关键词：微波；有机化学反应；选择性
1微波与化学选择性
有机化学反应需要在适合的温度环境下来进行，微波技术能够将反应的温度控制在合理范围内，并通过对反应环境的调节控制来实现更高效的有机化学反应。温度控制可以利用微波技术来实现，在微波作用下能够使反应物质的温度升高，达到最有利于反应进行的温度。传统的化学反应加热方法中，需要人工控制反应温度，不但效率低精准度也很难保障。随着生产环节中对有机化学反应的需求逐渐增大，微波技术也有了更广阔的发展空间，通过对有机化学反应过程的调控，发现通过改变反应过程中的温度照射，化学反应物质的活性有明显的增加。化学选择性中具有优先选择的特征，通过环境来选择适应的物质进行反应，节省时间的同时也能避免出现反应物质浪费的现象。
2微波与区域选择性
2.1微波与取代反应的区域选择性
有机化合物在反应期间会受到温度与时间的影响，溴化反应期间，检验所生成的物质，能够对整体反应情况做出准确的判断，即使存在反应不充分的现象，也能及时发现，并投入到使用中。化合物的反应中运用微波技术后，可以将其中的个别物质进行替代，采用其他材料后，将成本控制在合理的范围内。微波在化合物的反应中起到了催化作用，研究具有代表性的化合反应时发现温度条件作用最明显的是能够简短时间，但这种温度条件也要在适当的范围内来进行，一旦超出了温度反应，会造成化合物的成分受到破坏，很难通过简单的技术方法来解决。光照能够有效的升高温度，但必须要对选取区域进行严格的控制，这样所进行的微波升温才是真实有效的，在开展期间对光照强度进行适当的调节。
2.2微波与开环反应的区域选择性
环破裂能够将反应过程中化合物的分子连接断开，在一些需要衍生物的化合反应中常常会涉及到这种形式。区域选择需要以反应的顺序为原则来进行。环破裂反应是在确定的范围内进行的，具有选择专一的特征，在反应过程中如果发现物质成分不稳定的现象，可以采取延长时间或者减慢反应速率的方法来实现减少剩余物质的目标，目前对化合物反应的选择性研究已经十分成熟，能够实现通过理论优化来促进最终反应高效合理进行，为现场创造有利的条件。
3微波与顺反选择性
3.1微波与卡宾和烯烃加成形成环丙烷的顺反选择性
西方研究学者针对化合物反应的研究中，以合成炔基环丙烷反应为例，重点探讨在不同温度下反应进行的速度。结果显示采用传统的方法来进行加热，会造成现场反应速度降低，虽然温度升高也能起到促进反应速率的作用，但在效果上与使用需求相比较还有很大的差距。微波能够形成物质内部的微振，温度均匀的升高，同时也不会对成分造成影响。针对这一研究结果，在进行有机化学反应期间，采用传统方法结合微波辅助，实现对时间以及化合物反应稳定性的优化。
3.2微波与烯酮和亚胺加成形成β2内酰胺的顺反选择性
烯酮与亚胺在反应期间，所形成的结构链如果不是在适合的温度内，会造成结构链的组成形式不合理，这样的化合物反应并不是充分的，甚至还会造成反应生成物质无法投入使用的现象。所生成的β2内酰胺在微波促进作用下，选择性确定更加高效，能够在短时间内形成反应需要的环境，避免在接下来的反应中造成反应效果能以达到的现象。有关于β2内酰胺的研究是从1996年开展的，国内在研究阶段充分借鉴了国外经验，促进反应催化作用能够更高效的进行。β2不饱和酮或羧酸酯的Diels2Alder反应时发现，其endo和exo产物的比例与α，β2不饱和酮或羧酸酯含氟与不含氟的差别很大，在加热和微波照射条件下虽然有一点点差别，但很小。
3.3微波与其他环化反应顺反选择性
在探讨其他反应选择性时，要重点观察是否能够为微波技术应用创造有利的条件，并观察反应原料的化学性质，发现影响反应进行的因素后，则要及时采取调控措施解决。利用微波来实现光照环境的营造，这样更能够贴近实际情况，在基层中形成稳定的反应体系。所选择的顺反应是极其严格的，可以通过对比的方法来确定，更贴近真实情况。
4结语
文章中所论述的内容中，大部分是有关于有机化学反应选择性与微波反应的相关问题。虽然微波在化合物反应中的应用形式已经十分成熟，但仍然存在需要完善的内容。需要化学专业的研究学者不断的努力创新，促进化合物的反应能够更高效进行，节省时间的同时也可以避免化合物原料浪费。
参考文献
[1]李永祥，张玲玲，刘雁红，等.离子液体在食品领域中的应用研究进展[J].食品工业科技，2015，（09）.
多数情况下,反应中间体是中性物种,含量较低而且难于离子化,有时离子化过程会破坏其结构和活性.为解决这一难题,可以采用电荷标记手段.电荷标记可以分为永久标记和在线电荷标记.永久标记是通过化学反应在底物或催化剂的非活性区域上引入电荷标签(如季铵阳离子中心或磺酸阴离子中心);在线标记是利用中间体的特性临时加入选择性离子化试剂,实现中性物种的检测,如碱金属离子化.电荷标签技术不影响反应的正常进行,同时能大大提高微量中性活泼中间体的质谱检测效率.Metzger等[16]用电荷标记的膦配体,首次运用质谱方法从反应溶液中检测到了亚甲基Ru卡宾中间体.随后,Metzger等[17]运用碱金属离子与催化剂形成加合离子来追踪溶液中钌卡宾物种的变化,成功检测到了1,7-辛二烯和1,9-癸二烯的关环复分解(ring-closingmetathesis,RCM)反应中含有末端双键的钌卡宾中间体.该两个中间体在气相中首先脱除膦配体(PCy3)而后再发生气相RCM反应分别丢失环己烯和环辛烯(图2).该研究还表明,气相条件下六元环化RCM反应的活性远远高于八元环化,与液相中RCM反应活性顺序一致.催化反应中典型的活性反应中间体应体现该催化反应的趋势性,即该活性中间体在串联质谱过程中所发生的单分子反应或其在气相离子-分子反应中体现该中间体离子特有的反应活性.质谱学研究活泼中间体可以有三点依据:离子质荷比、离子同位素丰度和中间体离子的特征气相反应活性.近期,本课题组[18,19]运用碱金属离子化策略和微反应器技术研究了氮杂钌卡宾催化剂,以及乙腈促进的Grubbs催化剂的降解反应.同时,本课题组[20]发现,采用硫作为基质,可以用MALDI-TOFMS技术表征Grubbs催化剂.
2准对映体策略
质量标签策略是质谱学研究气相反应途径和机理的传统手段,也是质谱学表征和研究反应中间体的常用手段.手性异构体化合物的分子量相同,因此直接质谱分析难以区分.Pfaltz课题组[21]将传统的质量标签策略发展成准对映体(quasienantiomers,QAS)标记策略,在远离反应位点的地方用同位素标记或差异较小的取代基标记手性异构体.准对映体标记让原本分子量相同的手性异构体有了质量差异,可在质谱分析中直接进行辨别,也可实现手性催化剂的筛选和反应立体选择性的评价[22].此外,该课题组[23]通过ESI-MS方法检测烯丙基酯动力学拆分反应中的活性中间体,而不是前体或产物的新方法来筛选不对称催化剂.这些技术和方法使得质谱学为不对称催化系统的对映选择性研究提供了关键的证据,甚至实现了手性催化剂的筛选.
3质谱分析有机反应中间体的典型案例
Metzger[24]、Eberlin[25]和本课题组[26]均发表过关于质谱学研究反应机理的综述,本文主要对最新研究进展进行小结.
