时间:2024-01-07 16:23:17
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇有机合成的前景范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
一、成品油仓储设施的历史与现状
近年来,为压降运行费用,提高经济效益、劳动生产率以及管理水平,合理优化物流运作,中石油、中石化两大石油企业对成品油仓储设施进行了整合,参考西方发达国家仓储布局现状,以100公里为辐射半径,大幅扩容中心油库,关闭大量中小型油库。仅以徐州地区为例,20世纪90年代初期,徐州地区有大中型油库9座(市区周宅子、孙圩子、广山油库、铜山大湖油库、丰县叶庄油库、沛县胥洼油库、新沂工农路油库、邳州徐塘油库)、小型油库6座(邳州新庄、碾庄油库、睢宁沙集油库、新沂草桥、新店、黑埠油库)。随着20世纪90年代末的中石化重组上市,陆续关闭了各类中、小油库14座,在整个徐州地区仅保留1座中心油库,并逐步确立了周宅子油库(地处铜山县茅村乡境内)的中心库地位。中小油库关闭后,分流了员工,拆除了部分或全部资产,油库出租作它用或闲置。同时,对周宅子中心油库加大了投资力度,该库现总容量超过8万立方米,拥用铁路、水路(运河)、公路、管输等4种收发油方式,成为淮海经济区内容量最大、收发方式最全的大型油库。
二、成品油仓储设施整合的优势
(一)压缩仓储费用
以徐州地区为例,通过14座中小油库的关闭,停止了关闭库的仓储设施投入和维护,集中精力将有限仓储费用投入到周宅子中心库,减少了约3500万元的仓储费用。特别是鲁皖成品油管线(山东至安徽)于2005年投入使用,使周宅子中心库成为鲁皖管线在江苏地区的唯一成品油下载点,承担了向苏北地区其他城市输转油品的任务,大幅节约了一次物流运输费用(从炼厂至油库的油品运输被称为一次物流,包括管道、水路、铁路等运输方式,其中管道运输方式比铁路运输方式节约60%的费用)。
(二)提高劳动生产率
徐州地区中小油库关闭前,仓储环节用工325人,年吞吐量共计不足100万吨,人均年吞吐量约3000吨。而关闭14座中小油库后,周宅子中心库用工仅97人,年吞吐量近200万吨,人均年吞吐量达2万余吨,是原有吞吐量水平的6.8倍。一方面削减用工总量,另一方面年吞吐量大幅提升,大大提高了劳动生产率。
(三)提高仓储环节综合管理水平
由于周宅子中心油库能够得到资金的集中投入,近两年采用了大量先进的科学技术,使油库现代化管理水平有了质的飞跃,采用了如油罐液面自动计量系统及液位报警系统、电视监控系统、电子巡检系统、油气浓度监测报警系统、自动消防启动系统、装油环节防溢油及静电接地连锁系统等一大批先进的设施设备,油库的设备管理水平大幅提高,安全系数增大。而中小油库关闭后,其业务骨干力量被整合至周宅子中心油库,大中专学历在员工中所占比例有所提高,中心油库人员的综合素质有了提升,仓储环节的综合管理水平提高。
三、成品油仓储设施整合对区域经济的负面影响
在同一经济区域内关闭多座中小库、保留1座中心库,虽然对企业短时期内压降费用、提高劳动生产率和现代化管理水平有着事半功倍的作用,但其对企业和社会的潜在负面影响也不可忽视。
(一)增加二次物流投入和运输费用,运输过程易出现交通事故
徐州地区所辖六县原均有油库,铁路一次运输到县,二次物流(从油库至加油站的油品运输称为二次物流)基本由油罐车在本县内配送油品,运输半径短。现均从周宅子油库提货,平均运输半径增加了2倍以上,油罐车数量激增1倍仍不能满足油品配送需求,二次物流投入成倍增加,吨油运输费用逐年大幅提升,人为地增加了油品的使用成本。同时,多辆油罐车24小时连续运转,驾驶员与押运员均分两班,人歇车不歇,驾驶员长时间连续处于紧张状态,易因疲劳出现交通事故;油罐车辆得不到应有的保养和检查,长时间超负荷运转,易产生交通事故。另外,当前油罐车单车吨位高,一旦发生侧翻、撞击事故,极易引起火灾、爆炸、污染等连锁反应,事故危害和影响极大。
(二)增加仓储环节的事故生发率和事故损失
众所周知,成品油本身具有易燃、易爆、易挥发的特性,危险系数大,而中心油库的吞吐量急剧增加,大大超过原设计吞吐量,工作人员易因疲劳造成疏忽、设备易因老化造成事故,由于其基础库存量大,危害性大大增加,火灾扑救难度增大,且易发生连锁反应。一旦发生火灾、爆炸,将调动整个经济区域及周边地区的消防车辆进行长时间的扑救,将造成极坏影响。
徐州地区周宅子油库濒临大运河,其码头处于徐州东区自来水的取水口上游不到10公里,极易因事故造成水源污染。而该库码头承担着鲁皖管线向宿迁、淮安等苏北地区的成品油输转任务,吞吐量成倍超出其设计量,且夜间作业频繁,易因操作人员疲劳或疏忽、设备损坏造成跑冒油事故。一旦发生跑冒油事故,易造成运河水质污染,影响市区东部数十万人的自来水供应;极易引发火灾、爆炸、伤人事故,跑冒油后,码头水面将漂浮一层均匀的油层,整条河道处于爆炸危险区域内,而运河上来往船只较多,形成流动火源,极易引发爆炸,爆炸后整条河道会变成一片火海,事故损失和影响将会极其严重。
(三)为区域经济发展埋下隐患
一旦出现不可抗力或其他因素(如地震、洪水、交通或管输中断、火灾、爆炸及污染事故等),均会造成中心库油品的供应中断,而该经济区域内又无其他替代性油库,势必从周边其他城市油库调剂资源,运输半径再一次成倍增加,运输周期增长,运力相对不足的弊病就会凸现,在一定时期区域内加油站出现大面积断油现象几乎不可避免。此时,只能尽量保证行政事业单位、公交公司、电厂等关系国计民生的单位或部门的油品供应,部分车辆将被断供,特别是各类运输货车、农用车、私家车、出租车、摩托车几乎无油可加,因断油而抛锚的车辆在公路上随处可见,用柴油作为燃料的小型企业单位不得不暂时停产或临时转用其他燃料。再加上媒体推波助澜,“油荒”的范围和周期会被无限夸大,给消费者心理造成恐慌,地区经济将受到影响,区域内国民生产总值在断油期间内将会有一定程度下降。
四、对成品油仓储设施整合的意见与建议
油库的关闭应结合经济发展实际循序渐进,不能盲目模仿西方发达国家的现有模式,否则在企业获得短期效益的同时,有可能对区域经济带来负面影响,甚至因重特大事故的发生对企业造成致命打击,从而损害企业的长期利益。鉴于此,本文对当前成品油仓储设施整合提出以下意见与建议:
