有机化学论文 2.docx

有机化学论文 2.docx

《有机化学论文 2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学论文 2.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

有机化学论文2

有机化学论文

姓名:

袁本铭

学号;1202011032

班级:

12级生工一班

老师:

李少波

摘要:

本文主要说一些时下比较关心的话题,比如:

两相厌氧工艺处理化学合成类制药废水试验研究,浅谈高分子的发展及应用,汞污染问题,对氯甲苯合成的改进及各因素影响,含4-氨基安替比林的配合物的合成表征及其性质研究.

两相厌氧工艺处理化学合成类制药废水试验研究

制药工业属于精细化工,是国家环保规划要重点治理的12个行业之一。

根据制药产品的种类、生产工艺过程及排污特点,可将制药生产企业分为6大类,其中化学合成类制药废水是制药工业废水中较难处理的废水.

对于化学合成类制药废水来说,其可生化性较差,采用其他工艺处理效果较差。

所以本实验采用两相厌氧工艺来处理这种高浓度难降解的废水。

两相厌氧工艺是20世纪70年代Ghosh和Poland根据厌氧微生物代谢机理和微生物种群生态学的研究所提出的。

该方法将产酸菌和产甲烷菌分别置于两个反应器中,以便更好地控制反应条件最大程度地发挥产酸菌、产甲烷菌的活性,提高出水效果。

与单相厌氧消化工艺相比,两相厌氧工艺更适用于有机物和悬浮物浓度高、含有毒有害物质及难降解物质的废水,而且处理效果也明显优于单相厌氧消化反应器.两相厌氧工艺不但可以提高废水的可生化性,而且可以大幅度的降低废水浓度,减轻后续处理负荷,是该种废水的理想选择。

化学合成类制药废水有机污染物浓度高（COD=17883mg/L）,固体悬浮物SS浓度高（612mg/L）,色度高（1310）,成分复杂,BOD5/COD=0.29,属于难处理的高浓度有机废水。

采用国家标准方法对COD、SS、VSS、pH等指标进行检测;挥发性脂肪酸（Volatilefattyacids,VFA）利用GC112型气相色谱仪（氢火焰检测器）进行分析,气相色谱分析条件:

色谱配置2m×φ5mm不锈钢螺旋柱,内装2%H3PO4处理过的GDX-103担体（60～80目）,载气为氮气,气体流量37ml/min,柱箱温度190℃,进样器温度220℃,离子室温度220℃,进样量2μl。

测定前样品预处理:

水样经离心或用普通定性滤纸过滤后,取5ml,同时加入6mol/LHCl一滴。

产酸相反应器经过启动和进一步调试,SS为40～50g/L,温度稳定在35℃左右,水力停留时间（HRT）为12h。

在稳定运行阶段,进水COD基本稳定在14000～20000mg/L之间。

如图2所示,产酸相反应器COD去除率为32%～52%,容积负荷达到30～42kgCOD/（m3·d）,有时甚至更高,出水COD为9328～11660mg/L。

此时处理效果稳定。

产酸相对有机物的去除率并不是衡量其处理效能的唯一标准,它更重要的作用在于:

①为产甲烷相提供最佳底物种类组成;②具有较高的有机底物转化率和产酸（醇）率;③提高废水的可生化性。

从图3中可以看出,经过产酸相后乙酸的平均含量从241mg/L提高到873mg/L;乙醇的平均含量从358mg/L提高到767mg/L;丙酸的平均含量从63mg/L提高到174mg/L;原水中丁酸含量为68mg/L,酸化后其值提高了4～6倍,为174mg/L;原水中几乎没有戊酸,但经过产酸反应罐后产生了戊酸平均含量为150mg/L。

