物的降解、氧化或其它类型的转化。
其次,从实际应用角度来看,有机溶剂和水通常在化工、生物
化学、药物制备等领域中被广泛应用。
例如,在有机合成反应中,
有机溶剂常常被用作反应介质,而水则可能作为反应物或溶剂参与
其中。
在药物制备过程中,有机溶剂和水的选择和反应性质对于最
终产品的纯度和产率都有着重要影响。
此外,从环境和安全角度来看,有机溶剂和水的相互作用也涉
及到环境污染和人体健康问题。
有机溶剂的挥发性和毒性可能对环
境造成影响,而有机溶剂和水的混合物在生产和使用过程中可能会
产生有害废物,需要进行妥善处理。
总的来说,有机溶剂和水之间的相互作用是一个复杂而多层次的问题,涉及到化学、应用、环境和安全等多个方面。
在实际应用中,需要根据具体情况综合考虑它们的相互作用特性,以确保其在生产和应用过程中能够得到有效控制和合理利用。
地下水多组分反应溶质迁移模型的研究进展
( 国辐射 防护 研究 院 ,山 西 太 原 中 OO?6 3 0)
摘 要 :描述 多孔 介 质 中地 下水 中 溶 质 迁 移 行 为 的模 型 有 两类 :一 为溶 质 的 多 组 分水 化学 平 衡 模
式 ;二 为 溶 质 的水 动力 迁 移模 式 ( 流 一弥 散 模 式 ) 对 。对 这 两 类 模 型进 行 了 回 顾 ,着 重介 绍 了 近
维普资讯
第 1 3卷 第 1 期 2O 0 2年 1月
水
科
学
进
展
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地 下 水 多 组 分 反 应 溶 质 迁 移 模 型 的 研 究 进 展
水 污 染 的预 报 、 防 治 提 供 依 据 。
1 多 组 分 水 化 学 模 型 与 水 动 力 迁 移模 型 的 回顾
1 1 多 组分 水 化 学 模 型 .
多 组 分 水 化 学 模 型 的 建 立 一 般 基 于 以 下 几 个 原 理 : ( ) 质 量 守 衡 方 程 ; () 质 量 作 用 定 1 2 律 ; ( ) 电 中 性 方 程 ,它 由 一 组 非 线 性 方 程 组 构 成 。 目前 国 外 比 较 流 行 的 化 学 平 衡 软 件 有 3 P E Q ; MI l Q 2 E / ; S L N Q -8 ; G Oc M; WA E F MN Q ; MIR Q HR E E / E A ; Q3 6 O MIE q 8 E 呱 T Q ; IE L COL
衡时物 种的浓度 .E) 进行 反应 路 径模 拟计 算 。E 36的热力 学 数据 库 十 分庞 大 ,它含 有 7 ( 6 Q/ 8 种元 素 .其 中包括 相当多 的放射性 核素 的热 力学 数据 ,可 以模 拟 多达 1 种 固体 溶液作 为反 应 5 物或 生成物 ,近 年来又增加 了利用 P z 方 程模拟咸 水 的功能 , 目前 国 内使 用 的该 软件 主要为 ie tr P c机 7 2版 。除 了 实 际应 用 外 ,有 的模 型 相 互 间也 进 行 过 验 证 ,如 E 3 6与 P E Q . Q/ HR E E相 互 验
水热法名词解释
水热法名词解释水热法名词解释:水热法,是指一种在密封的压力容器中,以水作为溶剂、粉体经溶解和再结晶的制备材料的方法。
相对于其他粉体制备方法,水热法制得的粉体具有晶粒发育完整,粒度小,且分布均匀,颗粒团聚较轻,可使用较为便宜的原料,易得到合适的化学计量物和晶形等优点。
尤其是水热法制备陶瓷粉体毋需高温煅烧处理,避免了煅烧过程中造成的晶粒长大、缺陷形成和杂质引入,因此所制得的粉体具有较高的烧结活性。
水热法,是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压),创造一个相对高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。
水热法是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。
1900 年后科学家们建立了水热合成理论,以后又开始转向功能材料的研究。
目前用水热法已制备出百余种晶体。
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。