3.1以Pd为代表的过渡金属催化反应
1994年,Canary等[27]首次运用ESI-MS方法研究Pd(0)催化的芳基硼酸与溴代吡啶偶联反应,为机理的研究提供了宝贵的证据,该工作为质谱表征反应活泼中间体以及反应机理的研究奠定了基础.本课题组[28,29]利用电喷雾质谱法研究了三氟甲基取代烯炔醇环异构化反应和炔基磷酰胺的分子内环化反应.轴手性产物的Suzuki偶联反应在不对称催化研究中具有重要的意义和创新性,对这一过程进行质谱学研究也具有很大的挑战性.此外,我们还采用ESI-MS/MS技术对手性双烯氯化钯催化的不对称Suzuki偶联反应进行了机理研究[30],根据Pd的同位素峰簇特征将反应相关的物种和其他物种按质荷比进行质量筛选,成功地捕获到了目标Suzuki反应各阶段的反应中间体.目前,Pd(II)/Pd(IV)的催化循环体系是有机化学中新兴的研究领域,这类高价金属复合物是发生C–H键活化和三氟甲基化的重要活性中间体.本课题组与刘国生课题组[31~33]合作,研究了一系列Pd(IV)催化的有机化学反应,如钯催化的苯乙烯分子内氨基氟化反应[31]、钯催化的烯烃的氧化芳基烷基化反应[32]和钯催化的苯乙烯的氟酯化反应[33].本课题组[34]近期研究表明,Pd(IV)反应中间体在MS/MS条件下,能发生气相还原偶联反应,生成相应的偶联产物和Pd(II)物种(图3),这与Pd(IV)复合物的液相反应活性一致.同时,许毓课题组[35]也报道了Pd(IV)复合物的相关质谱学研究结果.由于ESI-MS技术能捕获催化循环中的关键反应中间体,被Chen[36]和Irth[37]证实是高通量筛选催化剂的一种极具价值的研究工具.
3.2自由基中间体
中性自由基反应中间体不易被ESI-MS检测,Metzger等[38]曾利用微反应器-电喷雾质谱联用技术捕获到了单电子转移引发的反式茴香脑二聚反应中的自由基阳离子中间体.在一些自由基反应中,一般需Lewis酸进行催化,同时金属Lewis酸可与底物或自由基中间体形成复合物,被质谱检测[39].本课题组[40,41]运用ESI-MS研究了Selectfluor参与的亲电氟化反应和醛的α-氟化反应,成功捕捉到了亲电氟化反应过程中的自由基阳离子中间体.通过向反应体系中加入自由基捕获剂(如Tempo和Dempo等)[42],用质谱捕捉到了自由基捕获剂与反应中的自由基阳离子中间体形成的复合物,证明了在所选底物的亲电氟化反应过程中确实存在单电子转移过程.
3.3高价碘复合物参与和催化的反应
本课题组[43]于2012年对PhI催化芳基酮α-乙酰氧基化反应进行了研究,捕获了反应中目前未能分离或用其他手段未能直接分析的重要中间体:α-λ3-碘烷基酮复合物.进一步研究质子化的该复合物在串联质谱中的气相裂解行为表明,最后一步产物的生成经历了分子内五元环过渡态的还原消除过程比分子间SN2反应过程更合理.此外,我们[44]还运用质谱法研究了三氟甲基苯基碘鎓阳离子(CF3I+Ph),发现PhI+CF3能发生气相分子内三氟甲基迁移反应并脱除碘原子生成PhCF3+,而PhCF3+可进一步丢失CF2生成PhF+(图4),该反应能很好地体现高价碘氟化试剂的本质反应活性.随后,本课题组[45]又研究了多氟取代碘苯自由基阳离子,发现其在气相殊的CF2丢失反应,这体现了多氟取代引发的新型芳环裂解反应.
3.4气相与液相人名反应相关性的研究
著名质谱学家Beynon曾将现代化的有机质谱仪形容为一个“化学实验室”[46].质谱中离子所发生的重排/碎裂方式与化合物的离子形态在液相中相应条件下的反应有一定相似性[47,48],甚至可以“预测”研究对象在溶液中的化学反应途径.目前,气相中的人名反应除麦式重排和逆Diels-Alder反应外,一直鲜有报道.本课题组[49~55]系统地研究了嘧啶氧基-N-芳基苄胺类除草剂丰富的气相化学反应,如嘧啶氮引发的苄基迁移反应[49]、质子酸促进的气相Smiles重排反应[50]、Lewis酸促进的气相Smiles重排反应[51,52]、对氨基磺酰基阳离子的重排反应[53,54]和芳环的逆-Michael反应[55].在此基础上,本课题组[56]研究发现了类似的溶液相反应,对研究该类除草剂的代谢及降解途径和环境行为有重要的意义.2010年,本课题组[57]利用Favorskii重排反应顺利实现对该类具有高度环张力的活泼芳香性小环类化合物的气相合成,还发现了N-苯基甲基丙烯酰胺质子化后独特的气相N-Claisen重排反应[58].潘远江课题组在本领域也做出了很多出色的工作,如新型的气相Smiles重排反应[59,60]、逆-Michael反应[61]、质子迁移诱导解离[62]和银离子催化的气相Diels-Alder反应[63]等.
4结论与展望
多数情况下,反应中间体是中性物种,含量较低而且难于离子化,有时离子化过程会破坏其结构和活性.为解决这一难题,可以采用电荷标记手段.电荷标记可以分为永久标记和在线电荷标记.永久标记是通过化学反应在底物或催化剂的非活性区域上引入电荷标签(如季铵阳离子中心或磺酸阴离子中心);在线标记是利用中间体的特性临时加入选择性离子化试剂,实现中性物种的检测,如碱金属离子化.电荷标签技术不影响反应的正常进行,同时能大大提高微量中性活泼中间体的质谱检测效率.Metzger等[16]用电荷标记的膦配体,首次运用质谱方法从反应溶液中检测到了亚甲基Ru卡宾中间体.随后,Metzger等[17]运用碱金属离子与催化剂形成加合离子来追踪溶液中钌卡宾物种的变化,成功检测到了1,7-辛二烯和1,9-癸二烯的关环复分解(ring-closingmetathesis,RCM)反应中含有末端双键的钌卡宾中间体.该两个中间体在气相中首先脱除膦配体(PCy3)而后再发生气相RCM反应分别丢失环己烯和环辛烯(图2).该研究还表明,气相条件下六元环化RCM反应的活性远远高于八元环化,与液相中RCM反应活性顺序一致.催化反应中典型的活性反应中间体应体现该催化反应的趋势性,即该活性中间体在串联质谱过程中所发生的单分子反应或其在气相离子-分子反应中体现该中间体离子特有的反应活性.质谱学研究活泼中间体可以有三点依据:离子质荷比、离子同位素丰度和中间体离子的特征气相反应活性.近期,本课题组[18,19]运用碱金属离子化策略和微反应器技术研究了氮杂钌卡宾催化剂,以及乙腈促进的Grubbs催化剂的降解反应.同时,本课题组[20]发现,采用硫作为基质,可以用MALDI-TOFMS技术表征Grubbs催化剂.
