谈实验教学中的绿色化学——己二酸合成实验的改进

谈实验教学中的绿⾊化学———⼰⼆酸合成实验的改进宣照林,李艳杰

(⽩城师范学院⽣物系;⽩城市洮北区教师进修学校,吉林⽩城137000)

收稿⽇期55作者简介宣照林(6———),男,⽩城师范学院⽣物系⾼级实验师,主要从事基础化学教学和有机化学实验教学;李艳杰(65———),⼥,⽩城市洮北区教师进修学校⾼级教师,主要从事中学化学教学和化学教学研究。 随着科学技术的发展,⼈们逐渐认识到环境保护的重要性。在有机合成⽅⾯正努⼒探寻着新的化学合成⽅向———绿⾊化学。绿⾊化学的理想在于不再使⽤有毒、有害的物质,不再产⽣废物,不再处理废物。从科学观点看,绿⾊化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利⽤资源和能源,降低⽣产成本,是⼀门从源头上阻⽌污染的化学,符合经济可持续发展的要求。⽤绿⾊化学思想来指导和规范化学中的实验教学具有重要意义,可以理解认识化学反应事实,培养学⽣严谨的科学态度和良好的⼯作习惯。

现在使⽤的《有机化学实验》教材是由⾼等教育出版社出版的,东北师范⼤学等五校合编的。其中“⼰⼆酸的制备”实验是以环⼰醇为原料⽤硝酸作氧化剂来实现的,采⽤此种⽅法产⽣⼤量有害物质,且反应时间长、产率低。我们曾经改进过此种⽅法,⽤浓硫酸做氧化剂来氧化环⼰醇制备⼰⼆酸,但反应中消耗的浓硫酸量多,产物处理较困难⽽且还产⽣⼤量⼆氧化硫⽓体,虽然产率⾼,但成本较⾼。为了克服上述缺点,从根本上解决合成实验中的污染危害,把绿⾊化学渗透到有机化学实验教学中来,我们经过多次实验的探索,采⽤20%H 2O 2做氧化剂,在回流装置反应,⽤钨酸钠(Na 2WO 4)做催化剂代替相转移催化

剂(相转移催化剂是有毒物质)。反应条件易控制,反应过程中⽆毒害物质产⽣,约需4.5⼩时就可制备完毕。很适⽤于实验教学,现将改进后的实验归纳如下:

1.原料与试剂:环⼰烯、20%H 2O 2、钨酸钠(Na 2WO 42H 2O )上述试剂均为分析纯试剂。2.反应过程:在圆底烧瓶中依次加⼊:

(1)加料:0.8g Na 2WO 42H 2O,20m l 蒸馏⽔,30m l H 2O 2⽤磁⼒搅拌器搅拌约20m in 后加⼊12m l 环⼰烯。

(2)反应:边⽤磁⼒搅拌边加热回流约4h 。

(3)产物处理:将回流后的产物(反应器内混合物)⽤冰⽔冷却则有⼰⼆酸晶体析出,再抽滤之后⽤冰⽔洗涤2次(每次⽤10m l 冰⽔),将得到的晶体在室温下⼲燥。(4)反应⽅程式

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上述改进⽅法已在2003级本专科的实验教学中得到应⽤,虽然时间较长,产率也低于50%,但是可使有机合成向绿⾊化学⽅向靠近了⼀步。在今后的教学中我们还会继续探索,找出最好的实验条件(原料⽐、时间、温度等),以改进上述⽅法中的不⾜,再经过学⽣的实验验证,给出最佳的绿⾊合成⽅案。责任编辑:于秀斌

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