挥发酸含量从3.65%提高到23.09%,可生化性得到了大大提高。

pH值是废水厌氧处理最重要的影响因素之一。

厌氧处理中,水解菌与产酸菌对pH有较大范围的适应性,大多数这类细菌可以在pH为5.0～8.5的范围生长良好,一些产酸菌在小于5.0时仍可生长。

由上所述可知产酸相微生物在不同的运行条件（温度、pH值、Eh等）下,由不同的微生物群在竞争中占据优势地位,从而表现出不同的发酵类型。

也就是说不同的发酵微生物落群,对相同的生态因子,其耐性限度存在着差异。

对pH值影响最大的因素是酸的形成,特别是乙酸的形成。

如果反应区混合良好的话,其反应区的pH值与出水pH值应基本趋于一致。

图4为产酸反应罐进出水pH值的比较,原水pH值波动范围比较大,在4～6之间。

人为地对pH值进行调控,使它在6.5～5.5之间。

产酸相稳定运行时pH值为4.8～5.2,为产酸菌生长提供了有力条件。

浅谈高分子的发展及应用

在经济迅速发展的今天，人类的生产生活已经越来越离不开新型材料的帮助，无机化学便在这其中发挥着巨大的作用。

说道无机化学的历史，这恐怕要追溯到一千年以前在中国古代的四大发明中，造纸术可以说是祖先为人类打开无机化学之门的一把钥匙,在这其中我们可以感受到古人高明的智慧，第一批纸的诞生其实源自一些很常见的材料，例如竹子、破渔网、树皮......一些简单的原料经过水煮、火焠、加压、烘干等工序，便生产出一张完整的纸。

其实首先引出造纸术的目的是为了介绍一种生活中很常见的高分子化合物—纤维素。

自古至今，人类利用纤维素的历史已有几千年，直到18世纪30年代半合成高分子材料诞生，人类才渐渐的脱离自然纤维材料有限的束缚，在这一时期，全世界涌现出了大量的化学学家，他们不断探索积累，为后来的科学发展奠定了坚实的基础，随着19世纪火化橡胶与赛璐珞的诞生，人类又向高分子的研究迈进一步，20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。

那就是人工合成高分子材料的问世,其而得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。

（1）新型高热传导率生物塑料，　这种生物塑料除导热性能好外，还具有质量轻、易成型、对环境污染小等优点，可用于生产轻薄型的电脑、手机等电子产品的外框。

（2）可变色塑料薄膜，这种薄膜把天然光学效果和人造光学效果结合在一起，实际上是让物体精确改变颜色的一种新途径。

（3）塑料血液，英国设菲尔德大学的研究人员开发出一种人造“塑料血”，外形就像浓稠的糨糊，只要将其溶于水后就可以给病人输血，可作为急救过程中的血液替代品。

（4）新型防弹塑料，这种新型材料受到子弹冲击后，虽然暂时也会变形，但很快就会恢复原状并可继续使用。

此外，这种新材料可以将子弹的冲击力平均分配，从而减少对人体的伤害。

（5）可降低汽车噪音的塑料，该种材料主要应用于车身和轮舱衬垫，产生一个屏障层，能吸收汽车车厢内的声音并且减少噪音，减少幅度为25%~30%。

纤维在环保上也是好帮手。

聚乳酸作为可完全生物降解性塑料，越来越受到人们重视。

可将聚乳酸制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。

纤维在医药方面的应用已非常广泛。

甲壳素纤维做成医用纺织品，具有抑菌除臭、消炎止痒、保湿防燥、护理肌肤等功能，因此可以制成各种止血棉、绷带和纱布，废弃后还会自然降解，不污染环境；聚丙烯酰胺类水凝胶可能控制药物释放；聚乳酸或者脱乙酰甲壳素纤维制成的外科缝合线，在伤口愈合后自动降解并吸收，病人就不用再动手术拆线了。

　　　在物理方面，高分子科学产生出了一种新的材料——高分子电导材料。

高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点，不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品，而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。

高分子材料长期以来被作为优良的电绝缘体，直至1977年，日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质，电导率达到10S/m。

这是第一个导电的高分子材料。

以后，相继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺、聚噻吩等能导电的高分子材料。

汞污染问题

人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。

据估计，1970～1979年全世界由于人类活动直接向水体排放汞的总量约1．6万吨；排向大气的总汞量达10万吨左右；排入土壤总汞约为10万吨，而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。