2准对映体策略
质量标签策略是质谱学研究气相反应途径和机理的传统手段,也是质谱学表征和研究反应中间体的常用手段.手性异构体化合物的分子量相同,因此直接质谱分析难以区分.Pfaltz课题组[21]将传统的质量标签策略发展成准对映体(quasienantiomers,QAS)标记策略,在远离反应位点的地方用同位素标记或差异较小的取代基标记手性异构体.准对映体标记让原本分子量相同的手性异构体有了质量差异,可在质谱分析中直接进行辨别,也可实现手性催化剂的筛选和反应立体选择性的评价[22].此外,该课题组[23]通过ESI-MS方法检测烯丙基酯动力学拆分反应中的活性中间体,而不是前体或产物的新方法来筛选不对称催化剂.这些技术和方法使得质谱学为不对称催化系统的对映选择性研究提供了关键的证据,甚至实现了手性催化剂的筛选.
3质谱分析有机反应中间体的典型案例
Metzger[24]、Eberlin[25]和本课题组[26]均发表过关于质谱学研究反应机理的综述,本文主要对最新研究进展进行小结.
3.1以Pd为代表的过渡金属催化反应
1994年,Canary等[27]首次运用ESI-MS方法研究Pd(0)催化的芳基硼酸与溴代吡啶偶联反应,为机理的研究提供了宝贵的证据,该工作为质谱表征反应活泼中间体以及反应机理的研究奠定了基础.本课题组[28,29]利用电喷雾质谱法研究了三氟甲基取代烯炔醇环异构化反应和炔基磷酰胺的分子内环化反应.轴手性产物的Suzuki偶联反应在不对称催化研究中具有重要的意义和创新性,对这一过程进行质谱学研究也具有很大的挑战性.此外,我们还采用ESI-MS/MS技术对手性双烯氯化钯催化的不对称Suzuki偶联反应进行了机理研究[30],根据Pd的同位素峰簇特征将反应相关的物种和其他物种按质荷比进行质量筛选,成功地捕获到了目标Suzuki反应各阶段的反应中间体.目前,Pd(II)/Pd(IV)的催化循环体系是有机化学中新兴的研究领域,这类高价金属复合物是发生C–H键活化和三氟甲基化的重要活性中间体.本课题组与刘国生课题组[31~33]合作,研究了一系列Pd(IV)催化的有机化学反应,如钯催化的苯乙烯分子内氨基氟化反应[31]、钯催化的烯烃的氧化芳基烷基化反应[32]和钯催化的苯乙烯的氟酯化反应[33].本课题组[34]近期研究表明,Pd(IV)反应中间体在MS/MS条件下,能发生气相还原偶联反应,生成相应的偶联产物和Pd(II)物种(图3),这与Pd(IV)复合物的液相反应活性一致.同时,许毓课题组[35]也报道了Pd(IV)复合物的相关质谱学研究结果.由于ESI-MS技术能捕获催化循环中的关键反应中间体,被Chen[36]和Irth[37]证实是高通量筛选催化剂的一种极具价值的研究工具.
3.2自由基中间体
中性自由基反应中间体不易被ESI-MS检测,Metzger等[38]曾利用微反应器-电喷雾质谱联用技术捕获到了单电子转移引发的反式茴香脑二聚反应中的自由基阳离子中间体.在一些自由基反应中,一般需Lewis酸进行催化,同时金属Lewis酸可与底物或自由基中间体形成复合物,被质谱检测[39].本课题组[40,41]运用ESI-MS研究了Selectfluor参与的亲电氟化反应和醛的α-氟化反应,成功捕捉到了亲电氟化反应过程中的自由基阳离子中间体.通过向反应体系中加入自由基捕获剂(如Tempo和Dempo等)[42],用质谱捕捉到了自由基捕获剂与反应中的自由基阳离子中间体形成的复合物,证明了在所选底物的亲电氟化反应过程中确实存在单电子转移过程.
3.3高价碘复合物参与和催化的反应
本课题组[43]于2012年对PhI催化芳基酮α-乙酰氧基化反应进行了研究,捕获了反应中目前未能分离或用其他手段未能直接分析的重要中间体:α-λ3-碘烷基酮复合物.进一步研究质子化的该复合物在串联质谱中的气相裂解行为表明,最后一步产物的生成经历了分子内五元环过渡态的还原消除过程比分子间SN2反应过程更合理.此外,我们[44]还运用质谱法研究了三氟甲基苯基碘鎓阳离子(CF3I+Ph),发现PhI+CF3能发生气相分子内三氟甲基迁移反应并脱除碘原子生成PhCF3+,而PhCF3+可进一步丢失CF2生成PhF+(图4),该反应能很好地体现高价碘氟化试剂的本质反应活性.随后,本课题组[45]又研究了多氟取代碘苯自由基阳离子,发现其在气相中特殊的CF2丢失反应,这体现了多氟取代引发的新型芳环裂解反应.
3.4气相与液相人名反应相关性的研究
着名质谱学家Beynon曾将现代化的有机质谱仪形容为一个“化学实验室”[46].质谱中离子所发生的重排/碎裂方式与化合物的离子形态在液相中相应条件下的反应有一定相似性[47,48],甚至可以“预测”研究对象在溶液中的化学反应途径.目前,气相中的人名反应除麦式重排和逆Diels-Alder反应外,一直鲜有报道.本课题组[49~55]系统地研究了嘧啶氧基-N-芳基苄胺类除草剂丰富的气相化学反应,如嘧啶氮引发的苄基迁移反应[49]、质子酸促进的气相Smiles重排反应[50]、Lewis酸促进的气相Smiles重排反应[51,52]、对氨基磺酰基阳离子的重排反应[53,54]和芳环的逆-Michael反应[55].在此基础上,本课题组[56]研究发现了类似的溶液相反应,对研究该类除草剂的代谢及降解途径和环境行为有重要的意义.2010年,本课题组[57]利用Favorskii重排反应顺利实现对该类具有高度环张力的活泼芳香性小环类化合物的气相合成,还发现了N-苯基甲基丙烯酰胺质子化后独特的气相N-Claisen重排反应[58].潘远江课题组在本领域也做出了很多出色的工作,如新型的气相Smiles重排反应[59,60]、逆-Michael反应[61]、质子迁移诱导解离[62]和银离子催化的气相Diels-Alder反应[63]等.