是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。
水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。
其中水热结晶用得最多。
在这里简单介绍一下它的原理:水热法原理及步骤:水热结晶主要是溶解——再结晶机理。
首先营养料在水热介质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液。
利用强烈对流(釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。
自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下,成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。
水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过程中晶体的生长。
在水热反应中,水的存在具有多方面的作用,水不仅充当溶剂同时作为一种化学组分参与反应,另外还是一种传递压力的介质,通过控制物理化学因素和加速反应渗透,使晶体快速形成与生长。
水热法的主要优点有以下几方面:(1)水热法主要采用中低温液相控制、工艺较简单,不需要高温处理即可得到晶型完整、粒度分布均匀、分散性良好的产品,从而相对降低能耗;(2)适用性广泛,既可制备出超微粒子,又可制备粒径较大的单晶,还可以制备无机陶瓷薄膜;(3)原料相对价廉易得,同时所得产品物相均匀、纯度高、结晶良好、产率高,并且产品形貌与大小可控;(4)通过改变反应温度、压力、反应时间等因素在水热过程中可有效地控制反应和晶体生长;(5)水热合成的密闭条件有利于进行那些对人体健康有害的有毒反应体系,尽可能地减少环境污染。
反应混合物
反应混合物经过观察,我们发现混合物是由两种或者多种纯净物质组成的物质。
混合物可能包含不同的元素、分子、化合物等。
在日常生活中,混合物无处不在,比如空气、水、食物、饮料等。
混合物有许多独特的性质和特点,今天我们将探讨一下混合物的一些反应。
在混合物中,各组分之间可能发生物理反应或者化学反应。
物理反应是指组分之间的物理性质发生改变,例如溶解、挥发、沉淀等。
而化学反应是指组分之间的化学性质发生变化,例如氧化、还原、酸碱中和等。
首先,我们来讨论混合物中的溶解反应。
溶解是指固体、液体或气体在液体中均匀分布。
在溶解过程中,溶质分子与溶剂分子之间会发生相互作用,形成溶液。
溶解反应是一种物理反应,溶质和溶剂的化学性质不发生变化。
例如,在水中加入盐,盐会溶解在水中,形成盐水溶液。
盐的化学性质没有改变,它仍然是氯化钠,只是变成了溶解的状态。
溶解是一种可逆反应,可以在适当条件下重新分离出溶质和溶剂。
其次,我们来讨论混合物中的氧化反应。
氧化是指物质与氧气发生反应,形成氧化物的过程。
氧化反应一般是一种化学反应,会改变物质的化学性质。
例如,铁在空气中会与氧气反应,生成氧化铁。
氧化铁是一种固体物质,有着不同的性质和特点。
氧化反应一般需要有氧气作为参与反应的物质,没有氧气的条件下很难进行氧化反应。
另外,我们还可以讨论混合物中的还原反应。
还原是指物质与还原剂发生反应,还原剂氧化自身,使物质的氧化态数减少的过程。
还原反应也是一种化学反应,会改变物质的化学性质。
例如,金属氧化物与还原剂反应,还原剂会将氧化物中的氧气去除,使金属恢复原状。
还原反应是氧化反应的逆过程,需要有合适数量的还原剂来参与反应。
此外,酸碱中和也是混合物中的一种重要反应。
酸碱中和是指酸和碱反应生成盐和水的过程。
酸碱反应是一种化学反应,会改变物质的化学性质。
在酸碱中和反应中,酸和碱中的氢离子和氢氧根离子会互相结合,生成水分子。
同时,酸和碱中的其他离子会结合成盐。
酸碱中和反应是一种放热反应,也就是反应会释放出热量。
部分容积效应产生的原因
部分容积效应产生的原因部分容积效应是指在多组分溶液中,每个组分的体积占据不同的空间而导致的混合体积与理想混合体积之间的差异。
这种效应对于理解生物大分子(如蛋白质和核酸)在溶液中的行为、制药工业和化学反应等领域都具有重要意义。
本文将从分子层面和热力学角度探讨部分容积效应产生的原因。
一、分子层面原因1. 溶剂-溶质相互作用在多组分溶液中,溶剂与溶质之间存在强烈的相互作用。