由于天然本底情况下汞在大气、土壤和水体中均有分布，所以汞的迁移转化也在陆、水、空之间发生。

大气中气态和颗粒态的汞随风飘散，一部分通过湿沉降或干沉降落到地面或水体中。

土壤中的汞可挥发进入大气，也可被降水冲淋进入地面水和渗透入地下水中。

地面水中的汞一部分由于挥发而进入大气，大部分则沉淀进入底泥。

底泥中的汞，不论呈何种形态，都会直接或间接地在微生物的作用下转化为甲基汞或二甲基汞。

二甲基汞在酸性条件可以分解为甲基汞。

甲基汞可溶于水，因此又从底泥回到水中。

水生生物摄入的甲基汞，可以在体内积累，并通过食物链不断富集。

受汞污染水体中的鱼，体内甲基汞浓度可比水中高上万倍，危及鱼类并通过食物链危害人体。

健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。

　金属汞蒸汽有高度的扩散性和较大的脂溶性，侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并经血液运至全身。

血液中的金属汞，可通过血脑屏障进入脑组织，然后在脑组织中被氧化成汞离子。

由于汞离子较难通过血脑屏障返回血液，因而逐渐蓄积在脑组织中，损害脑组织。

在其他组织中的金属汞,也可能被氧化成离子状态,并转移到肾中蓄积起来。

金属汞慢性中毒的临床表现，主要是神经性症状，有头痛、头晕、肢体麻木和疼痛、肌肉震颤、运动失调等。

大量吸入汞蒸汽会出现急性汞中毒，其症候为肝炎、肾炎、蛋白尿、血尿和尿毒症等。

急性中毒常见于生产环境，一般生活环境则很少见。

金属汞被消化道吸收的数量甚微。

通过食物和饮水摄入的金属汞，一般不会引起中毒。

汞在工业上应用很广，造成的污染较严重,对人类健康影响很大,故对含汞废水必须进行净化处理,符合规定方可排放。

另外,对鱼体和底泥的甲基汞应定期检查。

中国《工业企业设计卫生标准》规定,居住区大气中汞的日平均最高容许浓度为0.0003毫克/米;地面水中汞的最高容许浓度为0.001毫克/升。

中国《生活饮用水卫生标准》规定,汞浓度不得超过0.001毫克/升。

中国《工业“三废”排放试行标准》规定，汞及其无机化合物最高容许排放浓度为0.05毫克/升（按Hg计）。

对慢性无机和有机汞中毒者皆可用巯基络合剂进行驱汞治疗，但对有机汞中毒的疗效远不及无机汞中毒。

[1]2009年2月在肯尼亚首都内罗毕举行的联合国环境规划署部长级会议上140个国家确定于2010年开始起草一份关于防止汞污染的具有法律约束力的国际文书其中包括全球范围内汞的安全储存，减少汞供应，减少产品中汞含量等内容，并计划在2013年2月前完成。

2010年6月千叶会议全球各国代表就文书进行讨论，讨论关键问题包括：

如何解决主要来自工业，尤其是燃煤发电厂的汞排放;如何鼓励淘汰医疗器械等产品中的汞；让小规模的金矿停止使用汞法炼金等。

对氯甲苯合成的改进及各因素影响

对氯甲苯是农药、医药、染料和其它精细有机化工产品的重要原料和中间体。

通过对氯甲苯侧链上的氯化、氧化、氨氧化和环上的氯化、硝化、磺化、Friedel-Crafts反应、氯甲基化等反应,可以衍生出一系列的重要精细化工中间体,通过这些中间体可以开发出100多种农药、医药、染料产品。

如农药杀草丹、多效唑、氟乐灵、拟除草菊酯类杀虫剂;医药消炎痛;染水染染色基等。

以天然沸石为主催化剂,B为助催化剂,反应温度30℃,催化剂与助催化剂比率为20∶1,改变催化剂的用量,按1.12的方法进行实验。

甲苯转化率达99.5%以上,随催化剂用量的增加,生成物中对氯甲苯在一氯甲苯中含量提高,一氯甲苯中邻位和对位的比例下降,当催化剂用量达到0.8%时,生成物中对氯甲苯在一氯甲苯中含量不再增加,邻对比不再下降,这时再增加催剂的用量,产物中二氯化物生成量增多,氯化收率降低。

