点击化学的进展及应用修订稿

点击化学的进展及应用 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

点击化学的进展及应用

点击化学（Click chemistry），又称“链接化学”、“动态组合化学”，意为通过小的化学单元的连接，以较高的产率快速地进行化学合成，得到目标产物。这一概念最早由Barry Sharpless于2001年提出，在化学合成领域引起极大的关注，点击化学的主要特征有产率高，无副产物或副产物无害，反应原料易得，条件简单，选择性强，需较高热力学驱动力等[1]。经过十余年的发展，点击化学在有机合成方面有着很大的贡献，更是在药物开发和生物医用材料合成等诸多领域中成为最为吸引人的合成理念。本文主要介绍了一些经典的点击化学反应体系，并且结合其在有机合成中的实际应用，着重探讨与其相关的一些科研成果，主要包括组织再生，靶向药物递送，纳米材料表面修饰等几个方面。

点击化学反应主要有4种类型，环加成反应、亲核开环反应、非醇醛的羰基化学以及碳碳多键的加成反应。

环加成反应中，Huisgen环加成（CuAAC）是点击化学反应最为经典的体系，即叠氮化物与末端或内部炔烃之间在一价铜催化下，进行1,3—偶极环加成，得到1,2,3—三唑。叠氮化物与末端炔基容易安装在分子中，且较为稳定，该反应速率快，副产物少，广泛应用于在聚合物偶联、后修饰中，但催化所需的一价铜的毒性限制了其应用。因此，环张力引发的叠氮—炔环加成（SPAAC）被提出，由环烯和叠氮化物进行反应。此反应最大的改善在于无铜点击化学反应，避免了一价铜的毒性，通过叁键的角应变以及存在于环烯中的环应变提高了反应速率。但上面两个反应中用到叠氮化物，在反应的过程中具有一定的危险性。另外，我们极为熟悉的Diels—Alder反应，即共轭双烯与取代烯烃反应生成取代环己烯，也属于点击化学的这一类型[1]。

图1 Huisgen环加成反应

图2 叠氮—炔环加成反应

图3 Diels—Alder反应

巯基—烯反应是碳碳多键加成类型的主要反应，具有立体选择性、高产率等点击化学的特性，可在光或热引发下进行，常用于树枝状聚合物的合成与材料表面修饰，在材料和生物医学科学中有很多应用。但巯基化合物常常气味难闻，有毒，且容易被氧化，自身并不稳定，所以一定程度上限制了该反应的应用[1]。

图4 巯基—烯反应

亲核开环反应主要是三元杂原子由于环张力进行亲核开环，以释放其内在的张力能，如环氧衍生杂环丙烷、环状硫酸酯、环状硫酰胺、吖丙啶离子和环硫离子等。在这些三元杂环化合物中，环氧衍生物和吖丙啶离子是点击化学反应中最常应用的底物，可以通过它们的开环形成各种高选择性的化合物。

图5 亲核开环类的点击化学反应

非醇醛的羰基化学包括醛、酮与一级胺形成亚胺的席夫碱反应（Schiff base reaction），肼和羰基化合物脱水缩合等。

图6 席夫碱反应

图7 非醇醛的羰基化学

点击化学在组织再生，药物输送，材料表面修饰，实现聚合物功能化等方面具有诸多应用。在组织再生方面，Xifeng Liu等人使用无金属点击化学制备了可注射的自交联超支化聚（ε—己内酯），将32臂的超支化的PCL树枝状大分子分别通过叠氮基团和含有环炔基的BCN基团进行修饰，使超支化分子尽可能多的带有能够进行SPAAC反应的基团，将两组分的溶液在37℃下培育30分钟后，即通过点击化学反应实现凝胶化，得到的可注射水凝胶生物相容性好，可支持细胞黏附和生长，利于骨组织的再生[2]。

图8 树枝状大分子hyPCL32-BCN和hyPCL32-N3合成示意图点击化学在不同的药物合成体系也有诸多应用。Zhe Zhang等运用了CuAAC将β—环糊精和疏水的葡聚糖进行连接，通过β—环糊精为末端的葡聚糖链和苯并咪唑为末端的聚乙二醇链在生理条件下的通过主客体作用得到两亲性嵌段聚合物，并进一步自组装得到具有pH响应性，并且能够装载疏水性药物的胶束[3]。