当一种组分被加入到溶液中时,它会改变周围水分子的结构和动力学行为,从而影响整个系统的状态。
这种影响可能导致部分容积效应。
2. 溶剂-溶剂相互作用除了与溶质相互作用外,溶剂之间也会发生相互作用。
这些相互作用可以导致水分子形成聚集体或类似聚合物的结构,并且这些结构可能会影响其他组分在水中的溶解度和体积。
3. 溶剂分子的取向在水中,水分子通常会形成氢键网络。
当其他组分被加入到溶液中时,它们可能会干扰这种网络并导致水分子重新排列。
这种重新排列可能会导致部分容积效应。
二、热力学角度原因1. 熵效应在多组分溶液中,由于不同组分的体积不同,它们之间的混合将导致熵变。
当两个物质混合时,它们之间的熵变可以表示为ΔS_m ix = -R(x_1lnx_1 + x_2lnx_2),其中x_1和x_2是两个组分的摩尔分数。
如果两个组分的体积相似,则它们之间的熵变较小。
但是,如果它们的体积差异很大,则它们之间的熵变较大,并且可能导致部分容积效应。
2. 压缩性在多组分溶液中,每个组分都对整个系统的压缩性产生贡献。
当一个组分被加入到溶液中时,它可以增加系统的压缩性。
如果该组分与其他组分具有不同的压缩性,则可能会导致部分容积效应。
3. 热力学非理想性在理想混合中,混合体积等于各组分的体积之和。
但是,在实际混合中,由于相互作用和其他因素的影响,混合体积可能与理想混合体积不同。
这种差异可能会导致部分容积效应。
三、结论综上所述,部分容积效应是多组分溶液中出现的一种现象,其产生原因包括溶剂-溶质相互作用、溶剂-溶剂相互作用、溶剂分子的取向、熵效应、压缩性和热力学非理想性等。
实验一、三组分液-液体系相图的绘制
• 用移液管移取上层(苯层)2.00ml,放入100ml三 角瓶中,加入25ml蒸馏水和1滴酚酞指示液,用标 准碱液滴定,记录所用碱液体积。重复测定二次。
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【原理】
– 三组分体系组分数K=3,如果体系处于恒温恒压状态, 按照相律,体系的自由度f=3-Ф,式中Ф为体系中的 相数。当体系为均相时,自由度f=2,因此恒温恒压下 三组分体系中浓度独立变量最多只有2个。这样就可用 平面图形来表示体系的状态和组成的关系。
– 通常用等边三角形来表示三组分体系中各组分的组成。 三角形的3个顶点分别代表纯组分A、B和C,三条边AB、 BC、CA分别代表A和B、B和C、C和A所组成的二组分 体系的组成,而三角形内任何一点表示三组分体系的 组成。
与反应物浓度c呈线性关系,即
C
(4)
式中比例常数β与物质旋光能力、样品管长度、温度等有关。
物质的旋光能力用比旋光度来度量、比旋光度用下式表示:
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2D0
100
1,CA
(5)
16
式中
20 D
右上角的“20”表示实验时温度20℃,D是指用钠灯光源D线的波长
(即589nm),
为测得的旋光度[°],1为管长度(dm),CA为浓度
– 试剂 纯苯,无水乙醇,蒸馏水。
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【实验步骤】
– ⒈互溶度曲线的测定
• ⑴用移液管移取4.00ml苯,放入干燥洁净的250ml三角 烧瓶中,加入0.10ml水,然后用滴定管滴加乙醇,并 不断振荡,当液体由浊变清时,记录加入乙醇的量。再 在上述三角烧瓶中依次分别加入0.25ml、0.50ml、 1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00m水,重复上述操作。
多组分化学平衡习题
有下列方程组
解得:x=4.53×104 y=7.73×104 =4.53×104Pa =7.73×104Pa
(2)对溶液I:
(3)溶液I混合过程的△mixG为:
(4)溶液Ⅲ的组成为: nA=3mol nB=1十2十3=6mol
2.在293.15K时。乙醚的蒸气压为58.95kPa.若在100g乙醚中 溶人某非挥发性有机物质10g,乙醚的蒸气压降低到56.79kPa, 试求该有机化合物的摩尔质量。
3. 如果在水中加入少量的乙醇,则四个依数性将发生怎 样的变化,为什么有这样的变化?如果加 NaCl、CaCl2 则又怎样?
