谈有机化学与药学教学论文

有机化学的发展简史“有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述，认识了一些有机化合物的性质。法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆满地解释了这种异构现象。他们认为：分子是个三维实体，碳的四个价键在空间是对称的，分别指向一个正四面体的四个顶点，碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时，就产生一对异构体，它们互为实物和镜像，或左手和右手的手性关系，这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说，是有机化学中立体化学的基础。1900年第一个自由基，三苯甲基自由基被发现，这是个长寿命的自由基。不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。在这个时期，有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念，价键的本质尚未解决。现代有机化学时期 在物理学家发现电子，并阐明原子结构的基础上，美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论。他们认为：各原子外层电子的相互作用是使各原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如从—个原了转移到另一个原子，则形成离子键；两个原子如果共用外层电子，则形成共价键。通过电子的转移或共用，使相互作用的原子的外层电子都获得惰性气体的电子构型。这样，价键的图象表示法中用来表示价键的短划“—”，实际上是两个原子共用的一对电子。1927年以后，海特勒和伦敦等用量子力学，处理分子结构问题，建立了价键理论，为化学键提出了一个数学模型。后来马利肯用分子轨道理论处理分子结构，其结果与价键的电子理论所得的大体一致，由于计算简便，解决了许多当时不能回答的问题。

下面这个是我写的一个化学制药工业与绿色化学摘要 化学制药工业的生产不可避免的制造了工业垃圾，但滞步不前不是解决问题的办法，应从生产工艺入手，消除或减少污染物的排放，综合利用必须排放的污染物，从而实现制药工业的生态循环和环境友善及清洁生产的绿色结果。本文综述了化学制药工业中绿色环保的生产模式。关键词 化学制药工业、绿色化学、生产模式一、引言当今，可持续发展观是世人普遍认同的科学发展观。它强调人口、经济、会会、环境和资源的协调发展，既要发展经济，又要保护自然资源和环境，使子孙后代能永续发展理论。绿色制药以研究和发展无害化清洁工艺为首要条件，通过发展高效、合理、无污染利用资源 的绿色化学新原理，推行清洁生产。以环境和谐、发展经济为目标，创造出环境友好的先进生产工艺技术，实现制药工业的“生态”循环和“环境友善”及清洁生产的“绿色”结果[1]。化学制药工业属技术密集型的精细化学工业的一个主要门类[2]。绿色化学是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生，它是一门从源头上阻止污染的化学。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展[3]，它既可以从根本上保护环境，又可以进一步促进化学制药工业发展，因此化学制药工业的出路就在于大力开发和应用基于绿色化学生产原理和发展起来的绿色化学化工技术。二、绿色化学制药工业生产模式设计无污染的绿色生产工艺是消除环境污染的根本措施传统工艺中，人们为了追求效益、利润，往往忽视了环境的重要性，当生态圈一次又一次的向人们敲响警钟时，人们才意识到以破坏环境为代价从而获得收益的方式不可取。绿色化学不仅保护了环境，塑造了良好的化学形象，而且也会给企业带来巨大的经济效益。据估计，美国每年因执行环境保护法律的规定，工业界要花费10亿至15亿美元。如果能把环保方面的费用用在研究绿色生产工艺，无疑对企业的发展十分有利[4]。例如传统的合成苯甲醛路线是以甲苯为原料通过亚苄基二氨水解而得。该工艺路线不仅要产生大量需治理的废水，而且由于有伴随光和热的大量氨气参与反应，对周围的环境将造成严重污染[5]。间接电氧化法制苯甲醛是一条绿色生产工艺，其基本原理是在电解槽中将Mn2+电解氧化成Mn3+，然后将Mn3+与甲苯再槽外梵音其中定向生辰甲苯醛，同时Mn3+被还原成Mn2+.