2.结合生产、生活实际了解烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。
二、山东考试说明（与课标要求一致）
1.认识醇的典型代表物的组成和结构特点，知道醇与醛、羧酸之间的转化关系。
2.结合生产、生活实际了解烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。
三、课标解读（教学目标）
1.通过【知识重温】回顾已学乙醇的化学反应，从而总结乙醇的部分化学性质。
2.通过分析醇的结构，结合前面的复习知道其化学反应主要涉及分子中碳氧键、氢氧键和碳氢键的断裂，根据醇的结构特点分析并总结乙醇的化学性质并能够熟练写出相关方程式和反应类型。
3.结合前面的学习，能够写出醇与烯烃、卤代烃、醛、酯等有机物之间的转化关系。
4.结合甲醇、乙醇在生产、生活实际中的应用，体会醇对环境和健康可能造成的影响，体现知识的重要性，从而激发学生学习的积极性。
四、教学评价
（一）课标评价
根据课标要求设计出4个教学任务，可以看出本节课的重点是醇的化学性质，教师在教学设计时要侧重醇的化学性质的探讨，设计足够的时间给学生理解醇反应的断键规律，并加强对应练习，充分体现本节课的重难点。
（二）历年考试试题评价
几乎每年的学业水平考试和高考都体现了乙醇的知识，重点考察乙醇的化学性质：取代反应（与金属钠、与羧酸的酯化反应、醇分子间的脱水反应）、消去反应、催化氧化。具体体现学业水平考试试题：
2010（山东省）
22.（8分）现有下列四种有机物：
分析：考察消去反应。
2008（山东省）
6.下列物质中加入金属钠不产生氢气的是
A.乙醇B.乙酸
C.水D.苯
分析：考察与金属钠的反应
23.（9分）乳酸是酸奶的成分之一，乳酸可以用化学方法合成，也可以由淀粉通过生物发酵法制备，利用乳酸可以合成多种具有生物兼容性和环保型的高分子材料。乳酸已成为近年来人们的研究热点之一。乳酸的结构简式为CH3CH（OH）COOH，以下是采用化学方法对乳酸进行加工处理的过程：
请根据乳酸的性质和上述信息填写以下空白：
（1）写出乳酸与NaOH溶液反应的化学方程式：
；
（2）写出乳酸与浓硫酸共热生成C6H8O4的化学方程式：
；
（3）（II）的反应类型是。
分析：考察与羧酸发生酯化反应
（2）高考试题
（2010山东）
12.下列叙述错误的是
A.乙烯和苯都使溴水褪色，褪色的原因相同
B.淀粉、油脂、蛋白质都能水解，但水解产物不同
C.煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应，乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去
分析：考察取代反应
（2012山东）
10.下列与有机物的结构、性质有关的叙述正确的是
A.苯、油脂均不能使酸性KMnO，溶液褪色
B.甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构休
D.乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2，二者分子中官能团相同
分析：考察取代反应
2009（山东卷）
33.（8分）（化学-有机化学基础）
下图中X是一种具有水果香味的合成香料，A是有直链有机物，E与FeCl3溶液作用显紫色。
请根据上述信息回答：
（1）H中含氧官能团的名称是。BI的反应类型为。
（2）只用一种试剂鉴别D、E、H，该试剂是。
（3）H与J互为同分异构体，J在酸性条件下水解有乙酸生成，J的结构简式为。
（4）D和F反应生成X的化学方程式为。
分析：考察与羧酸反应酯化反应、催化氧化反应。
（2012山东）
10.下列与有机物的结构、性质有关的叙述正确的是
A.苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体
D.乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2，二者分子中官能团相同
分析：考察官能团和取代反应
五、学习目标
1.通过知识回顾，结合分析醇的结构特点总结醇的化学性质，能够熟练写出醇与烯烃、卤代烃、醛、酯等有机物相互转化的方程式。
2.结合资料介绍和生活实际能够列举醇在生产生活实践中的应用。
六、教材分析
（一）教材位置
本节在有机反应类型及反应规律的学习之后，学生已经具备了根据一定结构的有机化合物推测可能与什么样的试剂发生什么类型的反应、生成什么样的物质的思路和意识。本节内容是学生初次运用所学规律推测一类物质可能发生的反应，让他们用演绎法学习醇的性质并发展这种思路和方法，为后续学习打下基础。
（二）教材处理
对于醇的化学性质，通过回顾乙醇的化学性质推测醇的化学性质，从断键的角度推测产物，从而总结出醇消去、催化氧化反应的规律。
（三）与人教版教材的比较
编排的位置：
两个版本都是在介绍了烷烃、烯烃、苯及其同系物、卤代烃的基础上引入的，都是把醇作为烃的衍生物的第一种代表物进行介绍的，呈现的位置基本相同。
知识上的比较：
人教版对于醇的介绍从整体上分析比鲁科版相对简单，具体体现：
1.几种常见醇：人教版主要介绍了乙二醇和丙三醇的结构和物理性质的共性之处，对于甲醇的结构和物理性质没有介绍。
2.饱和一元醇：两个版本都对饱和一元醇的通式、沸点以及水溶性做了详细的介绍，通过表格数据的分析得出相关结论。但两个版本的切入点不同，鲁科版注重知识的系统性和完整性，人教版注重培养学生分析问题、解决问题的能力，注重联系生活实际。
3.醇的化学性质：两个版本都介绍了醇与金属钠、浓氢卤酸、消去反应、氧化反应，但知识的呈现方式不同，人教版注重实验的探究作用，对于醇分子间脱水的反应只是在资料卡片上出现，鲁科版则注重从官能团的角度进行分析，从断键上分析规律，帮助学生理解。
结论：通过两个版本的比较，进一步明确本节课的教学任务（重点知识）：
1.乙二醇与丙三醇的结构和物理性质
2.饱和一元醇的通式、水溶性的规律、沸点的规律
3.醇与金属钠、浓氢卤酸的反应以及醇的消去反应、氧化反应的规律。
七、学情分析
学生在必修内容及前面章节内容的学习中，已经对乙醇的结构和性质有所了解，并且能够从结构上简单区分醇和酚，但是从结构上对性质进行推测方面的能力还不太熟练，尤其对断键位置与反应类型间的关系上不能很熟练区分。
八、教学重点、难点
根据醇的结构推测醇的性质，掌握醇的化学性质
九、教学策略：
课前准备：（学案导学）
根据已有知识和教材资料总结醇的化学性质，能够写出乙醇与金属钠的取代反应、乙醇的消去反应、乙醇的氧化反应的方程式。
课堂探究：（交流、检测、讲解、练习相结合）
通过课堂小测和交流订正检查学生对乙醇知识的掌握情况，结合乙醇的结构特点引导学生分析，帮助学生理解结构对于有机物性质的重要性，强化结构决定性质的理念，同时由乙醇的性质引导学生分别探讨1-丙醇或2-丙醇的性质，知识得到提升；结合对应训练巩固本节知识，体现知识的迁移应用。
十、教学过程中注意的问题
1.重点要突出。
2.注意课本知识的整合。课本上是从吸引电子能力的强弱角度入手分析醇的结构，教师应根据学生的理解能力进行分析，可以把此环节变为知识的总结来处理，学生掌握了醇的反应之后，再来看键的极性以及断键就更好理解了。
十一、教学过程
【教师活动】组织小组内交流预习内容，完成学习目标的1、2
【投影】学习目标1、2
1.醇、酚的区别；认识几种常见的醇