(一)在县区设立1座卫星库,与中心库起到互补作用
既能够在资源紧张时,起到调节库存作用,又能够缩短吨油运输半径,降低二次物流费用,特别是在中心库发生意外情况不能保障油品供应时,短时期内起到替补供油作用,避免出现区域内大面积油品断供,保障地区经济持续、稳定发展。
(二)与石油、石化系统外其他油库签订互补协议
如系统内非中心油库已全部关闭到位,应积极联系与其他企业、部队或民营油库签订互补协议,当系统内中心油库出现意外情况时,在短时期内互相替代,以保证油品供应。
(三)加大中心油库监督管理力度,避免发生重特大事故
进一步加大中心库的科技投入,向国际先进油库学习先进管理手段,满足现代化管理要求;加大员工培训力度,强化员工业务素质,将各类事故消灭在萌芽状态,尽量压降事故发生率,减少事故损失和影响。
(四)适时加大运输车辆投入,增加运力
增加用于二次物流的油罐汽车,满足及时、有效保障油品配送的需要;留出油罐车辆保养、人员休整的充足时间,确保运输安全的需要。
经济利益最大化作为现代企业经营的主要目标,很多企业都希望采用最新的科学技术以最小的资金投入获得更大的经济收入,进行严谨科学的成本核算、从而控制企业的生产成本,可以有效帮助企业提高其经济收益。目前在市场激烈的环境下,企业如何通过科学、有效地成本控制,实现对有限的资源进行充分、合理的配置已经成为了如今已经成为企业经济管理过程中的当务之急,下面我们就详细进行分析成本核算在企业经济管理中的作用及实施策略。
一、企业成本核算的重要作用
随着我国市场竞争激烈加剧,国际化的工作水准给我国经济的各个部门带来了一定的挑战。企业成本核算作为企业经济管理的主要内容和关键环节,实施科学有效的成本核算,不仅能够及时进行核算企业的成本,为企业投资发展提供科学有效的依据,而且对提高企业经济管理水平,将技术经济责任制落实到各部门,对提高企业计划管理的整体水平,调动全体职工在工作过程中的积极性、创造性,为企业的经济效益和社会效益谋求最大发展空间也具有重要的意义。
(一)成本是企业对本企业产品进行定价的一个重要依据
产品生产出来以后,定价要科学、公平、合理,太高消费者不买账;太低企业就会获利太少。所以,企业需要从生产产品的成本、顾客的消费心理、目标利润以及市场上同样产品的市场价格等与之相关的诸多因素进行产品价格定位。其中要放在第一位考虑的就是成本因素。成本核算就是把产品的成本数据提供给企业的决策层,让决策层根据现实的真实情况进行分析定位,假设成本核算出现了较严重的错误,可想而知,将对企业未来的收益会产生致命的打击。所以,将企业在进行成本核算的时候必须要精准,才能保证企业的预期收益。
(二)成本核算对企业经营利润有着重要影响
企业的经营效益是指在经营的过程中企业所获的净利润减掉成本得到的,利润正常情况下是很容易通过核算得到的,出现错误的概率很小,但是财务在进行成本核算的时候就容易出现错误。首先,进行成本核算的工作量大、流程复杂;其次,技术性较强,要求也比较苛刻;最后,在进行成本核算的过程中,牵涉的人比较多,这些诸多因素都使成本核算成为一项不太简单的实践操作工作。在成本核算中,计算出的数据对企业的利润会产生一种平衡作用,就是说如果在进行成本核算中国,出现了微小的误差,那么反应在企业利润数据变动是很大的,由此可见,成本核算的精确与否对企业的利益分配起着重要作用。
(三)成本核算精确、有一定的逻辑性可以间接提高企业的经营管理水平
如果一个企业提高了成本核算的水平,成本核算工作可以做到及时、精准、高效,就为企业进行完整、系统的成本分析奠定了坚实的基础,也可以使企业管理者能够及时察觉企业成本管理过程中出现的一些问题,进而采取切合实际的管理措施及时解决,从而提高企业的整体运营管理水平。
二、成本核算过程中存在的问题
(一)成本核算不精确
成本核算就是把产品的成本数据提供给企业的决策层,让决策层根据现实的真实情况进行分析定位,假设成本核算出现了较严重的错误,可想而知,将对企业未来的收益会产生致命的打击。但是,现实情况是,一些企业在进行成本核算很模糊,在没有保证企业的预期收益时就对产品进行了不合理的市场定价。
(二)企业对成本核算没有足够的重视
成本核算对企业经营利润有着重要影响。在企业的正常经营情况下,企业的财务对成本核算出现错误的概率越小,对企业利润核算越精确。但是,企业要进行成本核算的工作量大、流程复杂;技术性较强,要求也比较苛刻;所以,企业财务人员在进行成本核算的过程中,牵涉的人比较多,这些诸多因素都使成本核算成为一项不太简单的实践操作工作。在企业的成本核算中,很多企业的财务人员对企业的成本核算不太重视,在核算过程中,出现了微小的误差,觉得没有太大的关系,造成企业利润核算的不正确。
(三)没有采用适合企业自身发展的成本核算方法
在市场经济条件下,每个企业都有每个企业独特的特点,应该针对各个企业的生产经营特点,选择合适的成本核算方法。但是,现阶段,一部分企业在明确成本核算对象之后没有选择一个科学的、切合企业实际的成本核算方法对企业成本进行科学核算。这种现象在中小型企业尤其普遍。
三、加强企业成本核算管理途径
(一)提高企业管理者的成本管理意识
在现代的经济形势下,只有企业的领导者和全体员工对成本控制有了足够的重视,才可以使成本核算的工作在企业顺利全面展开。但是在当今知识经济时代,企业财务管理者没有意识到成本核算和控制在企业经济管理中的重要性,只进行简单的算账、报账,对支出的成本详细计算,对自身成本不进行认真核算;只重视产品售后的核算,不重视产品售出和售出中的控制;只依靠会计人员的数据报表,不关注市场的发展动态;那么只会导致他们对成本核算方法改进的忽视,让企业的成本核算管理工作越来越差。因此,要提高企业全体人员的成本意识,改进成本核算方法,制定成本核算管理的相关硬性制度规章;对各部门的成本管理责任落实到人;审计企业成本核算方案的科学性、有效性;建立机构完备的成本核算办公室,为领导小组的决策科学化提供充分的信息参考。企业成本核算是一项复杂、艰巨的系统工程,涉及到企业工作过程的方方面面的切身经济利益,这其中的部门利益冲突一旦处理不好将会对企业造成难以估算的损失,如果没有领导的重视,成本核算的推行根本就是天方夜谭。因此,企业管理必须高度重视,真正把成本核算的每一个步骤都落到实处,确保实效,为全成本核算工作的顺利进行奠定坚实的思想与制度基础。