图9 主客体作用下类两亲性嵌段聚合物的合成

Yavuz Oz等人通过巯基—烯反应实现还原氧化石墨烯为载体的靶向药物输送。还原氧化石墨烯纳米片上的二维结构由于其π—π共轭作用的叠加和其他疏水相互作用，对疏水性药物具有很高的负载能力，而成为一种优异的药物载体；并且，已知具有精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸序列（RGD）的合成环肽对肿瘤细胞区域大量表达的整合蛋白具有很强的结合作用，将两者结合科得到靶向药物载体。研究人员将含有马来酰亚胺基团的儿茶酚在还原氧化石墨烯上进行非共价连接，由此引入的双键与带有巯基的具有RGD序列环肽进行点击化学反应，将肿瘤识别部分与药物载体部分相连接，用以输送药物[4]。

图10 定向载药还原氧化石墨烯制备图

Sangmin Lee等人将三乙酰化N—叠氮基乙酰基—D—甘露糖胺（Ac 3 ManNAz）连接在琥珀酸封端的聚（酰氨基胺）（PAMAM）树枝状聚合物上，制备含有叠氮基的高分子量纳米树枝状大分子，这种纳米尺寸的代谢前体因为实体瘤的高通透性和滞留效应，定位于肿瘤细胞，之后通过代谢糖工程，均匀地在肿瘤细胞表面上产生叠氮基团，之后通过体内生物正交点击化学，作为人造化学受体的叠氮基团和环炔基团修饰的药物结合，达到药物靶向递送的效果[5]。

图11 体内点击化学反应靶向输送药物示意图

材料的表面处理也是点击化学的一个重要应用。Cuong . Le等人通过可逆加成—断裂链转移（RAFT）法聚合合成聚（苯乙烯—马来酸酐）（PSM）共聚物。随后用糠胺衍生形成聚（苯乙烯—马来酸酐）糠酰胺（PSMF）作为高度水溶性的聚合物。然后，在超声波作用下下，碳纳米管（CNT）分散性提高，并且活化碳碳双键并引发其表面的化学反应，通过Diels—Alder反应，实现了在水中直接将PSMF接枝在CNT表面，得到PSMF / CNT复合材料[6]。

图12 通过Diels—Alder制备接枝碳纳米管示意图

S. Kosti?等人通过巯基-烯反应来增加木板的疏水性。先使用乙烯基三甲氧基硅烷-TVMS对木板进行硅烷化，经固化保证凝胶与木板表面羟基的共价连接引入双键，之后，将带有不同烷基的硫醇与木板表面双键进行反应，利用连接上的烷基增加木板疏水性，可达到保护木材料表面的目的[7]。

图13 木板表面改性增加疏水性示意图

在高聚物的功能化中，点击化学也起到很大的作用。Juan Yu等人通过ATRP和“点击化学”的组合合成了基于乙基纤维素（EC），脂肪酸和糠醛的具有可持续性的纤维素类热塑性弹性体。将叠氮基引入溴化后的乙基纤维素。以四氢糠基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸月桂酯为原料，通过ATRP分别合成均聚物，以及一系列双嵌段、无规共聚物，并以此引入炔基，通过点击反应将这些聚合物和乙基纤维素主链上的叠氮基团连接，得到刷状聚合物。不同组成所得产物具有不同的拉伸强度和延伸性能，以及相形态。制造了基于EC的不同侧链的可持续TPE，为开发完全基于生物质的材料提供了可持续的途径[8]。

图14 基于乙基纤维素的可持续型热塑性弹性体合成示意图通过上述科研实例，可表明点击化学在各领域合成方面的广泛应用，并能够与主客体、ATRP等结合，得到一系列较为复杂的聚合产物，具有较好的研究前景。但是，点击化学也存在着仍需发展改善的地方，如最经典的CuAAC反应所需催化剂为一价铜，具有一定的毒性，且容易被氧化而失效，反应过程中需用到易爆且剧毒的叠氮化钠等。其他点击化学反应体系也各有不完善的地方，仍待解决。此外，点击化学反应的高产率优势可能随着反应步骤的推进而逐渐降低而不再具有优势，这些不足之处均有待改进。