答:水中加入乙醇后,溶液蒸气压上升,沸点下降。 冰点仍是下降,渗透压仍存在。这是由于乙醇是挥发性 的,并且挥发性又很大。但乙醇水溶液凝固时,析出的 固态仍是纯冰。如果溶入 NaCl,由于每个分子完全电 离成二个粒子,则蒸气压降低,沸点升高,所呈依述性 数值加倍,如溶入 CaCl2,则近似增加三倍。
8.海中的水生生物有的可能有数百公尺长,而陆地 上植物的生长高度有一定限度,试解释其原因。
解:陆地上生长的植物靠渗透压将水分运送至植物 的顶部,因细胞中的溶度浓度有一定限度,因而限 制了植物的生长高度。海中的植物可从其周围的海 水中吸收水分和营养,所以能长得很长。
选择题
1. 在373.15K和101325Pa•下水的化学势与水蒸气
3. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主要因素是 (A) 溶剂本性 (B) 温度和压力
(C)溶质本性 (D) 温度和溶剂本性 答案:A。由沸点升高常数
可以看出。 4. 在等质量的水、苯、氯仿和四氯化碳中分别溶入100g
非挥发性物质B,已知它们的沸点升高常数依次是0.52,
2.6, 3.85, 5.02,溶液沸点升高最多的是 (A) 氯仿 (B) 苯 (C) 水 (D)四氯化碳
反应体系除水的方法
反应体系除水的方法说反应体系除水,这可是个老生常谈的话题了,但每次提起来,我还是得跟大伙儿说道说道。
为啥?因为这除水啊,跟咱们做饭炒菜一样,看似简单,实则讲究着呢。
咱先说说共沸除水法。
这个方法啊,就像是咱们农村里用土法子蒸馒头,得靠那股子热气儿把水给带出来。
它利用的是有机溶剂和水能生成共沸混合物的特点,通过形成二组分或多组分共沸混合物,就把水给除去了。
这法子好处多多,除水效果杠杠的,工艺也简单,设备也不复杂,容易控制。
最关键的是,那共沸出的有机溶剂还能回收利用,不浪费。
你说,这法子能不香吗?但话说回来,这法子也有它的局限性。
有机物和水在热不稳定状态下是不能用的,这就像咱们炒菜的火候,大了小了都不行。
还有啊,产品的有机溶液里要是含有无机盐,而产品又是固体状态,那也不能用,除非那无机盐含量不受限制。
这就像咱们做饭,盐放多了,菜就咸了,不好吃。
再来说说结晶水除水法。
这个方法就像是咱们农村里晒盐,得靠太阳晒,把水晒干了,盐就留下来了。
它是把无水无机盐加入到含水的有机溶液中,生成含水的无机盐后,有机溶液中的水分就得到去除了。
这法子也有它的独到之处,它在除水的过程中还兼有了除盐的过程,一举两得。
这就像咱们做菜,既能去腥,又能提味,多好。
不过啊,这法子也有它的弊端。
无机盐虽然除水除盐效果好,但过滤起来难啊,滤饼还容易含产物。
这就像咱们筛沙子,筛子不好,沙子就筛不干净。
还有膜分离技术、吹氮法、恒温干燥法、真空干燥法等等,这些法子啊,各有各的妙处,也各有各的难处。
膜分离技术就像是咱们筛豆子,得挑个合适的筛子;吹氮法就像是咱们吹气球,得把里面的水给吹出来;恒温干燥法就像是咱们烤红薯,得烤干了才能吃;真空干燥法就像是咱们抽真空,得把里面的空气和水都给抽出来。
就说这真空干燥法吧,它操作简单,速度快,但对水分含量较高的溶液处理效果未必理想。
这就像咱们洗衣服,衣服太湿了,洗衣机也转不动啊。
所以啊,选方法得根据具体情况来,不能一刀切。
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本科毕业论文题目:水做溶剂的多组分反应学院:化学与环境工程学院班级: 09级化学6班姓名:弓瑞军指导教师:王科伟职称:讲师完成日期: 2013 年 06 月 05 日水做溶剂的多组分反应摘要:简单而绿色的合成过程已经成为有机合成中的一个重要目标。