(二)建立一套规范的、科学的、全面的成本核算管理制度
完整全面的成本核算制度是企业成本核算能够顺利执行的重要保证。但是当今很多工业企业没有一套规范的符合现代商业要求的成本核算管理制度,在提高企业成本核算意识的基础,加强企业成本核算制度方面没有清晰的认识,所以要对成本费用的考核指标要进行科学、合理依据,把成本核算的理论运用到实践中,让企业的各个部门管理者、投资者和其他相关的利益者了解企业为什么要进行严格的成本管理,对成本核算科学管理以后将对他们产生怎样的益处,为他们进一步投资、工作提供完整、有价值的辅助参考资料。有效提高企业精细化成本管理制度的执行。避免企业精细化成本管理在执行过程中出现的制度过于复杂、制度与实际不符、制度落实无力等问题,企业必须首先建立一个系统而健全的类、层制度;其次要强化员工的精细化制度自觉意识,在员工中深入开展精细化制度的教育;然后要建立健全制度监督机制,强化监督和激励措施;最后要保证企业高层对精细化制度带头做起。
(三)明确企业进行成本核算的对象
企业进行成本核算的一个好处就是可以对企业的各个生产环节的损耗做到详细的了解,然后制定相关措施减少企业在生产过程中的物料损耗。但是在我国现有的企业中,存在着对这些具体的生产过程没有具体的了解的各方面问题。企业要想对生产中的现实情况了然于胸,就要从企业的实际情况出发,针对自身企业的生产经营特点,选择合适的成本核算方法。成本核算的几种操作方法有:分步法、品种法、定额法等,这些方法适用的具体企业环境情形都不一样,每一种方法都有各自的优缺点,即使对于同一种产品,采用相同的成本核算方法,如果企业其他经营情况不一样,结果也不会相同。所以,企业在明确成本核算对象之后选择一个科学的、切合实际的成本核算方法对企业成本进行精确核算。
(四)运用法律法规及税务机关制度规范成本核算
对于不按照法律规范来进行成本核算的企业,税务机关进行严格的账务查询,责令其整改,督促其进行记账的方法。企业在进行成本核算的时候,应该重视原始记录,保证以后可以参考使用。采用记账的方式,根据中小企业的真实经营情况和提供的资料,按照规范的会计记账流程,对他们的财务账目进行科学记账,提高成本核算的科学性、使中小企业的成本核算管理走向正规化、规范化道路。国家税务机关出台相应的财务保障措施,督促中小企业进行科学的成本核算,帮助其提高进行成本核算水平。组织中小企业的财务管理人员定期参加培训。针对现阶段中小企业人员素质高低不齐的现状,各级税务机关加强对中小企业会计人员的业务培训。对新出台的《会计法》、会计计算技术对企业会计人员进行细心指导,结合中小企业的现实经营状况,帮助他们理清成本核算的各个要素,完善企业的财务账目,让财务账目的设置行业企业的实际经营情况相符。对企业提交的财务账目资料,进行严格审查,对于财务账目中不符合税法规定的,提出整改建议,编制调账目标,督促其在规定的期限内改正,如不改正,按照国家法律给予一定的处罚。对已那些没有能力完成成本核算的中小企业,税务机关可以强令其聘用会计事务所或者记账公司进行财务方面的管理。会计事务所和记账公司在按照规范的会计制度协助中小企业管理企业财务账目时,也提高了中小企业自身进行财务管理的能力。
(五)提高企业内部会计人员对成本核算重要性的认识
成本核算中,财务人员的专业素质高低,直接影响着财务工作进行的顺利与否,尤其是正在推行权责发生制的今天,财务部门中,不同专业素质的财务人员,在工作中,做出的职业选择与判断也就不同,由此,就造成了信息在质量上的差异性,严重的还会带来财务管理方面的损失。从理论上讲,成本核算不单单是企业成本的计算,它属于企业管理的重要组成部分。不是简单的进行减少支出、控制成本;从会计知识上来讲,随着我国经济发展速度的加快,会计的新理念、新方法越来越多,知识更新换代的速度越来越快,因此,中小企业必须与时俱进,加强对企业内部财务管理工作人员的培训。做好企业日常管理的细节部分,保证企业在进行成本核算时数据资料的真实性和完整性。产品成本可以说是固定客观存在的。但是随着产品投入生产,在生产过程中产品的消耗、损失都是不确定的,这就要求企业注意加强日常管理工作,保证所计算出的成本核算数据及时、详实、可靠。盲目地沿用某些比较前沿的管理模式和方法,或者只是照搬其他企业的精细化管理模式均不可取。企业要根据自己的实际情况,全面掌握自身的管理优势和主要问题所在,再学习一些同自己有相似背景和经营条件的优秀企业,加以优选之后再行运用到自身之上。在理论的支撑下,企业还需及时自我总结,修正偏差并积累经验,同时还要不断进行创新,建立独特、新颖、科学的精细化成本管理模式。
(六)实施精细化成本管理制度
高度重视目标管理,避免在精细化管理实施过程出现误区。制定精细化成本管理的目标可能会出现企业将目标作为硬性指标、监督工具和简单量化等等误区。要避免这些误区,首先要建立科学的目标体系,遵循分项支持总体、短期变为长期的原理;其次,要保证目标的合理性,以确保员工能够实现;然后采取双向管理机制,采取上下协商、员工参与的办法;最后,将目标考核作为衡量员工真实贡献的标准。基于精细化成本管理具有复杂和双面性的特点,所以企业在实施过程中,必须统筹规划,合理分配,避免管理秩序出现紊乱、员工怨声载道的现象。要做到统筹规划,制定出合理的精细化成本管理方案,企业首先要认清自我,为自身量制出一条切合自身实际的实施方案;然后要将这条方案落实到企业的各个岗位,从而保证集成的岗位价值有效推动企业价值的增长;最后,在意识观念上,企业还需在此基础上创建一套长期的考评机制,令精细化成本管理深入人心。如此,企业才能合理地统筹各方的利益关系,切实地落实精细化成本管理在企业内部的开展工作。随着科学技术的不断进步,高校、快捷、精确的成本核算软件已经成为企业在成本核算中的重要推助力。积极采用先进技术与不断完善成本核算方法,为成本核算选定最优质的核算软件与及时反馈。在具体的成本核算过程中,选用既实用又节省开支的成本核算软件与完善成本核算方法是十分必要的具体运作过程中,成本核算软件通过对企业各个部门成本核算的核算单元进行有目的的建立总账系统,同时建立专供基础部门公用的模块如固定资产和薪酬数据,为有效查询成本核算的相关资料快捷的提供参考。
四、结束语