参考文献

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化学推进剂与高分子材料-2012年

化学推进剂与高分子材料-2012 年 目录· 2012 年 1 期
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中国聚氨酯工业现状和“十二五”发展规划建议 翁汉元，朱长春，吕国会， 植物油多元醇的制备及其在聚氨酯硬泡中的应用进展 张俊良，赵巍，于剑昆， 中国汽车用聚氨酯材料发展方向 贾润萍，黄茂松， 聚氨酯反应注射成型在汽车玻璃包边中的应用 董火成，孙嘉鹏，朱小树，于文杰， HER 扩链剂的合成及其在聚氨酯弹性体中的应用 于剑昆，庄远，杨炜，梁敏， 缩短叠氮胺燃料作为双组元推进剂点火延迟的研究进展 池俊杰， 常伟林， 夏宇， 张晓勤， 线性二硝胺含能增塑剂的合成、性能及应用研究进展 王连心，刘飞，尚丙坤，薛金强， 纳米金属及其复合物在固体推进剂中的应用研究进展 齐晓飞， 张晓宏， 严启龙， 宋振伟， RDX 降感技术研究进展 刘波，刘少武，张远波，王琼林，王锋，李达，刘国涛， 卫星推进剂技术发展趋势概述 张广科，山世华，樊超， 采用叠氮基炔基点击化学方法提高 GAP 推进剂力学性能研究 关鑫，李建民， 复合改性双基推进剂燃烧性能研究 宋桂贤，吴雄岗， 降解偏二甲肼污水高效菌群的构建 范春华，夏本立，王煊军，王力， 蒽醌法生产过氧化氢工作液溶剂中重芳烃含量的分析方法研究 朱爱萍，申丽红， 火焰原子吸收分光光度法测定癸二酸二丁酯中钠含量的不确定度分析 王洋， 肖恒， 翁薇， 聚氨酯绝缘材料体积电阻率测量的不确定度评定 李杰妹，LI Jiemei 信息动态 Antaris 傅里叶近红外分析仪在高分子(多聚物)行业中的应用 赛默飞世尔科技 目录· 2012 年 2 期
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用磷腈类催化剂合成的新型聚醚多元醇及其在聚氨酯泡沫制备中的应用新进展 于剑昆， 制备低不饱和度聚醚多元醇用 DMC 催化剂的研究进展 赵巍，ZHAO Wei 信息动态 端羟基聚丁二烯中羟基类型的 NMR 研究进展 郝利峰，孙庆锋，盛红亮， 低温固体推进剂的研究进展 赵庆华，李祎，王莉莉，崔玉春，常亮亮，Z 1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯的合成研究进展 冯晓晶，马会强，张寿忠，苗成才，马英华，

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点击化学的进展及应用 点击化学（Click chemistry），又称“链接化学”、“动态组合化学”，意为通过小的化学单元的连接，以较高的产率快速地进行化学合成，得到目标产物。这一概念最早由Barry Sharpless于2001年提出，在化学合成领域引起极大的关注，点击化学的主要特征有产率高，无副产物或副产物无害，反应原料易得，条件简单，选择性强，需较高热力学驱动力等[1]。经过十余年的发展，点击化学在有机合成方面有着很大的贡献，更是在药物开发和生物医用材料合成等诸多领域中成为最为吸引人的合成理念。本文主要介绍了一些经典的点击化学反应体系，并且结合其在有机合成中的实际应用，着重探讨与其相关的一些科研成果，主要包括组织再生，靶向药物递送，纳米材料表面修饰等几个方面。 点击化学反应主要有4种类型，环加成反应、亲核开环反应、非醇醛的羰基化学以及碳碳多键的加成反应。 环加成反应中，Huisgen环加成（CuAAC）是点击化学反应最为经典的体系，即叠氮化物与末端或内部炔烃之间在一价铜催化下，进行1,3—偶极环加成，得到1,2,3—三唑。叠氮化物与末端炔基容易安装在分子中，且较为稳定，该反应速率快，副产物少，广泛应用于在聚合物偶联、后修饰中，但催化所需的一价铜的毒性限制了其应用。因此，环张力引发的叠氮—炔环加成（SPAAC）被提出，由环烯和叠氮化物进行反应。此反应最大的改善在于无铜点击化学反应，避免了一价铜的毒性，通过叁键的角应变以及存在于环烯中的环应变提高了反应速率。但上面两个反应中用到叠氮化物，在反应的过程中具有一定的危险性。另外，我们极为熟悉的Diels—Alder反应，即共轭双烯与取代烯烃反应生成取代环己烯，也属于点击化学的这一类型[1]。 图1 Huisgen环加成反应 图2 叠氮—炔环加成反应 图3 Diels—Alder反应 巯基—烯反应是碳碳多键加成类型的主要反应，具有立体选择性、高产率等点击化学的特性，可在光或热引发下进行，常用于树枝状聚合物的合成与材料表面修饰，在材料和生物医学科学中有很多应用。但巯基化合物常常气味难闻，有毒，且容易被氧化，自身并不稳定，所以一定程度上限制了该反应的应用[1]。 图4 巯基—烯反应 亲核开环反应主要是三元杂原子由于环张力进行亲核开环，以释放其内在的张力能，如环氧衍生杂环丙烷、环状硫酸酯、环状硫酰胺、吖丙啶离子和环硫离子等。在这些三元杂环化合物中，环氧衍生物和吖丙啶离子是点击化学反应中最常应用的底物，可以通过它们的开环形成各种高选择性的化合物。