2.总结饱和一元醇的通式、物理性质
【学生活动】小组内交流预习作业，订正答案，提出质疑。
【教师活动】【投影】【目标1评价】
1.醇酚的区别（填序号）
下列物质属于醇类的是 属于酚类的是
【目标2评价】
2.饱和一元醇的物理性质
下列每组物质的沸点高低比较不正确的是（）
A.乙二醇高于2-丙醇B.丁烷高于丙烷
C.乙醇高于甲醇D.乙醇低于丁烷
3.【学业水平考试试题】2010（山东省）
4.若从溴水中把溴萃取出来，可选用的萃取剂是
A.水 B.无水酒精 C.四氯化碳D.氢氧化钠溶液
【教师活动】学习目标3分析醇的结构特点掌握醇的化学性质
【学生活动】明确下一个学习任务。
【教师活动】
二、醇的化学性质
小组结合57页的【交流研讨】及以前的知识基础，以乙醇为例，预测醇能发生哪些类型的反应，反应时生成何种产物。
【学生活动】小组讨论，举出相应的实例，填写58页表格。
【学生活动】通过讨论分析，总结出醇在不同部位断键发生反应的类型：
⑴与金属钠发生取代反应
⑵与乙酸发生酯化反应
⑶消去反应
【教师活动】引导学生总结：羟基中的取代反应：引导学生从反应进行的条件和反应过程中断键的角度来区分分子内脱水和分子间脱水的联系和区别。
【练习巩固】写出1—丙醇发生反应的方程式
1.羟基的反应：
【关键词】碳正离子中间体 重排反应 有机化学 特征
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2013）12C-0146-03
在有机化学中，碳正离子的重排反应有重要的作用，但是因为其涉及的反应广泛，在有机化学的学习中人们很难通过单纯的记忆系统地掌握全部的反应。通过对比总结碳正离子重排反应的规律特征，可以加深人们对此类反应的理解和认识，从而更好地进行有机化学的学习和研究。
一、有机化学中常见涉及碳正离子中间体的重排反应
（一）Wanger-Meerwein重排
1.一元醇的重排机理本质。在醇分子中，羟基上的氧原子电负性很强，有两对孤对电子，在酸性条件下，这个氧原子上的孤对电子会从溶液中夺取一个质子H+，形成钅羊 盐，此时，氧原子连有两个氢原子，碳氧键极性增加，碳氧键断裂，氧原子得到了碳原子上的一个电子，以水分子的形式被脱去，剩下一个不稳定的碳正离子中间体，这个碳正离子经重排后得到较稳定的碳正离子中间体，最后经SN2反应或E1反应后得到相应的重排产物，如下图所示：
2.一元醇重排在反应中的应用。以3，3-二甲基-2-丁醇为原料制备烯烃为例，反应历程如下：
3.对比分析一元醇在稀硫酸条件下的脱水反应特征。比较丙醇与2-甲基-1-丙醇和2，2-二甲-4-甲基戊醇反应的区别：2-甲基-1-丙醇和2，2-二甲基-4-甲基戊醇在稀硫酸的作用下，反应得到的是重排产物；而丙醇在稀硫酸的作用下，形成的碳正离子，没有经历重排过程即生成了产物。由此得到的结论是：不是所有的醇，在稀硫酸的作用下，反应都经历碳正离子重排的过程。
那么，究竟是什么样的一元醇反应要经历重排过程呢？物质的存在与其自身的稳定性有很大的关系，重排后得到的碳正离子越稳定，重排性越大。在碳正离子中，带正电荷的碳离子核外只有7个电子，是一个缺电子的基团，这样的离子不满足八隅体规则，稳定性很低，但是与其相连的烃基通过超共轭效应，对碳正离子具有供电子的能力（如甲基），从而降低其缺电子的性质，提高了碳正离子的稳定性。结合供电子取代基的供电子能力与空间效应的影响考虑，碳正离子的稳定性由高到低排序为：叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子。实验事实表明：任何供电子的共轭效应，如p-π共轭和超共轭效应等，都能使碳正离子的稳定性提高。丙醇重排后的碳正离子还是原来的伯碳正离子，稳定性没有提高，所以这样的碳正离子不会发生重排，2-甲基-1-丙醇和2，2-二甲基-4-甲基戊醇，初步形成的分别是伯碳正离子，仲碳正离子、经重排后分别生成了更稳定的叔碳正离子。
（二）Pinacol重排
1.邻二醇重排机理本质。同样是含有羟基官能团的邻二醇，这两个官能团中的一个氧原子容易从溶液中获得一个质子，然后脱去一分子水，形成一个叔碳正离子中间体，叔碳正离子重排后以更稳定的羰基正离子的形式存在，同时这样的羰基正离子容易脱去质子，最后得到重排产物。如下图所示：
2.邻二醇重排在反应中的应用。以2，3-二甲基-2，3-丁二醇为例，反应历程如下：
3.对比分析邻二醇在酸条件下的反应特征。比较顺-1，2-环己二醇和反-1，2-环己二醇重排反应。
反应后，顺式邻二醇得到相同碳原子数的环，而反式邻二醇得到的是减少一个碳原子的环。究竟是什么原因导致了反应后两个环的碳原子数不相同呢？仔细观察上面的反应机理，不难发现，反应结束后，迁移基团与离去基团处于反式共平面上，从SN2的反应类型上解释，随着离去基团的离去，亲核试剂从离去基团的背面进攻，因为背面进攻可以最大限度地减少空间位阻效应，降低反应的活化能，环状邻二醇的碳碳单键是固定不动的，反式邻二醇的迁移基团要通过背面进攻，就必须先开环，这样互为顺反结构的邻二醇，具有不同的重排产物。而链状邻二醇的碳碳单键可以自由旋转，没有顺反结构的差异，因此不用考虑这个问题。
二、基团迁移能力探究
（一）基团迁移理论探究
上述两大碳正离子的重排反应，都是通过基团的迁移完成的，在碳正离子重排的反应中，迁移的基团是按怎样的顺序迁移，这是我们讨论碳正离子重排反应的重要问题。通过对以上例题的比较，不难发现，烷基的迁移顺序与其供电子的能力有关。我们已经知道，碳正离子核外只有7个电子，是一个缺电子的基团，具有一个空的p轨道，容易被亲核试剂进攻，我们可以把碳正离子重排的过程，看成是一次亲核反应的发生，这些迁移的基团就必须带有剩余的电子，才能够进攻带正电荷的碳，剩余电子越多，迁移性越高。即基团的供电子能力越强，迁移能力越强。从这一方面考虑，在重排反应中，能够迁移基团就不仅仅是烷基，而是一类可以进攻碳正离子的亲核分子。另一方面，断裂一个化学键是需要一定能量的，在空间位阻上也有一定的影响，这两个因素同样会影响基团的迁移顺序，但是迁移基团的剩余电子性质依然是影响基团迁移的主要原因 。我们可以通过重排后生成的碳正离子的稳定性比较，来判断反应中优先迁移的基团。
（二）重排反应中基团迁移顺序应用及分析
例：请写出ba1、ba2、ba3反应的机理。
ba1：3-甲基-3苯基-2-丁醇在硫酸条件下的反应机理。
解析：因为苯基的电子密度比甲基的高，所以在反应中优先迁移苯基。
ba2：3-甲基-2-丁醇在硫酸条件下的反应机理。
解析：3°C+的稳定性大于2°C+的稳定性，所以发生的是氢负离子的迁移。
ba3：解释反应机理。
解析：迁移的基团有烃基也有氢负离子，为得到稳定的环状产物，反应需要经过多种基团的多次迁移。
三、涉及碳正离子中间体的重排反应的特征
（一）涉及碳正离子中间体的重排反应的特征
上述两大类的重排反应有两大共性：一是首先通过一个亲电加成反应形成不稳定的碳正离子中间体；二是碳正离子通过类似亲核取代反应的过程，重排得到更稳定的碳正离子中间体。知道了这两个关键点，我们可以将碳正离子重排的机理运用在更多的反应上。
（二）涉及碳正离子中间体的重排反应的应用
请写出下列反应的反应机理。
bb1：写出反应 的机理和产物。
解析：通过重氮化得到重氮正离子，重氮正离子容易离去一个氮分子，得到碳正离子中间体，苯基的迁移能力大于甲基，苯基迁移后，正离子最后脱氢得到相应的产物。
bb2：写出反应
的机理。