组合多组分反应(MCRs)和非常规溶剂已成为一个新的研究方向, MCRs 反应和绿色溶剂使有机合成向着理想的方向发展。
这篇论文总结了最近在非传统媒质水中获得的 MCRs反应的结果。
绿色化学对化学研究影响巨大,强调使用更为绿色的反应条件是当前有机合成的一大趋势。
充分探讨水做溶剂对有机反应的影响和作用。
开发水在化学领域的巨大潜能,让有机合成向多组分一锅反应发展。
关键字:多组分反应(MCRs);绿色化学;催化剂;中间体;溶剂目录1 引言 (4)1.1 一锅法MCRs反应 (4)1.2 水作溶剂的MCRs (4)1.3 水中基于缩合反应的MCRS (5)2 实验部分 (5)2.1 主要仪器与试剂 (6)2.1.1 主要仪器 (6)2.1.2 主要药品与试剂 (6)2.2.1 方案1:乙酰丙酮,甲醛和α-甲基苯乙烯在水中的三组分反应 (6)2.2.2 方案2:吲哚,醛,丙二腈在水中的三组分反应 (8)2.2.3 方案3:芳香醛,丙二腈和6 - 氨基-4 - 羟基-2 - 巯基等在水中的三组分反应 (10)2.2.4 方案4:1 - 萘酚,丙二腈和苯甲醛的三组分反应 (11)2.2.5 方案5:苯甲醛,乙酰乙酸乙酯和盐酸羟胺的三组分反应 (12)2.2.6 方案6:水合肼,乙酰乙酸乙酯,水杨醛和丙二腈的四组分反应. 13 2.2.7 方案7:甲基酮,胺,和丙二腈在水中的伪五组分反应 (14)2.2.8 方案8:苯肼,3 - 氨基巴豆腈,芳族醛和2 - 羟基萘1,4 - 二酮在水中的四组分反应 (15)3 结果与讨论 (16)参考文献 (16)致谢 (17)1引言1.1一锅法MCRs反应常规多步合成一个复杂的分子一般涉及大量的综合操作,每步合成都包括提取和纯净化过程。
这将不但影响合成效率而且也会有大量的废物产生。
多组分反应(MCRs)定义为一锅反应,指至少有三种不同的反应物在锅内通过共价键结合在一起,它在有机合成中非常重要。
MCRs 允许一步操作中含有几种键的反应,并且具有显著的优势如操作简单、简易自动化,减少检查、萃取和纯净化操作的次数,因而减少了废物的生成,即实现绿色化。
一锅反应MCRs 往往缩短反应时间,比多步合成有更高的总体化学收益,因此可以减少使用能源和人力[1]。
新 MCRs 反应与绿色过程的设计拥有极大的吸引力,特别是在有机合成、药物发明和材料科学领域。
此外,改善已知的 MCRs 反应也是当前有机的热门。
按照传统方法,在某些典型反应过程中挥发性有机溶剂量总计超过质量利用的80%,而且回收利用率较低,这对环境造成了严重的污染。
为了消除反应过程中的有机溶剂,绿色化学的一个重要方面就是有关消除使用挥发性溶剂或用无挥发性、无毒且廉价的绿色溶剂替代[2]。
就这点而言,发展绿色溶剂是最佳解决方案。
但是,如果溶剂是反应过程的决定因素时,我们就应该选择对健康和环境无害或伤害较小的溶剂。
在有机反应中使用非常规的绿色溶剂提高了反应的绿色和可持续性程度,并且通过稳定催化剂提高了合成的效率,改变了反应的选择性,有些甚至使产物易于分离。
特别是,非常规溶剂表现出帮助MCRs 发展。
许多新的一锅反应MCRs 已经通过用革新的溶剂替代了传统的有机溶剂。
1.2水作溶剂的MCRs作为一种反应媒介,水符合当前环保化学的所有严厉要求,因此发展合成反应在水中进行是一个热门。
近来化学文献的许多例子表明在水和有机试剂的接界面上进行的反应不但更加快速而且还表现出新的活性和选择性。