随着中国经济的发展,成本核算管理已经成为现代企业管理不可忽视的一部分,是企业在激烈的市场竞争中必须走的一步路。它作为企业财务核算的一个重要环节,在企业的经济管理过程中发挥着重要作用。我们从提高企业成本核算管理意识、建立企业成本管理制度、实施精细化成本管理制度,运用法律法规及税务机关制度规范成本核算,选择适合企业自身经营发展等方法,提高财务管理人员综合素质,有效加强企业的成本核算管理工作,以提高企业经济管理质量,促进企业经济效益和社会效益的增加,最终实现企业健康持续的发展。
参考文献:
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20世纪50年代以来,旅游产业成为全世界发展势头最为强劲的行业之一,改革开放以来,随着人民生活水平的提高,我国的旅游产业迅速发展,并成为世界上旅游产业发展最快的国家之一。纵观当今世界旅游业的发展趋势,正在由“观光时代”和“休假时代”转向“文化游乐时代”和“旅游产业时代”。
第三,旅游综合体是个逐渐发展的过程,并不是一蹴而就的。在旅游综合体发展的过程当中,会经历多个阶段,在每个阶段都会有不同的发展重心,最终才能形成一定的集聚与规模效应。
3.旅游综合体的发展对城市化进程的影响
从单一的旅游景点,到旅游区,再到集多种功能相融合的旅游综合体的发展,从一定程度上也对城市化的进程产生了不可估量的作用。我们可以从旅游综合体的优势出发,来分析对城市化进程所带来的影响:
首先,综合体的出现能更好的优化城市空间布局,有利于解决城市化进程中,土地资源匮乏对城市发展起到的约束作用。众所周知,在城市化过程中,集约的土地利用模式以及更高的土地利用率一直是城市发展所追求的目标之一,在这个过程中,不断扩张的城市与有限的土地资源存在巨大的矛盾,而综合体形式的出现,从本质上解决了这一矛盾,更有利于城市的健康、合理的发展。
以往城市的的旅游点布局,往往从“点”上来思考问题,即哪里适合建公园就建造公园,需要宾馆就建造宾馆,缺乏相应的规划与空间纽带,城市从规划上看,各个片区相互独立,且内在联系性弱,不是缺乏必要的服务功能就是重复建设现象严重。将旅游综合体的概念引入后,在综合体的组织下,原先的旅游景点成为了一个集观光、休闲、会展、美食、演艺、运动为一体,规模大,功能全,品质高,环境优、服务好的城市空间,城市布局从功能上互相有贯通,各个功能相互协调性增强,完善区域旅游服务功能的同时,可以减少重复建设与资源的浪费。
第二,优化城市的产业结构。国内一些大型的主题公园,往往是以综合体的形式出现,这些旅游综合体往往与酒店、旅游景观、房产、会议中心、购物中心等产业同时出现。打破了以往旅游点“门票制”的经营方式,将目光集中到以旅游为基础的第三产业上,增强产业发展的内在动力。随着产业结构的必然提升和转型,都市产业和现代服务业正在成为城市发展的主要方向之一,都市产业一般呈“集群”的空间形态,服务业一般呈功能和业态的集聚或复合形态时才更有空间效率,二者呈现互动时则更能提升产业竞争力,而旅游综合体将各类服务业进行整合,增强了各行业间的联系,在土地集结的过程中,带领产业的发展,将地产业、教育业、商业、金融业整合到原来单一的旅游服务业中,增强产业的竞争力。
第三,在旅游综合体不断发展的过程中,提高了城市的生活品质。城市旅游综合体可以很好满足“一站式服务”的多种需要,将单一的旅游观光与其他形式的休闲类型结合起来,增加游客停留的时间。旅游综合体在不断的发展完善的过程中,在满足旅游所必须的各项功能的同时,也对城市居住环境的提升起到了重要的作用。
4.结语
城市化的进程带动了城市综合体的快速发展,城市综合体既传承者城市的固有结构,又展现了新的经济形态。旅游综合体,因其自身的环境空间特性及经济融合性的特征,对城市规划与景区设计提出了更为明确的要求,为城市化进程点明了方向。在城市健康发展的前提下,在旅游综合体蓬勃发展的过程中,城市化的进程也将更为进展的更为顺利。
基金项目:浙江大学城市学院教师科研基金,课题编号:j-10030。
1 合作学习是创造性学习的引发源泉
合作学习指学生为了完成共同的任务,有明确的责任分工的互学习。合作学习鼓励学生为集体的利益和个人的利益而一起工作,在完成共同任务的过程中实现自己的理想。通过合作学习的方式,能引发学生在教师指导下主动地、富有创造性的学习。
案例1:学生在有机化学学习中,解从质量角度进行的有机物燃烧计算题时,往往需要复杂的计算,才能得出结论。如完全燃烧等质量的下列混合物,产生CO2一定比完全燃烧等质量乙烯多的是?
A:苯和甲苯;B:已烷和庚烷;C:已烯和辛烯;D:已烷和壬炔
教师引导学生,如能画出常见烃的含碳质量分数随碳原子数目变化曲线,就能快速、准确地解决这一问题。
由于画图中要进行大量计算,一个人完成往往花大量时间,在教师组织和引导下,分小组,有的负责画烷烃、有的负责画烯烃、有的负责画炔烃、有的负责画苯及其同系物。
个个学生都参与制作,互相配合,互相检验结果。最后再通过合作,大家创造了一张曲线图。
此时学生解题思路开始敞开,在小组讨论时便畅所欲言,各抒己见,不仅能快速找到正确的解法,而且能根据正确的解法说出自己解错的原因所在。(从曲线看出:炔烃和苯及其同系物含碳量始终比烯烃高,而烷烃始终比烯烃低,烯烃中含碳量不变。故选A。)
通过这样的合作学习,引发了学生的对创造性学习的兴趣,创造性思维的思路被打开。学生不但创造了烃类含碳的曲线图,还创造了烃的衍生物的含碳、含氢等一系列曲线图。
2 合作学习是创造性学习的动力源泉
在整个合作学习过程中,学生们都在积极主动地忙碌着、参与着,自愿学习,没有被逼迫的感觉;整个学习过程都是通过学生互相发言、互相鼓励、耐心聆听、积极探讨来完成的。学生看到同伴们的成功,会提高他们自身的自我效能感。因此成功的合作不仅是培养学生人际交往技能,使学生学会交往,学会参与,学会尊重他人的重要途径,也是激发学生创造性学习的动力源泉。
案例2:学生在画烃类的含碳质量分数随碳原子数目变化曲线时,有的同学创造性地画出了一元饱和醇,一元饱和醛,一元饱和酸的图。有的把烃类和衍生物的图放在同一图中进行比较。 教师对学生的创造性给予赞美的同时,利用学生的创造性结果,解决下列问题:取等质量的CH4和有机物A与足量的氧气分别完全燃烧,生成的CO2的质量相等,如A是饱和一元醛,则A的分子式是什么?