因此，适宜催化剂量选用0.8%。

以天然沸石为主催化剂,B为助催化剂,催化剂用量选用0.8%,催化剂与助催化率为20∶1,改变反应温度,按1.12的方法进行实验。

反应温度在10～40℃时,邻对比值变化较小,但反应温度太低,反应速度太慢;温度太高时,反应生成的二氯化物增多,一氯甲苯的收率下降。

因此,适宜温度选择30～40℃。

（1）氯气流量实验过程中发现,若原料Cl2流量过大,则会造成Cl2分布不均匀,出现局部Cl2过浓现象,导致苯环上多氯取代,甲基上氯取代、甲基上多氯取代等副反应的发生,一氯甲苯的收率降低,不利于在整体反应产物中对氯甲苯含量的提高。

减小Cl2流量,不但减少了副反应的发生,提高了一氯甲苯的收率,而且可提高一氯甲苯中对位选择性。

（2）惰性气体的影响反应过程中,添加了惰性气体N2作为原料气Cl2的稀释剂,目的是使Cl2更快、更均匀地分散,这将有利于避免副产物生成,同时也有利于反应生成的HCl移出,而且还起到了维持氯甲苯中对位选择性的作用。

含4-氨基安替比林的配合物的合成表征及其性质研究

4-氨基安替比林（4-Aminoantipyrine）,化学名为4-氨基-2,3-二甲基-1-苯基-5-吡唑啉酮（4-Amino-2,3-dimethyl-1-phenyl-5-pyrazolone）,分子式C11H13N3O,分子量：

203.24其为生产安乃近、氨基比林、安乃近镁盐等药品的主要中间体。

物理性质及其应用：

在外观上呈淡黄色结晶。

相对密度：

1.207g/cm3，熔点105―110℃。

水溶性：

CA.500G/L（20℃），溶于水、苯和乙醇，微溶于乙醚。

常用于医药安乃近的中间体。

用作药物安乃近的中间体。

用于检定醇与胺类，测大气及水中酚类化合物。

4-氨基安替吡啉的储存方法是在氩气密封的情况下放在阴凉干燥避光处。

4-氨基安替比林的制备

氨基安替比林经亚硝酸钠亚硝化，经亚硫酸氢铵与亚硫酸铵还原，经硫酸水解，最后用液氨中和，得到4-氨基安替比林。

工艺过程如下：

安替比林与50%硫酸配成溶液，其中含安替比林38%-40%、含硫酸11%-12%。

将此溶液与亚硝酸钠溶液同时流入亚硝化反应器，控制两者的流量，控制反应温度45-50℃，搅拌下反应，并用碘粉淀粉试纸测反应终点以调节水流量。

亚硝化生成的亚硝基安替比林立即流入还原罐，与罐内配好的还原剂亚硫酸氢铵与亚硫酸铵的水溶液反应。

取样测pH值及还原度，pH值在5.4-5.8之间，还原度约为15（即1ml还原液消耗0.1N碘液的毫升数）。

还原结束后，pH值调节至5.8-6.0，还原度为5左右。

升温至100℃，水解3h。

降温至80℃，用液氨中和至pH7-7.5，静置分层。

分去废水，得4-氨基安替比林油（含量80%以上）。

将其压入结晶罐，搅拌、冷却结晶、过滤，得4-安替比林。

收率96%。

2·1　4-氨基安替比林双席夫碱的合成通常在席夫碱的合成中多以乙醇为溶剂,但由于双醛化合物在乙醇中溶解度相对较小,给席夫碱的合成会造成较大麻烦。

因此,我们采用CH2Cl2为溶剂,将双醛化合物3缓慢滴加入含有4-氨基安替比林的CH2Cl2溶液中,以保证在反应过程中4-氨基安替比林的浓度始终过量。

实验结果表明:

无论在室温或回流条件下,反应产物中均有单和双缩4-氨基安替比林席夫碱存在,即使4-氨基安替比林过量3~4倍,延长反应时间,仍有单缩产物生成。

同时,产品中若含有双醛化合物3,在重结晶过程中是难以除去的。

因此,我们采用投料物质的量为n（4-氨基安替比林）∶n（双醛）=2·4∶1,在此比例下可保证双醛能顺利反应完全,同时不致于引入过多的4-氨基安替比林,通

过混合溶剂重结晶可以较方便的纯化产品。