考虑到水在不同有机反应中的明显加速作用,近来已经有人研究了有机物-水接界面的固有性质,研究结果表明在邻近含有反应物油滴的水表面有多达25%的O–H键不参与形成氢键。
这些未结合的羟基基团与有机底物的相互作用,更重要的是,与过渡态的相互作用,使活化能降低,效率增强。
水面上羟基基团的不断更新与重组使水对疏水性物质有机反应有强大的催化功能。
除了这种氢键作用,还有两个其他的作用,常常被采纳来解释所观察到的水溶剂的重要表现。
(i)与反应中疏水性反应物相比,该疏水性效果将导致较高的负激活体积和活化配合物的进一步稳定。
ii)由极性效应,水的高极性导致比初始态更极性的过渡态,所以反应速度可以加快。
然而,直到现在,水在有机反应中的确切作用仍不清楚[3]。
因此,在一个反应中,水的影响的确切性质,不能仅归因于一个单一的作用,而是几个影响因素的叠加。
因为在水中完成MCRs反应结合了多组分反应合成效率高和污染小的优点,这将导致反应接近理想的合成反应。
该主题是绿色化学非常重要的一个挑战。
事实上,许多不能在传统有机溶剂中得到的独特的MCRs已经得到发展。
1.3水中基于缩合反应的MCRS碱催化的醛与1,3 - 二羰基化合物的缩合反应(Knoevenagel反应)被广泛用于合成各种多官能团有机化合物。
因为Knoevenagel反应的产物在合适的试剂存在下可以很容易地转换到更为复杂的分子中,许多基于Knoevenagel反应的MCRS已经得到发展。
重要的是,因为缩合反应在含水兼容性环境中可以进行,它经常被参与开发在水中的MCRS[4]。
应当指出的是,基于Knoevenagel反应的MCRs与起始反应物反应性密切相关。
在含水介质中,由于反应性高以下三个反应往往被采纳:(i)1,3 - 二羰基化合物和甲醛之间的Knoevenagel反应;(ⅱ)芳香醛与丙二腈或氰酯之间的Knoevenagel反应;(iii)靛红与丙二腈之间的Knoevenagel反应。
为了达到结构多样性的最高程度,基于Knoevenagel反应的MCRS通常结合了许多复杂的反应,如分子间或分子内的Diels-Alder反应,迈克尔反应,和杂环化合物的形成。
2.实验部分2.1主要仪器与试剂2.1.1主要仪器傅里叶红外光谱仪(天津港东仪器开发制造有限公司)XCD-205T BDZ海尔冷藏冷冻箱(青岛海尔股份有限责任公司)SH-BⅢ循环水式真空泵(上海出朗仪器有限公司)三角形磁力搅拌器(金坛市国旺实验仪器厂)冷凝回流管(泰兴市铭泰科教仪器设备有限公司)2.1.2主要药品与试剂乙酰丙酮,甲醛,α-甲基苯乙烯,吲哚,N-乙基苯胺,丙二腈,吲哚,6 - 氨基-4 - 羟基-2 - 巯基,1 - 萘酚,苯甲醛,盐酸羟胺,水合肼,乙酰乙酸乙酯,水杨醛,甲基酮,胺,苯肼,3 - 氨基巴豆腈,2 - 羟基萘1,4 - 二酮,3 - 甲基-1 - 苯基-2 - 吡唑啉-5 - 酮,邻苯二甲酰,二氢吲哚-2 - 硫酮,芳香醛,叠氮化钠。
2.2实验过程与分析2.2.1方案1:乙酰丙酮,甲醛和α-甲基苯乙烯在水中的三组分反应所有的反应都在装有三角形磁力搅拌器的10ml锥形瓶中进行。
乙酰丙酮(1mol/L,1ml),甲醛(1mol/L,1ml)和α-甲基苯乙烯(1mol/L,1ml)在水中80℃下反应3小时,生成2,5,6 - 三取代的二氢吡喃(图1)。
该反应无需使用任何催化剂[5]。
该反应的关键是1,3 - 二羰基化合物和甲醛通过Knoevenagel反应产生亚甲基中间体(Ⅰ),然后通过氧代狄尔斯 - 阿尔德反应被α-甲基苯乙烯所获取。
该机制的调查显示,水不仅在产生反应中间体上起着不可或缺的作用而且还提高了氧代狄尔斯 - 阿尔德反应的反应速率。