(由于质量相等时完全燃烧产生CO2质量相等,说明这醛的含碳量和CH4相等,(CH4)nCnH4nCnH4n-16O即每减少16个H原子增加一个O原子,含碳量不变。而饱和一元醛又满足通式CnH2nO,由H原子相等2n=4n-16,解得n=8。推出为C8H16O。)
此时学生自然想到如果A是饱和一元醇、饱和一元酸,有的甚至想到是卤代烃、稠环芳烃及其衍生物等。
组织学生分工合作,逐一推断出来,并交流结果,互相检验。如:饱和一元醇是:C9H20O、饱和一元酸是:C16H32O2、一氟代烷是:C10H21F等等。
有的学生提出:如把CH4改变为C2H6、C2H4或C2H2,又会有怎么样结果?又有的学生提出,如果例题中是生成水的质量相等或耗氧相等结果又会如何?问题越来越多,探究也越来越深入,学生的创造力是无限的。
通过这样的合作学习,使学生的创造性学习有了坚强的动力。
3 合作学习是创造性学习的拓展源泉
合作学习可以促进学习者的意义建构,促进学生的高水平的思维和学习活动。学习者之间交流、争议、意见综合等有助于学习者建构起新的、更深层次的理解;在合作学习中,在学习者的交流过程中,他们的想法、解决问题的思路都被明确化和外显化了,学习者可以更好地对自己的理解和思维过程进行监控。这为拓展创造性学习提供丰富的思维源泉。
案例3:在完成含碳质量分数曲线时,有的同学还创造性地画出了含氢质量分数随碳原子数目变化曲线图。教师引导探究下列问题:下列混合物,只要总质量一定,不论以何种比例混合,完全燃烧产生水量一定是?
A:丁醛和丁炔;B:已烯和丁酸;C:乙酸乙酯和庚烷;D:辛醇和乙苯
(总质量一定时,含氢质量分数相同的物质,不论以何种比例混合,完全燃烧产生水量一定。从学生创造出的含氢曲线可知,烷烃、烯烃不可能和常见一元含氧衍生物含氢量相等。苯及其同系物在碳原子相等时,不可能和常见一元饱和含氧衍生物含氢量相等。只有炔烃,在碳原子数为4个时和一元饱和醛或酮含氢量相等。其它曲线间没有交点。故选A)
二、分类解析
有机合成是一门过去有着悠久历史、现在有着完整理论体系、将来有着广泛发展前景的学科,受知识水平的限制,这里仅就中学化学层面简单谈有机合成路线流程的设计.从以往学生遇到的各种问题来看,大致不外乎以下三种类型.
1.碳原子数目不变,官能团种类变化
分析:观察甲苯与产物,两者碳原子数目相同,官能团的种类发生了变化,由甲基变成了羧基.对于这种基本变化,基本策略是利用有机含氧衍生物之间转化关系:乙醇乙醛乙酸乙酸乙酯、乙二醇乙二醛乙二酸乙二酸乙二酯,通过逐步氧化,获得目标产物.需要特别注意的是氧化还原的先后顺序,亦即基团保护问题.究竟是先氧化还是后氧化,是这类变化的关键点.一方面要熟悉氧化剂、还原剂以及典型官能团的性质,多角度、全方位地把握相关性质.另一方面应加强氧化还原发生先后意识,避免落入陷阱中.
在例题中多处存在这样的问题,由甲苯出发,有两条路径可以选择,可以用高锰酸钾直接将甲基氧化成羧基,也可以利用硝化反应在苯环上引入硝基,这时必须考虑氧化和硝化孰先孰后.得到对硝基甲苯后,又有两条路径可以选择,是用高锰酸钾将甲基氧化成羧基,还是用Fe/HCl将硝基还原成氨基,又必须考虑氧化和还原孰先孰后.注意到这样两个关键点,例题自然可以迎刃而解了.
一、化学合成药物的绿色化
绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发污染最低、能源消耗最少的先进合成方法,从根本上消除或减少环境污染。近年来,实现绿色合成的几种可行的途径如下:(1)使用环境友好催化剂,提高原子利用率。有机合成中,减少废物的关键是提高原子利用率,所以在选择合成途径时,除了考虑理论产率外,还应考虑和比较不同途径的原子利用率。如二联苯的合成,常规方法是以pdc12为催化剂,以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行,但操作过程较为复杂,原子利用率低。若以具有高反应活性的GaP纳米晶为催化剂,就可以直接以苯为原料,一步合成得到二联苯。(2)使用环境友好介质,改善合成条件。传统的有机合成中,有机溶剂是最常用的反应介质,但是有机溶剂的毒性和难以回收,又使之成为对环境有害的因素。(3)采用洁净的有机电合成。电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂,且通常在常温、常压下进行,所以在绿色合成中独具魅力。例如,实现自由基环化反应,常规的方法是使用过量的三丁基锡烷,过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂,进行催化反应,可在温和、中性条件下完成。(4)运用高效的多步合成技术。在药物的合成中,往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成,研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应,使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行,无需分离出中间体,又不产生相应的废弃物。后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行,而每步反应都是下步反应所必需的,而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中,是一类高效的合成方法。
二、化学合成药物发展趋势
(1) 从药用植物中发现新的先导化合物并进行结构修饰、发明新药,是21世纪合成新药研究的重要部分。尤其是由于细胞及分子水平的活性筛选方法的常规化和分离技术的精巧化,有可能从植物中发现极微量的新的化学结构类型。同时,通过现代的筛选模型重新发现20世纪已经筛选过的植物化学成分的新用途,也为合成新药研究提供了更多的成功机会。(2)从天然来源发现新结构类型抗生素已经很困难,微生物对抗生素的耐药性的增加,不合理的使用抗生素,使得一种抗生素的使用寿命愈来愈短。这种情况促使半合成及全合成抗生素在21世纪会得到特别发展。(3)组合化学技术应用到获得新化合物分子上,是仿生学的一种发展。它将一些基本小分子装配成不同的组合,从而建立起具有大量化合物的化学分子库,再结合高通量筛选来寻找到一些具有活性的先导化合物。(4)有机化合物仍然是21世纪合成药物最重要的来源。化学合成药物仍然是最有效、最常用、最大量及最重要的治疗药物。当今世界大制药公司新药研究的主题仍是化学合成药物。(5)20世纪六七十年代,仪器分析(光谱、色谱)学科的逐渐形成,加快了化学合成药物开发的速度。进入21世纪,一批带有高级计算机仪器的发明,分离、分析手段的不断提高,特别是分析方法进一步的微量化等将使化学合成药物的质量更加提高,开发速度也会进一步加快。(6)药理学进一步分枝化为分子药理学、生化药理学、免疫药理学、受体药理学等,使化学合成药物的有效药理表现更加具有特异性。21世纪,化学合成药物会紧密地推动药理学科的发展,药理学的进展又会促进化学合成药物向更加具有专一性的方向发展,使其不但具有更好的药效,毒副作用也会更加减少。(7)利用计算机进行合理药物设计的新药研究和开发,展现出良好的发展前景。21世纪,酶、受体、蛋白的三维空间结构会一个一个地被阐明的,这给利用已阐明这些“生物靶点”进行合理药物设计,从而开发出新的化学合成药物奠定了坚实的基础。(8)防治心脑血管疾病、癌症、病毒及艾滋病、老年性疾病、免疫及遗传性等重要疾病的合成药物是21世纪重点需要开发的新药。(9)分子生物学技术的突飞猛进、人类基因组学的研究成就,将对临床用药产生重大影响,不但会有助于发现一类新型微量内源性物质,如活性蛋白、细胞因子等药物,也为化学合成药物研究特别是提供新的作用靶点奠定了重要的基础。
