随着我国经济的快速发展,也推动了我国化学事业的进步,出现了数不胜数的非金属有机催化剂,使各行各业的化学实验操作提高了水平。化学反应过程较为复杂,很多因素都会对其具有较大的影响,不利于实现化学反应的稳定性,而在化学实验中应用非金属有机催化剂,可以保证化学实验的顺利进行,得到满意的实验效果。为此本文探讨了非金属有机催化剂的内涵及其具体应用。
在当前工业生产中,化学反应离不开催化剂的支持,而且只有具备催化剂才能保证一些化工产品的正常生产,因此催化剂在化学反应中的作用不可替代。非金属有机催化剂属于大量催化剂中的一个分支,有力支持着化学反应的正常进行,同时也具备较大的发展潜力。非金属有机催化剂是有机化合物的一种,它不同于金属有机催化剂,虽然二种催化剂在化学反应中有着一些相同的特点,但非金属有机催化剂不具备金属离子配位的特点,同时分子量也不高。在一些催化剂当中,发挥催化导向作用的物质通常是质子酸,如笨磺酸类有机催化剂等,而非金属有机催化剂中起催化导向作用的物质主要是分子中的P、N等富电子中心,通过化学键的参与,分子结合相应反应物生成活化中间体,利用自身结构要素影响产物的特点。
在实际应用过程中,存在着多个种类的有机非金属催化剂,如有机磷类、有机胺类、手性醇类质子催化剂等。在应用过程中,虽然非金属有机催化剂具有与众不同的特点,但也可以结合其它类别的催化剂共同使用,主要有生物有机催化剂与金属有机催化剂等,因此在使用非金属有机催化剂过程中,要求操作人员首先明确不同催化剂的特点,才能做到合理使用,才能保证化学反应的正常进行。如叔膦虽然是非金属有机催化剂,但也具有某些金属催化剂的特点,有的非金属有机催化剂具有明显的生物特点,可以产生一定的生物酶。在实际应用过程中,很多非金属有机催化剂都可以在反应中起到催化作用,表现为明显的催化活性,常常在不对称合成的实验中应用,可以收到较好的效果。非金属有机催化剂具有较高的安全性,同时购买成本低,稳定性强,不具有较高的毒性,因此在实际生产中得到了人们的普遍认可,其重要性不言而喻。
使分子结构产生新的排列就是重新排列分子中的碳骨架,从而使其结构发生改变,主要采用的方法就是将原子中的取代基转移到另一个原子当中,在非金属有机催化剂的使用过程中,反应原理与此相同。催化反应具有较高的速度,同时也易于操作,在应用时可以应用于生成中间体反应当中。
环加成反应就是将二个共轭体系中的分子形成一个环状分子,是二个小分子在反应中产生一个大的环状分子。就是利用丁二烯酸酯和贫电子烯烃在非金属有机催化剂的参与下发生化学反应从而生成环戊烯,也可以将非金属有机催化剂添加在十二烯酸甲酯和芳环发生环加成反应当中,从而生成相应的环加成产物;再有,环加成反应还包括不对称的环加成反应、Diels-Alder反应等。
缩合反应指的是在催化剂的参与下,多个有机分子形成一个大分子,而失去的分子通常都是那些较小的分子,如水分子或一些结构不复杂的分子。在有机化学反应中,缩合反应主要有羟醛缩合反应,也就是烯胺上的氮原子和羧基上的氧原子、醛羰基上的氧原子共同拥有一个相同的氢原子产生的缩合反应,还有米希尔加成与罗宾森环化反应等。
共轭加成反应指的是处于共轭体系中二旁或中间的原子利用加成产生共轭加成反应体。共轭加成主要有硫醇的共轭加成与多氮化合物的共轭加成二种。主要就是利用非金属有机催化剂,处于共轭体系中的二个原子出现加成反应从而生成一种新的物质,有着较高的对映选择性,所以可以收到较好的反应效果。
氢氰化反应就是利用非金属催化剂,使醛和氰化氢发生反应生成手性氰醇,是一种有着重要作用的反应中间体。在过去较长时期内,都是使用氰酶催化生成手性氰醇,随着非金属有机催化剂的出现与应用,可以实现反应的高转化率与高对映性,所以可以用于批量生产手性氰醇。再就是亚胺的氢氰化,反应原理等同于手性氰醇的生成。
烷基化反应就是利用烷基代替有机化合物中的碳氮氧中的氢原子,产生一种新型烷基化产生的过程,主要有不饱和双键烯丙基化等各种类型的烷基化反应。
总之,在大量的化学反应中,非金属有机催化剂发挥着不可低估的作用,可以创造良好的化学反应环境,可以保证各个原子加成与缩合的对映性,可以保证化学反应的顺利进行,同时各个类型的非金属有机催化剂易于得到、成本较低,有较广阔的推广应用前景。我国当前研发的非金属有机催化剂应用的化学反应范围较小,还需加大研发力度,以大力促进我国化学催化剂领域的技术进步。
摘要：在化学反应过程中,普遍应用非金属有机催化剂,不但可以使化学反应正常进行,而且可以加快化学反应速度,因此将非金属有机催化剂应用于有机化学反应中有着非常重要的现实意义。本文主要论述了在有机化学反应中如何应用非金属有机催化剂,希望对化学行业有所帮助。
关键词：非金属有机催化剂,化学反应,应用
[1] 罗伟宏.非金属有机催化剂及其在有机化学反应中的应用探讨[J].辽宁化工.2016,(07).
[1] 王尚.非金属有机催化剂及其在有机化学反应中的应用[J].祖国.2016,(21).
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