解析：这是一个烷氧基的重排，首先在反应物的一个氧上发生亲电加成得到正离子，烷氧基正离子离去一个甲醇分子，得到不稳定的碳正离子中间体，氢负离子迁移，甲氧基分散碳上的正电荷，异丙基把电子供给碳离子，使得这个碳正离子的稳定性提高，溶液中的亲核试剂进攻这个正离子，最后脱氢得到产物。
bb3：写出反应
的机理。
第一种重排方式：
第二种重排方式：
解析：这是一个二烯酮酚的重排反应，反应中首先得到一个烯丙基碳正离子，具有二烯分子结构的离子，在共振中得到两种不同的共振离子，这两个离子按照反式共平面迁移的重排方式，经重排脱氢得到产物。
四、归纳
重排反应的反应过程可以归纳如下：反应首先生成一个不稳定的碳正离子，这个不稳定的碳正离子重排得到较稳定的碳正离子，最后稳定的碳正离子脱去一个质子或者是与溶液中的亲核试剂反应，得到相应的产物。所以，涉及碳正离子的反应的关键是碳正离子的稳定性的问题，有时候为了得到最稳定的碳正离子，在重排反应中伴有多种基团的多次迁移，能够分散碳正离子上的正电荷的基团都可以使碳正离子的稳定性提高。
【参考文献】
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【基金项目】广西壮族自治区高等教育新世纪教改工程项目（2012JS013）；广西师范大学教改项目（师政教学[2013]18号）
例1下列有机反应中，不属于取代反应的是（）。
A.CH3+Cl2光照
CH2Cl+HCl
B.2CH3CH2OH+2Na
2CH3CH2ONa+H2
C.CH3CH2CH2CH2OH +HBr
CH3CH2CH2CH2Br+H2O
D.C2H5OH+HOC2H5浓硫酸140℃
C2H5OC2H5+H2O
解析根据取代反应的概念可知，反应A、C、D均属于取代反应；而反应B不属于取代反应（属于置换反应）。
故答案为B。
知识点拨①取代反应的特点是“交换成分，有上有下”。
②常见的取代反应有：烷烃、苯及其同系物、酚等的卤代反应，苯及其同系物、酚等的硝化反应与磺化反应，酯化反应，醇与氢卤酸（HX）的反应，醇分子间脱水生成醚的反应，有机物的水解反应。
③取代反应与置换反应的主要区别：一是取代反应的反应物和生成物不一定有单质，而置换反应的反应物和生成物一定有单质；二是取代反应一般进行不完全、速率慢，而置换反应一般能进行完全、速率快；三是取代反应无电子得失，而置换反应有电子得失。
二、加成反应
例2下列有机反应中，不属于加成反应的是（）。
A.CH3CH=CH2+HCl催化剂
CH3CHClCH3
B.CH2=CHCH2CH3+H2O催化剂CH3CHOHCH2CH3
C.CH2=CHCH3+2Cl2光照CH2=CHCHCl2+2HCl
D.CH2=CHCH2CHO+2H2催化剂CH3CH2CH2CH2OH
解析根据加成反应的概念可知，反应A、B、D均属于加成反应；而反应C不属于加成反应（属于取代反应）。
故答案为C。
知识点拨①加成反应的特点是“合二为一，只上不下”。
②常见的加成反应有：不饱和烃及其衍生物与H2、卤素（X2）或卤化氢（HX）的加成反应，不饱和烃与水的加成反应，芳香烃、醛、酮、葡萄糖、果糖等与H2的加成反应。
③能发生加成反应的有机物一般含有碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键等不饱和键。
④取代反应与加成反应的主要区别是：取代反应反应前后分子数目一般不变，而加成反应反应后分子数目一般减少。
三、酯化反应
例3下列有机反应中，不属于酯化反应的是（）。
A.CH3CH2CH2OH+HCl
CH3CH2CH2Cl+H2O
B.CH3CH2COOH+HOCH2CH2CH3
CH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O
C.CH3CH2OH+HO―SO3H（浓）浓硫酸CH3CH2O―SO3H+H2O
D.＼[C6H7O2（OH）3＼]n（纤维素）+3nHO―NO2（浓）浓硫酸＼[C6H7O2（ONO2）3＼]n+3nH2O
解析根据酯化反应的概念可知，反应B、C、D均属于酯化反应；而反应A不属于酯化反应（因HCl是非含氧酸，且生成物CH3CH2CH2Cl属于卤代烃、而不属于酯）。
故答案为A。
知识点拨①酯化反应概念中的酸指有机酸（羧酸）或无机含氧酸（如H2SO4、HNO3等）；醇不仅指醇类，而且包括含醇羟基的有机物（如葡萄糖、纤维素等）。
②酯化反应属于取代反应。
③羧酸与醇发生酯化反应的原理：一般是羧酸分子里羧基上的羟基跟醇分子里羟基上的氢原子结合成水（即脱水方式为“酸脱羟基醇脱氢”），其余部分互相结合成酯。无机含氧酸与醇发生酯化反应的原理：一般是无机含氧酸分子里羟基上的氢原子跟醇分子里的羟基结合成水（即脱水方式为“醇脱羟基酸脱氢”），其余部分互相结合成酯。
④常见的酯化反应：无机含氧酸与醇或糖等的酯化反应，羧酸与醇或糖等的酯化反应，羟基羧酸分子内或分子间的酯化反应。其中，二元羧酸与二元醇或羟基羧酸发生酯化反应时，可以生成链状酯、环状酯或高聚酯。
四、消去反应
例4下列有机反应中，不属于消去反应的是（）。
A.CH3CH2CH2CH2OH浓硫酸CH3CH2CH=CH2+H2O
B.CH2CH2CH2Cl+NaOH
乙醇
CH2CHCH2+NaCl+H2O
C.BrCH2CH2CH2CH2Br+2NaOH
乙醇CH2=CHCH=CH2+2NaBr+2H2O
D.2CH3CH2CHOHCH3+O2
催化剂
2CH3CH2COCH3+2H2O
解析根据消去反应的概念可知，反应A、B、C均属于消去反应，而反应D不属于消去反应（根据氧化反应的概念可知，反应D属于氧化反应）。
选D。
知识点拨①消去反应的特点是“一分为二，只下不上”。
②常见的消去反应有：卤代烃与强碱的醇溶液共热的反应，醇分子内的脱水反应。
③与连有卤素原子或羟基碳原子的邻位碳原子上有氢原子的卤代烃或醇，才能够发生消去反应。
④由于苯环是稳定结构，卤素原子直接与苯环相连的卤代烃（如Br）或酚（如OH），既使与连有卤素原子或羟基碳原子的邻位碳原子上有氢原子，也不能发生消去反应。
五、氧化反应与还原反应
例5下列既不属于氧化反应，又不属于还原反应的是（）。
A.2C6H6+15O2乙醇12CO2+6H2O
B.2CH3CH2CH2CHO+O2
催化剂
2CH3CH2CH2COOH
C.CH3COOH+HOCH2CH2CH3浓硫酸
CH3COOCH2CH2CH3+H2O
D.CH2=CHCHO+2H2催化剂
CH3CH2CH2OH
解析根据氧化反应的概念可知，反应A、B属于氧化反应；根据还原反应的概念可知，反应D属于还原反应；而反应C既不属于氧化反应，又不属于还原反应（属于酯化反应或取代反应）。答案为C。
知识点拨①氧化反应的特点是“得氧”或“失氢”；还原反应的特点是“得氢”或“失氧”。
②常见的氧化反应有：有机物的燃烧反应、有机物（不饱和烃及其衍生物、与苯环相连的碳原子上有氢原子的苯的同系物、醇、醛等）与酸性KMnO4溶液的反应、苯酚与空气中的氧气的反应、醛及含有醛基的有机物与银氨溶液或新制Cu（OH）2的反应、醇或醛的催化氧化或被强氧化剂氧化的反应。
③常见的还原反应有：有机物与氢气的加成反应。
④连有羟基的碳原子上含有氢原子的醇才能发生催化氧化反应；含有碳碳不饱和键的有机物、芳香烃、醛、酮、单糖等能够发生还原反应。
六、水解反应
例6下列有机反应中，不属于水解反应的是（）。
A.在一定条件下，乙烯与水反应生成乙醇
B.在一定条件下，丙酸乙酯与水反应生成丙酸和乙醇