经油水分离后，水相返回电解槽电解氧化，油相经径流分出苯甲醛后返回反应器[6]。这条工艺中油相和水相分别构成闭路循环，整个工艺过程无污染物排放。综合利用必须排放的污染物，化害为利追求绿色化学并不是指生产过程中不产生污染物，对待污染物，应该尽可能的回收利用。绝大部分的化工生产废料其实还蕴含着生产原料，污染物本身就是放错了位置的资源。近年来再制药行业的污染治理中，资源综合利用的成功例子很多。例如，氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯，是重要的污染物之一，将其制成杀草胺，就是一种优良的除草剂[7]。有如，对氯苯酚是指被降血脂药氯贝丁酯的主要原料，其生产过程中的副产物邻氯苯酚是重要的污染物之一，将其制成2，6-二氯苯酚可用作解热镇痛药双氯苯酚钠的原料[8]。对必须排出的污染物进行无害化处理采用绿色化学工艺的同时，仍有一些不符合现行排放标准的污染物，因此，必须采取科学的处理方法，对必须排出的污染物进行无害化处理。主要就是工业三废--废水、废气、废渣的处理。废水的处理废水处理的实质就是利用各种技术手段，将废水中的污染物分离出来，从而使废水得到净化。废水的处理技术按作用原理一般可分为物理法、化学法、生物法。物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出来，在分离过程中不改变其化学性质；化学法是利用化学反应原理来分离回收废水中各种形态的污染物，如中和、凝聚、氧化、还原等，化学法常用于有毒有害废水的处理，使废水达不到影响生物处理的条件，例如，含锰废水经一系列化学处理后可制成硫酸锰或高纯度碳酸锰[9]；生物法是利用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化成为稳定无害的物质。废气的处理按所含主要污染物的性质不同，化学制药厂排出的废气可分为三类，即含尘废气、含无机污染物废气和含有机污染物废气。处理含尘废气是将气固两相混合物分离，利用粉尘质量较大的特点，通过外力作用将其分离，如常见的袋式除尘器[10]所应用的过滤除尘法即是含尘废气的处理；处理含无机或有机污染物的废气要根据所含污染物的物理性质和化学性质，通过冷凝、吸收、西服、燃烧、碎花等方法进行无害化处理。废渣的处理对废渣的处理方法主要有化学法、焚烧法、热解法和填埋法。化学法是利用废渣中所含污染物的化学性质，通过化学反应将其转化成稳定安全的物质；焚烧法是使被处理的废渣于过量空气在焚烧炉内氧化燃烧，从而使污染物在高温下氧化分解而被破坏；热解法是在无养活缺氧的高温条件下，使废渣中的大分子有机物裂解成可燃的小分子燃料气体、油和固态碳等。填埋发是将一时无法利用、又无特殊危害的废渣埋入土中，利用微生物的长期分解作用使其中的有害物质降解。三、结束语随着人们对环境的日渐重视，绿色生产技术已成为当今制药工业的发展方向，当今化学制药工业中很多绿色生产技术已被广泛应用，如催化技术、有机电合成技术、模版合成技术、磁化学技术、组合化学技术、固相合成法、液相合成法、微波技术、超临界流体技术、超声技术、膜技术等。人们在经历了环境与经济的双收益后，更多的目光和精力被投入到这项技术的发展，随着科技的进步，绿色生产技术必将进一步发展和优化。参考文献[1] 张衍. 绿色制药技术. 北京：化学工业出版社，2006，2～3[2] 陈利群. 绿色化学与制药研发和生产的可持续性. 中国药业,2009，18，（6）[3] 茅明安. 迅速发展的中国化学制药工业[J]. 精细与专用化学品1995,(Z1)[4] 朱文祥. 绿色化学挑战传统化学. 农药市场信息2000，9[5] 魏文德. 有机化工原料大全. 北京：化学工业出版社，1990，657～663[6] 朱晨燕，朱宪. 苯甲醛绿色生产新工艺. 高校化学工程学报，2000，14（5）：448～452[7] 宋小平，韩长日，舒火明. 农药制造技术. 北京：科学技术文献出版社，2001，192～195[8] 王志祥，骆培成，张志炳. 邻氯苯酚制备2，6-二氯苯酚的工艺条件研究. 精细石油化工，2001，18（4）：5～7[9] 吴金山，王志祥. 用含锰废水生产高纯碳酸锰. 化工环保，1998，（6）：359～362[10] 刘天奇，黄小林，刑连壁等. 三废处理工程技术手册—废水卷. 北京：化学工业出版社，1999，102～116