综上,药物的绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成,但真正发展还需对常规的有机合成进行不断的改革和创新。
目前,绿色合成的主要研究方向有4个,分别是:水合成、无溶剂合成、超临界流体技术以及离子液体,在医药合成工业上的应用前景非常的广泛。
一、离子液体的一般特性
离子液体属于液体或者熔融盐,其完全是由离子组成的。而我们平常所说的“室温离子液体”又被叫做“地位熔融盐”,其全部是由离子组成的化合物,一般在室温下呈液态的盐。室温离子液体”不易燃烧,当温度处于400摄氏度以下时,其形式比较稳定,以液体的形态呈现。此外,其是一种理想的“绿色溶剂”,不仅具有可设计性的特点,而且具有可循环使用的优势,因此是一种环境友好型溶剂。当被使用在一些合成工艺中时,其还具有催化的作用。和传统的溶剂相比,离子液体的特点是:(1)呈液态的温度范围大。许多离子液体当处于300℃的环境中时,依然保持液体状态。在同样的条件下时,水的液态温度会低于100℃。但是,此时的氨水仅仅只有40℃。对于一些温度太高,而且不能在有机溶剂中发生反应的来说,可以使用离子液体,将其看做是一种良好的介质。(2)由于离子液体基本上没有蒸汽压,因此在分离以及蒸馏的过程中,也不会因为蒸发而产生损失。(3)离子液体可以对以下物质进行溶解:无机化合物、有机化合物以及金属配合物。此外,和传统的溶剂相比,离子液体的溶解度比较高。另外,在对阳离子以及阴离子进行调节时,也会改变其他溶剂的溶解性。也就是说当产量相同时,反应容积需要比较小。(4)当离子液体中含有ALCL3时,会表现出强的Lewis,Franklin以及Bronsted酸性和超酸性。可以通过对ALCL3的用量进行调节,这样就可以达到对酸性高低的调节。举个例子,在[Bmim]Cl-Al-Cl3体系中,假如ALCL3的摩尔分数低于0.5时就会呈现出碱性,等于0.5时会呈现出中性,而超过0.5时就会呈现出酸性。其既具有Lewis的酸性,也具有Franklin的酸性,因此在对比之后,可以发现离子液体更能精确定,也更容易进行调配。(5)有的离子液体不能溶于有机溶剂,也不能溶于水,比如:甲苯、乙醚。因此,我们可以使用这种特性,来实现溶液两相催化反应,也就是说选择能溶解催化剂但是不和反应物以及产物混溶的离子液体。(6)离子液体可以对以下气体进行溶解:O2、H2以及CO。因此,可以将其看做催化加氢、羰基化、甲酰化等反应的溶剂,应用价值非常大。
二、离子液体的基本类型
离子液体一般是由无机阴离子以及有机阳离子组成,其中前者的体积比较小,而后者的体积相对比较大。对阴离子和阳离子的组合进行改变,那么就会形成不同的离子液体。离子液体中,我们比较常见的阳离子类型主要有以下4种:烷基季磷离子[PR
xH4-x]+,烷基季铵离子[NRxH4-x]+,N-烷基取代的吡啶离子以及1,3-二烷基取代的咪唑离子。阴离子主要包括对水非常敏感的氯铝酸根离子。另外一种阴离子组成的离子液体无论是在空气中还是在水中性质都很稳定,比如:SbF6-、CF3COO-,BF4-以及PF6-。
当以负离子的不同为依据对离子液体进行分类时,其可以被划分为非金属类以及金属类。金属类主要含有AlCl3或CuCl2-的卤化盐,此外负离子多用四氟硼酸根BF4-、六氟磷酸根PF6-,也包括TA-(三氟乙酸根CF3COO-)
新离子液体也是离子液体的一类,其发展基础是4[emim]BF4(熔点是12℃)。和含AlCl3离子液体不同,新离子液体的组成比较固定,有的品种对于空气和水都是稳定的。烷基取代的咪唑离子[R1R3im]+是其正离子的主要组成部分,比如:C4F9SO3-、CB11H12-。
三、在医药合成中的应用
(一)一些药物的合成
合成普拉多林及中间体。作为取代吲哚类医药的中间体,在对离子液体1-丁基-3-甲基醚唑六氟磷酸盐[Bmim]PF6进行使用时,可以合成普拉多林。反应过程分两步,第一步:在[Bmim]PF6中,2-甲基吲哚与N-吗啉-2-氯乙烷和N-烷基化反应,在此过程中没有烷基吲哚类副产物,质量收率是95%。第二步:在150℃而且没有铝盐存在的情况下,将[Bmim]PF6当做溶剂,进行Friedel-Crafts反应。在此之后,离子液体经水洗,在经过真空干燥之后就可以进行循环使用。
有的离子液体的构成成分是氯化锌和胆碱盐酸盐,因此可以把苯肼和酮羰基化合物作为原料,在缩合反应之后形成吲哚类化合物。易升华是吲哚类化合物的主要特点,而离子液体具有无挥发性,因此可以通过升华对产物和离子液体进行分离。
合成巴比妥酸衍生物。在室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼硫酸盐[Bmim]BF4存在下,使用室温研磨和微波辐射,芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸或经Knoevenagel缩合反应,制备了相应的5-亚芳基巴比妥酸,加入强极性离子液体,这时中间体碳负离子的稳定性就会得到增加,因此反应就速度就会加快。在经过2个小时的研磨后,收率在80%左右。而当功率是160W的微波辐射下,反应是20S,此时的收率在82%-98%之间。
合成磺胺/磺酰胺类。使用的离子液体具有芳醛基结构,将其作为固定相有机合成的载体,用来担载底物,这样就可以合成磺酰胺类药物替罗非班。
合成萘普生。萘普生可以被用来解热镇痛,其α位含有一个手性碳,药用为(S)-(+)-异构体。此外,也可以合成香豆素,合成氟罗沙星,产生缩醛(酮)化反应。
(二)医药合成技术上的应用
拆分技术和介质。由于我们可以在离子液体中获得对映选择性以及比较高的酶活性,所以可以将其看做拆分反应介质。此外,离子液体[Bmim]PF6具有极性和疏水性,因此是一种理想的介质,即作为药物萘普生甲酯不对称水解反应的介质。
结束语:
目前,可持续发展理念已经渗透到各个领域,化学领域也不例外。此外,随着绿色化学理念的提出,关于离子液体的研究以及应用越来越多。离子液体的应用非常广泛,比如:高分子、生物、化学、医药以及石油等,也取得了不错的成果。尤其是在医药工业方面,离子液体的应用前景非常广泛。笔者主要对离子液体在医药中间体合成中的应用进行了分析,只是抛砖引玉,有不足的地方还望同行指正。
参考文献
[1]任强,武进,张平.1-烯丙基,3-甲基咪唑室温离子液体的合成及对纤维素溶解性能的初步研究[J].高分子学报。2011(2).