C.在一定条件下，蔗糖与水反应生成葡萄糖和果糖
D.在加热条件下，2-溴丙烷与NaOH的水溶液反应制2-丙醇
解析根据水解反应的概念可知，反应B、C、D均属于水解反应；而反应A不属于水解反应（属于加成反应）。
故答案为A。
知识点拨①有机物的水解反应属于取代反应。
②能发生水解反应的有机物主要有：卤代烃、酯、油脂、双糖、多糖、肽和蛋白质等。
③卤代烃发生水解反应的条件是与强碱（NaOH或KOH）的水溶液共热，卤代烃水解可生成醇（或酚）；酯在酸性条件下水解生成相应的酸和醇，酯在碱性条件下水解生成相应酸的盐和醇；油脂在酸性条件下水解生成相应的高级脂肪酸和甘油，油脂在碱性条件下水解生成相应的高级脂肪酸盐和甘油；麦芽糖水解生成葡萄糖，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖；淀粉和纤维素水解的最终产物为葡萄糖；肽和蛋白质水解的最终产物为氨基酸。
④油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。
⑤单糖（如葡萄糖、果糖）不能发生水解反应。
七、加聚反应和缩聚反应
例7下列有机反应中，属于缩聚反应的是（）。
A.由甲基丙烯酸甲酯合成聚甲基丙烯酸甲酯的反应
B.由3-羟基丙酸合成聚3-羟基丙酸的反应
C.由1，3-丁二烯合成聚1，3-丁二烯的反应
D.由HOOC（CH2）4COOH和H2N（CH2）6NH2合成高聚物的反应
解析根据加聚反应的概念可知，反应A、C都是由不饱和的单体通过加成的方式生成高聚物的反应，则反应A、C都属于加聚反应；根据缩聚反应的概念可知，反应B、D在生成高聚物的同时都有小分子生成（反应B生成的小分子物质是水，反应D生成的小分子物质是氨），则反应B、D都属于缩聚反应。
故答案为B、D。
知识点拨①加聚反应的特点是“加成聚合，只上不下”；缩聚反应的特点是“缩合聚合，有上有下”。
关键词微波技术辐射化学反应机理
自从Gedye[1]和Giguere[2]报道了利用微波辐射技术（MicrowaveIrradiationTechnology，简称MIT）促进有机化学反应的研究，才使得微波辐射技术真正应用于化学反应中，成为用于加速化学反应的一项重要技术；同时也成为不同于传统加热方法而应用于化学领域中的一项新兴的有机合成技术。利用微波使化学物质进行反应，其反应速度较传统加热方法快十倍乃至千倍。这种化学反应的加速是一种催化过程，完全不同于那些通常使用特定的化学物质作催化剂的过程。
微波辐射技术用于有机合成以其反应速度快、操作方便、产率高、产品易纯化等特点而发展很快，成为继热、光、电、声、磁效应以后开发的一种新型合成技术[3]。随着微波合成技术的不断提高，对传统的化学领域，特别是有机合成领域带来了冲击，成为化学领域中一门引人注目的新课题。本文就微波技术在化学领域中的应用进行了综述，并简述了其可能的作用机理。
1微波技术在有机化学中的应用
1．1在有机合成中的应用
由于极性有机化合物分子受微波作用后可以通过偶极旋转被加热，所以许多有机反应在微波辐射下可以高效率地完成。目前，催化有机合成反应的方法有三种：（1）物理催化（2）化学催化（3）生物催化。利用微波技术，通过控制反应条件，可以使许多有机反应的速度提高数倍，一些反应甚至比传统加热方法快上千倍。
目前，已发现利用微波辐射加热进行的有机合成反应主要有Diels-Alder反应、、酯化反应、重排反应、Knoevenagel反应、Perkin反应、Reformatsky反应、Deckmann反应、缩醛（酮）反应、、Witting反应、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、氧化、烯烃加成、消除反应、取代、成环、环反转、酯交换、酰胺化、脱羧、聚合、主体选择性反应、自由基反应及糖类反应等，几乎涉及了有机合成反应的各个主要领域[4]。这些反应在微波辐射下均大大提高了反应效率。如反式丁烯二酸与甲醇的酯化反应，微波作用下，回流50min，产率为85，而传统方法需8h[5]；李军等人研究了微波法合成领异丁烯氧基苯酚方法，常规加热回流3h，产率为35，而用微波90s产率达68[6]。
1．2在金属有机化学反应中的应用
利用微波炉加热进行金属有机化学反应也有明显的效果。一些金属配合物的合成，传统方法需数小时完成，而在微波条件下仅需数十分钟即可完成。Mingos[7]利用微波炉通过氢键和配位键的结合制备了有机金属配合物，成功实现了有机金属配合物的自由组装，给金属有机化学反应注入了新的活力。Baghurst等人采用微波常压合成技术合成了铑和铱的二烯烃化合物和“三明治”型的阳离子化合物，并由此改进了微波常压反应系统，使之与有机合成反应装置更接近且具有实用性，可以使大多数常规化学反应在微波条件下进行[8]。
2微波技术在高分子化学中的应用
微波技术应用于高分子化学领域的研究较多，在聚合物合成、交联、固化等方面都有成功的应用。如甲基丙烯酸-2-羟乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等己烯基类单体的自由基聚合反应，聚酰胺酸的亚胺化反应，芳香二胺和芳香二羧酸合成芳香聚酰胺的缩合反应，引发聚醚反应、聚烯烃的交联反应，聚氨酯的固化反应以及聚氨酯的合成反应等。这些反应除可以显著缩短反应时间，有些性能还明显优于传统加热方法。如聚氨酯经微波辐射形成膜的硬度较传统方法有明显提高，丙烯酸类树脂在微波辐射下3~8min就可固化出物理性能优于传统方法的树脂固化物。龙明策[9]等采用以淀粉、丙烯酸为主要原料，开展了以微波辐射合成高吸水性树脂的工艺研究，合成了吸水率为735g/g的高吸水性树脂，比传统加热方法节省时间数10倍以上，操作易于控制且“三废”排放极少。
微波技术在高分子合成中的应用研究是基于微波辐射有优良的“内加热”效应，但在聚合反应中的机理、热效应及非热效应对聚合反应的影响均受仪器的限制而无法开展。近年来出现的脉冲微波辐射，用电磁波在没有明显的热效应的情况下引起化学反应，这一方法的运用将为高分子合成提供有力的手段。
3微波技术在其它化学领域中的应用
在无机材料方面，用微波辐射技术可以进行沸石分子筛的合成，为制备新型的功能材料与催化剂提供了快捷的途径和方法[10,11],用微波等粒子技术，制备了金刚石膜、鈷薄膜等金属膜。
在分析化学方面，用微波辐射技术进行了样品溶解、蛋白质水解等方面的研究，开辟了一条高效、快速的新实验方法。
在生物化学方面，微波技术应用较早，利用微波技术可以快速对蛋白质及肽进行水解，并且可以控制裂解部位，极大的提高酶催化反应的效率。
在药物化学方面，利用微波技术通过短寿命的示踪原子快速、高产率的合成了同位素标记药物，拓展了药物化学的合成领域，具有广泛的应用前景。
4微波辐射技术的机理探讨
微波在电磁波谱中介于红外辐射（光波）和无线电波之间，又称超高频，其波长在1mm～1m之间，频率在300MHz~300GHz。用于加热技术的微波波长一般固定在12．2cm或33．3cm。关于微波加热的原理，一般认为：微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率，在快速振动的微波磁场中，物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配，而分子的偶极振动通常落后于微波磁场，这样物质分子吸收电磁能以数十亿次的高速振动产生热能，因此微波对物质的加热是从物质分子出发的，称为“内加热”。而传统的加热方法如回流则是靠热传导和热对流来实现的，即“外加热”。内加热的优越性在于加热快，受热均匀，能显著提高有机反应的速度。当然，微波对反应物的加热速率、溶剂的性质、反应体系等都能影响其反应的速率。