吲哚可替代α-甲基苯乙烯作为亲核试剂。
在这种情况下,中间体(Ⅰ)被吲哚的迈克尔反应所获取。
由于吲哚也可以在反应条件下与甲醛反应,为了获得良好的收率,反应需要使用过量的1,3 - 二羰基化合物和甲醛。
值得注意的是,一种新的由N-乙基苯胺,乙酰丙酮和甲醛的伪五组分反应也选择性的发生,得到一个复杂的三环骨架3(图1)。
这种化合物的形成可能是通过很多基本反应,这些反应包括(I)Friedel–Craft 反应添加N-乙基苯胺于I中,(ii)脱水环化反应的加合物II;及(iii)环化反应的加合物III和I的氧代Diels-Alder反应。
然而,由于亚甲基中间体I 由甲醛的缩合反应产生,通过获取该中间体建立三组分反应有时受到来自(i)捕获试剂与甲醛的副反应和(ii)亚甲基中间体和1,3 - 二羰基化合物或C-H键羧酸的迈克尔型副反应。
为了避免这些缺点,可通过由碘酰基苯甲酸(IBX)氧化Baylis-Hillman酒精4制取亚甲基中间体[6].由于氧化反应可以在纯水中进行,易于捕获生成的亚甲基中间体的亲核试剂有许多,如吲哚,1,3 - 二羰基化合物和苯甲酰胺(图2)。
重要的是,通过上述的甲醛,4 - 甲氧基苯乙烯和β-ketonester三组分反应合成相同的二氢吡喃5是不成功的,因为副产物过多。
这表明了使用Baylis-Hillman醇作为底物产生亚甲基中间体的必要性。
2.2.2 方案2:吲哚,醛,丙二腈在水中的三组分反应具有两种不同亲核试剂的醛的缩合反应一般是难以控制。
大多数成功地处理使用亲核试剂的例子,是因为这些亲核试剂都具有特殊反应官能团,使他们在反应过程中组合在一起。
如果没有这样的辅助组,选择性是出了名的难以控制。
其结果是,亲核试剂的不协助组很少被用于醛的三组分反应。
为了解决这个问题,目前大多数的努力都朝着合理设计一个合适的催化剂,使反应专门性进行。
使用铜(II)的磺酸基萨伦络合物在水中作为催化剂(反应式4),吲哚,苯甲醛,丙二腈的三组分反应在水中60℃下反应6小时,制取的3 - 吲哚衍生物9,收益良好且是一个简单的一锅反应。
为了提高反应选择性,常使用弱酸KH2PO4,KH2PO4在反应中的主要作用是控制溶液的pH值。
然而,此系统受以下两点负面影响: (i)高度复杂的催化剂体系,(ii)该反应的反应条件的敏感性。
因此,最近Kleij等al.建议更换锌配合物作为吲哚,苯甲醛,和丙二腈三组分反应的催化剂,使反应在均匀的溶液中进行,所得产物3 - 吲哚衍生物9的产率也很高[7]。
在辅助基团的存在下,醛和两种不同的亲核试剂的三组分反应易于控制。
例如,芳族醛,丙二腈和双甲酮或4 - 羟基香豆素的三组分反应是典型的MCRs,是基于醛和丙二腈Knoevenagel反应的基础上发展起来的。
这些MCRs也可以通过使用不同的催化剂在水中进行,如表1。
一些催化剂在液态条件下是可回收的。
2.2.3方案3:芳香醛,丙二腈和6 - 氨基-4 - 羟基-2 - 巯基等在水中的三组分反应以下五组反应都在装有三角形磁力搅拌器的10ml锥形瓶中进行,第一组加入芳香醛,丙二腈和6 - 氨基-4 - 羟基-2 - 巯基,再加入SDS(10mol%)为催化剂,在90℃下水做溶剂反应约1小时,生成甲吡啶并〔2,3-d]嘧啶衍生物12(表2中,第1项)52第二组加入芳香醛,丙二腈和3 - 甲基-1 - 苯基-2 - 吡唑啉-5 - 酮,再加入H14[NaP5W30O110](1mol%)为催化剂,100℃下在水中回流一小时,生成高产量的二氢吡喃[2,3-c]吡唑衍生物13(表2,2)。