中图分类号: V444 文献标识码: A 文章编号:
前言:中国水处理药剂是在20世纪70年代引进大化肥装置后才引起重视并逐步发展起来的,此后自行研制开发了一系列水处理剂。目前,中国水处理剂的品种主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂和有机絮凝剂等几大类。近几年,随着社会经济的发展,水污染现象日益严重,水资源短缺,水处理中对絮凝剂的需求越来越引起人们的重视。
1.絮凝剂在水处理中的应用前景
1.1我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一,为了满足生产和生活需要,节约用水、水污染的处理及回用显得尤为重要。物化法、生化法、膜分离技术、电渗析等处理方法先后应用在工业废水和生活污水的处理中,而絮凝剂的出现,以其絮凝沉降快、时间短、效果好等优点,在选矿、电镀、印染、造纸等许多领域的污水处理中显示了广阔的应用前景。
1.2目前广泛应用的絮凝剂有无机盐类物质,如铝盐、铁盐,处理效果不理想。聚合物处理效果虽良好,但用量大,对环境有二次污染。有机合成高分子类物质,如聚丙烯酰胺及其衍生物等,具有用量少、絮凝速度快的优点,但残留物不易被生物降解,且其单体有强烈的神经毒性和致癌、致畸、致突变效应,造成二次污染。与传统的絮凝剂相比较,微生物絮凝剂有以下的优点:表面积大,转化能力强,繁殖速度快,易变异,分布广等特点,来源广,高效,无毒,可消除二次污染,应用范围广泛,价格较低。
1.3微生物絮凝剂不仅高效、安全、对环境不产生二次污染,而且用量少、适用范围广、作用条件粗放,是传统絮凝剂的良好替代品。从目前国内外对微生物絮凝剂应用范围的研究看,它不仅可以替代传统絮凝剂用于给水处理,或者用于医药、食品加工和发酵等行业的固液分离,而且在高浓度难降解废水的除浊、除重金属、脱色和除油等方面也表现出相当的优势。在上述废水处理中,投加微生物絮凝剂相当于预处理工序,除去废水中相当一部分有机物、浊度、色度和油脂等,减轻后续处理单元的负荷,提高处理效率和能力。另外,在传统的活性污泥工艺系统运行中常常会出现污泥膨胀或污泥活性不高等现象,微生物絮凝剂可以很好地改善活性污泥的性能。
2.微生物絮凝剂在水处理中的应用
2.1不少工业废水在采用活性污泥处理过程中,形成的活性污泥容易发生膨胀,从而影响处理效率,若添加微生物絮凝剂,会取得良好效果。如甘草制药废水生化处理过程中形成的膨胀性污泥,当在其中添加NOC-1微生物絮凝剂后,污泥的SVI很快从290下降到50,消除了污泥的膨胀,恢复了活性污泥的沉降能力。
2.2现今的活性污泥法技术除去废水中的BOD并非难事,但对于脱色几乎还没有特效的方法,特别是对于那些可溶性色素很难处理,而采用微生物絮凝剂NOC-1,对墨水、糖蜜废水、造纸黑液、颜料废水进行的试验表明,处理后上清液变为无色透明。用NAT型微生物絮凝剂直接絮凝黑染料生产废水,其脱色率可达60%。
2.3我国城市污水处理厂常用活性污泥法工艺,其中絮凝剂在废水处理中具有很重要的作用,它可以用来降低原水的浊度、色度等感观指标,去除多种高分子有机物,某些重金属和放射性物质,它可以自成独立的处理系统,又可以与其它处理单元过程进行组合,作为预处理、中间处理和最终处理过程,而且还常用于污泥脱水前的浓缩过程,以改善污泥的脱水性能.经过絮凝剂无害处理后的水可以回用.当前国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求絮凝剂百万吨,因此研究絮凝剂具有很重要的意义.
3. 微生物絮凝剂在水处理中的处理效果及发展
3.1微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物,它是利用微生物技术,通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的,是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂.它主要由微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质,或是蛋白质和糖类参与形成的高分子化合物,能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。
3.2复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂,能克服使用单一絮凝剂的许多不足,适应范围广,对低浓度或高浓度水质、有色废水、多种工业废水都有良好的净水效果,脱污泥性好,pH使用范围大.然而复合在有机合成制备上手续复杂,成本较高,并有可能存在二次污染.目前还未见复合絮凝剂有工业化生产和使用的报道.污水或活性污泥中,有机固体颗粒带负电荷,无机固体颗粒带正电荷,混合固体颗粒呈电中性。
3.3制成的絮凝剂与无机、聚丙烯酰胺联用,可提高絮凝效果.带有PAM的聚合氯化铝、聚合氯化铁,为无机有机高分子聚合物,它们具有无机、有机的双重优点,又避免了两者的不足,还具有某些独特的优点,使净水效果得到高度发挥.无机离子使悬浮颗粒发生絮凝并沉淀,高分子有机阳离子的高度架桥又促进了絮凝吸附速度,故能达到快速净水的目的.江霜英等以天然高分子物质甲壳素制备壳聚糖,并用壳聚糖、聚合铝和三氯化铁制成了高效复合型絮凝剂CAF,其净水效果优于无机絮凝剂聚合铝和三氯化铁,成本更低.
结语:絮凝剂在废水处理中具有举足轻重的地位,它正向着高效、无毒、价廉、复合、多功能、适合工业化生产的方向发展.大力发展无机盐聚合物絮凝剂以替代无机盐絮凝剂,可以降低二次污染,同时也可以减少对设备的腐蚀程度.对微生物絮凝剂,目前的任务是:寻找价廉的培养基和控制絮凝剂发挥作用的最佳条件,对絮凝剂合成的条件及影响起絮凝活性的因素进行深入研究,以符合工业化生产要求.复合型絮凝剂以其高效价廉的优势必将迅速发展,简化有机合成制备过程,降低生产成本,尽可能减少可能存在的二次污染问题.
参考文献:
[1]田玲,王九思,李玉金;水处理絮凝剂的絮凝原理及其研究进展[J];甘肃教育学院学报(自然科学版);2004
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).