微波技术除具有热效应外，还存在微波的特殊效应。微波作用于反应物后，加剧了分子间的运动，提高了分子的平均能量，即降低了反应的活化能，大大增加了反应物分子的碰撞频率，使反应迅速完成，这就是微波提高化学反应速度的主要原因。
5结语
随着科学技术的不断发展，越来越多的交叉学科正在形成，微波辐射技术扩展到化学领域就形成了一门新的交叉学科－微波化学，无论是在理论上，还是在应用技术上，都无疑是化学领域中的一大新进展。当然微波化学还存在着许多有待解决的问题，绝大多数还停留在实验研究阶段。但有理由相信，随着微波技术的发展，，微波辐射技术在化工领域将有更为广泛的应用前景。
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关键词：金属有机化学 进展 探究
中图分类号：TQ11 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0013-01
1 简述金属有机化学
1.1 金属有机化合物的组成
金属有机化合物即为碳元素和金属元素经过某一反应而形成的化合物，人类发展比较早的金属有机化合物主要有格式试剂、而叔丁醇钾等化合物，这些化合物的结构是由金属原子和氧原子组成的，所以不能认为格式试剂、而叔丁醇钾等化合物是金属有机化合物。从广义上讲，金属有机化合物中的金属指的是一些具有金属性质的非金属元素（如硫、碲、硒、硼、硅、砷等），实际上，这一定义已远不符合经典金属有机化合物的范畴。但是因为元素有机化学和金属有机化学之间存在紧密的关联，所以，即便是分不清元素有机化学和金属有机化学的概念，也不可能造成什么麻烦。
1.2 金属有机化学研究分类
我们将对金属有机化合物的探讨的科学称之为金属有机化学。在学术界中，这一化学往往被分为两种。
1.2.1 探究金属有机化合物的合成及金属有机化合物的性质
采用一系列方法合成金属有机化合物并研究它的一些物理化学性质，其实质上就是合成金属有机化合物，并且研究这些化合物的相关物理性质和金属有机化合物在高分子材料科学领域中的应用。
1.2.2 探究金属有机合成化学
采用一系列方法研究金属有机化合物如何在合成中得到更好的应用，虽然金属有机化合物也在合成的范围之内，此外，还通过其他一些方法获得一些配体，但是其主要目的是研究金属有机化合物在有机合成学上所起的作用，这类研究本质上就是研究金属有机合成化学。
我们可以从上述论述中得知，金属有机化学是一种由多种学科构成的组合学科，其构成学科主要有晶体学、无机化学、材料学等和有机化学等一系列学科，金属有机化学对于不对称有机合成学而言有着重要的基础性作用，被认为是现代的有机化学界研究的重中之重。
2 我国金属有机化学进展
2.1 主族元素金属有机化学
2.1.1 有机硅化学
现如今，有机硅化合物广受人们的青睐，究其主要原因有其种类多种多样，使用范围广。从20世纪50年代开始，林一和王葆仁等人合成对有机硅聚化合物和有机硅单体领域做了大量的工作，其主链是硅氧烷。后来，北京大学也对领域做了大量的研究工作。目前，有机硅工业体系已经在我国形成了，下列五个品种早已完成了其工业化进程，即为硅橡胶、硅凝胶、硅树脂、硅偶联剂和硅油等五大品种，此外，它们还对我国经济和国防建设起到了身份重要的作用。
2.1.2 有机硼化学
21世纪60年代末，我国科学院下面的上海有机化学研究中心和其他研究中心开展了紧密的合作，它们主要研究了硼氢化合物，这之中有B2H6、B3H9、B6H11和 B10H14等的合成方法，其实验水平已经接近空前的程度。时间进入60年代，人们开始关注有机硼在有机合成中的应用，这指的是硼氢化反应，硼氮六环、氮硼烷的合成，此外，还有硼烷的结构规则以及硼酸酯化学等。
2.2 过渡金属有机络合物化学
2.2.1 过渡金属络合物的合成、反应及结构
众所周知，积极研究过渡金属有机络合物的合成方法及相关物理化学性质具有重要的意义，它在进行金属一碳键研究的过程中具有基础性作用，此外还有利于金属有机化学的进一步发展。
2.2.2 络合催化和小分子活化
在此之前，由烯烃聚合而成的催化剂只能在d族过渡金属中得到一些应用，沈之荃及欧阳等人花费了大量的精力，并做了一些研究工作，得到了一种新的稀土催化剂。
3 我国金属有机化学进展方向
3.1 根据现有的金属有机化合物反应规律来研究新的合成反应
目前，像炔烃-αβ-不饱和羰基化合物之类的串联偶联反应等金属有机化学反应得到了较为细致的研究；此外还有双取代、三取代烯烃，共轭双烯等的立体选择性合成技术比较成熟；亚胺的烷基化反应和四异丙氧基钛促进的还原烯化反应也在现代工业中得到广泛使用。值得庆祝的是，我国独自研究了一种新型反应，即为炔烃-αβ-不饱和羰基化合物的串联偶联反应，这一反应给我们展现了一种较为先进的质解方法，可用于猝灭C-Pd键。
在我国技术有机化学研究中，亚胺的烷基化反应是一种快速发展的反应，而目前，这一反应已经出现了几个子系列。在亚胺的烷基化反应中存在亚胺经三甲基氯硅烷活化后和烯丙基锡的反应，当有锌粉或镁屑存在的情况下和烯丙基溴的Barbier型进行反应，以及和氟离子引起的亚胺和三甲基烯丙基硅烷的反应。
3.2 进一步研究金属有机化合物的反应规律
金属有机化合物的双等瓣置换和伴随加合的等瓣置换新模式和氧桥联二茚基稀土化合物的立体控制选择性合成是我国在研究金属有机化学程中得到的。这两个反应规律是一种研究程度较高的金属有机化合物的反应规律，它以研究单等瓣置换反应为基础，发现桥连双环戊二烯基双金属络负离子可以一起和两分子簇合物发生等瓣置换反应，最终获得一系列具有较新结构的桥连双环戊二烯基双原子簇化合物。因此，它对于现有反应规律做深入研究有很好地指导作用，此外，还对金属有机化学的研究工作具有至关重要的作用。
3.3 加快研究新的金属有机化合物反应机理
在刚发现的金属有机化合物基元反应之中二价钯在催化反应中卤离子的作用下和氟离子形成的三甲基烯丙基硅烷和亚胺的反应机理是技术比较成熟的，要知道，卤离子在质解反应中具有十分重要的作用；氟离子在该反应中只起催化作用，氟离子没有可能完全产生其催化作用。所以，对于新的金属有机化合物反应机理所做的的进一步探究同样具有非常重要研究价值。
4 结语
最近几年，金属有机化学这一前沿学科有了飞速发展，其中它的发展打破了传统的无机化学和有机化学的界限，同时又和合成化学、理论化学、结构化学、催化、高分子科学、生物无机化学等交织在一起，从而成为近代学科前沿领域之一。金属有机化学的探究对我国的科技发展有着非常重要意义，其中在农业、医药、轻工业等广阔领域有着非常宽广的前景。所以深入探究金属有机化合物的性能和结构的关系，不仅能够为结构化学、有机化学做出贡献，还对了解有机锡化合物的催化性能、生理活性和热稳定性等都有非常重要意义，并对寻找新材料、新药物有非常重要的应用价值。
参考文献
[1] 唐晋.我国金属有机化学的研究已进入世界前沿[J].化学进展，2006（11）.
[2] 李东.金属有机化学研究方向及进展[J].化学科技导报，2005（6）.
[3] 张兴全.有机化学发展前景分析[J].化工时代，2005（8）.
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