对叔丁基苯甲酸甲酯是重要的化工和医药产品合成的中间体及有机合成的中间体,同时对叔丁基苯甲酸甲酯也是合成化合物紫外线吸收剂的重要中间体。对叔丁基苯甲酸甲酯的市场年需求量非常大,它被广泛应用于医药化工合成、香精、各种化妆品等产品。是一种重要的有机合成中间体,因此,研究对叔丁基苯甲酸甲酯的合成有着重要的意义。
到现在为止,国内外对对叔丁基苯甲酸甲酯的合成研究的文献较少,一般采用的经典方法是采用无机酸(如浓硫酸、无水氯化氢等)作为催化剂,直接催化酯化反应,合成对叔丁基苯甲酸甲酯。这种方法虽然转化率高,但是也存在着一些问题,如:反应过程中有机物容易碳化和失水,反应后的产物含有无机酸,需要中和等处理才能将产物提纯,使用无机酸还会造成生产设备的腐蚀,缩短设备的使用寿命。
本文研究了以无水三氯化铁为催化剂合成对叔丁基苯甲酸甲酯。该催化剂能更好的融入有机相,促进反应向酯化反应进行,是酯化反应的转化率更高,效果更好,操作也比使用无机酸简单,条件容易控制。无水三氯化铁不易发生碳化等副反应,后处理也比较简单,产物纯度较高,对设备的腐蚀也相对较小,因此,具有较好的工业应用前景。
1 实验部分
1.1 实验材料
实验试剂、药品:对叔丁基苯甲酸,无水三氯化铁,无水甲醇,无水MgSO4均为分析纯
实验仪器:WZS-1型阿贝尔折射仪
1.2 实验原理
对叔丁基苯甲酸与甲醇经过三氯化铁催化使酯化反应转化率更高,其原理一般认为是因为三价铁离子的外层轨道与含氧化合物络合,使反应向正向进行,从而起到催化的作用。
1.3 对叔丁基苯甲酸甲酯的合成
向装有温度计、回流冷凝管装置和分水器的250ml三颈瓶中依次加入对叔丁基苯甲酸,过量的无水甲醇,另外加入适量的无水苯。用玻璃棒搅拌均匀,再加入无水三氯化铁催化剂,搅拌均匀。取样测定溶液的酸值。加温到回流冷凝装置的回流温度,分水一定时间,冷却处理,再取样测定溶液的酸值,计算酯化率。在等待实验结束的过程中应注意回流冷凝装置的气密性,在三颈瓶的瓶颈处裹上纱布或者棉絮,防止甲醇和苯的挥发,同时注意冷凝回流装置安装的顺序。
结束后取下回流冷凝装置,装上蒸馏装置使过量的甲醇和加入的苯蒸出,残余的甲醇和苯用减压方法蒸出。三颈瓶中的剩余物质用纯净水洗涤3-4次,使用无水MgSO4作为干燥剂干燥残留物质,过夜处理。隔日过滤除去干燥剂,用减压蒸馏法蒸馏,收集在122-124℃/9mmHg范围内的馏分。
1.4 酯化率的测定
在实验中,反应酯化的程度可以用酯化率表示,按照GB1668-81规定的方法测定,计算方式如下:酯化率为反应前溶液的酸值减去反应后溶液的酸值,再除以反应前溶液的酸值,乘以100%,即得出酯化率。
2 结果与讨论
2.1 最佳反应时间的确定
固定催化剂无水三氯化铁的用量,对叔丁基苯甲酸和甲醇的用量,改变反应时间,作几组对照试验,观察在不同反应时间下酯化反应的酯化率,结果见表1。
由表1可知,随着反应时间的进行,反应时间越长转化效率越高,在达到4小时时到达最高酯化率,超过4小时后随着反应时间的继续增加,酯化率会逐渐降低,并且随着反应时间的增加,反应的副产物会增加,影响到产物的纯度,对提纯带来困难。因此可以看出,在4小时左右的反应时间是有利于工业生产的,符合经济利益的要求。
2.2 最佳醇酸比例的的确定
设置固定的反应时间为4小时,催化剂无水三氯化铁的用量固定,对叔丁基苯甲酸用量固定,由于对叔丁基苯甲酸的经济价格较高,因此选取价格相对较低的甲醇作为变量来进行试验,符合经济效益的要求。改变甲醇的用量,从而改变了醇和酸的比例,仍然作几组对照试验,找出最佳醇酸的比例,结果见表2。
由表2可以得出,甲醇和对叔丁基苯甲酸的比例在甲醇的比例越来越大时,酯化率也越来越高,在甲醇和对叔丁基苯甲酸的比例达到6:1时达到最大酯化率,随着甲醇比例的继续增加,甲醇和对叔丁基苯甲酸的比例对酯化率的影响变化不大。酯化反应是一个可逆的化学反应,甲醇在本试验中既是反应物也是对叔丁基苯甲酸的溶剂,在反应中甲醇量少的时候反应达到一定程度时达到平衡状态,对叔丁基苯甲酸反应不完全,造成药品的浪费,损害经济利益,提高反应时甲醇的量可以充分消耗对叔丁基苯甲酸,使反应向酯化反应的方向进行,酯化率提高。但是在甲醇的量增加到一定程度时,甲醇的量过多反而对反应的酯化率增加效果不大,还造成了甲醇的浪费,不符合经济学原则。因此,反应的最佳醇酸比例选择6:1最好。
2.3 最佳催化剂用量的确定
固定反应时间为4小时,醇酸比例为6:1,改变催化剂无水三氯化铁的用量,作几组对照试验,结果见表3。
从表3可以得到,催化剂无水三氯化铁的用量逐渐增加时,酯化反应的酯化率随着逐渐增高,当催化剂的用量增加到0.022mol时,反应的酯化率达到最大值,催化剂的用量超过该值时,酯化率并没有明显的增高反而有所下降,因此,催化剂无水三氯化铁的用量在0.022mol时最佳。
3 产品分析
反应得到的产品为无色油状液体,经过WZS-1型阿贝尔折射仪测定,产品的折光率1.5110,产品沸点为122-124℃(9mmHg),与文献值符合,实验结果正确。
4 结论
在合成对叔丁基苯甲酸甲酯时,无水三氯化铁与无机酸相比具有催化效率高、实验残留处理简单、对设备腐蚀程度低等优点,减少了对环境的污染,有利于环境的保护,对工业合成对叔丁基苯甲酸甲酯有着更好的作用。
以无水三氯化铁作为催化剂,以对叔丁基苯甲酸和甲醇为原料通过酯化反应合成对叔丁基苯甲酸甲酯。经过实验测定,反映最佳条件为:反应时间为4小时,反应温度为回流温度,催化剂用量为对叔丁基苯甲酸质量的9.0%,醇酸摩尔比例为6:1时,酯化率最高,可达到93%。