发展中的化学电源

第2课时发展中的化学电源 [目标导航] 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。 2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。 一、常见的化学电源 1．锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。 (2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 (3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。 2．充电电池 (1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内 放电 电能。 循环进行。充电电池中能量的转化关系是：化学能 充电 (2)常见的充电电池 ①铅蓄电池 负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。 ②镍镉电池 以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但

镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。 ③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。 (2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。 (3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)； 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)； 总反应：2H2＋O2===2H2O。 【议一议】 1．判断正误 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。() (2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。() (3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化。() (4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅。() 答案(1)×(2)×(3)√(4)× 二、原电池电极反应式的书写方法 1．负极反应式的书写 先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。 (1)锌锰干电池(Zn—C—NH4Cl)的负极是Zn，其负极反应特点是锌本身失去电子生成Zn2＋，Zn2＋与电解质溶液成分不反应，负极反应式是Zn－2e－===Zn2＋。 (2)铅蓄电池(Pb—PbO2—H2SO4)的负极是Pb，其负极反应特点是Pb失去电子生成Pb2＋，Pb2＋与电解质溶液中的SO2－4反应生成PbSO4，负极反应式是Pb －2e－＋SO2－4===PbSO4。

点击化学——释义与目标

第ｌ期点击化学——释义与目标 ｃｖｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）代表非催化的过程，用ｃｕＡＡｃ代表铜催化的过程。 由于其反应基团的特殊性质，这些反应非常有用。叠氮化物和炔烃的化学势能都很高（热力学不稳定），它们融合成三唑环时放出大于１８８千焦／摩的热量。而另一方面，这一反应的速率很慢，对于非活化（不是非常缺电子，也没有张力）炔烃，一般需要长时间加热。叠氮化物和炔烃对亲核试剂、亲电试剂和一般的溶剂均表现出惰性，目前，叠氮化物是唯一有此性质的１，３一偶极试剂。更重要的是，叠氮化物和炔烃几乎完全不与生物分子发生反应。它们小，不能形成强氢键，极性相对弱，对连接在其上的其他结构的性质没有显著的影响。而且，它们都可以很容易地引入到有机化合物中。 由于叠氮化物和炔烃的特殊活性——对其它所有试剂的惰性及相互反应的缓慢——它们可被利用于在酶这一“反应容器”中来组装那些能与酶紧密结合的分子，如图４所示。这一技术，被称作“原位点击化学”（“ｃｌｉｃｋｃｈｅｍｉｓｔｒｙ讥ｓｉ￡ｕ”），用叠氮化物和炔烃来标记那些能结合酶上相近位置的分子。如果这些被标记的分子能够同时与目标作用，而使得在某个合适的方向上叠氮化物和炔烃足够的靠近，三唑环就可以生成并把这两部分与酶结合的组件联结起来。因为双臂结合总是比单臂结合要强，于是就可以得到一个能结合得更紧密的分子。这一技术不需要事前了解目标酶的结构，也不需要对酶进行活性测试。因为在这些实验中，如果叠氮化物和炔烃标记的分子没有结合到酶模板的合适位置，溶液中叠氮化物和炔烃的浓度使之不足以发生反应，所以，这个可用质谱轻易探测的三唑环产物一旦生成，就证明一个极佳的酶抑制剂的诞生。 ｅｎｚｙｍｅ＋ｍ。ｎ。ｖａｌｅｎｔｒｅａｇｅｎｌｓ ｔｅｍａｒｙ∞ｍｐ瞅ｂ鬻！嘉烹髦ｄ图４“原位点击化学”（“ｃｌｉｃｋｃｈｅｍｉｇｔｒｙ加ｓｉ￡“”）技术 Ｆｉｇ．４Ｔｈｅ“ｃｌｉｃｋｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｎｓｉ￡ｕ”ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ 原位点击化学（ｃｌｉｃｋｃｈｅｍｉｓｔｒｙ流ｓｉｆＭ）已被用来 发现多种酶的高亲和力的抑制剂，包括重要的神经 递质酶（ｎｅｕｒｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｅｎｚｙｍｅ），如乙酰胆碱酯酶 （ａｃｅｔｖｌｃｈｏｌｉｎｅｓｔｅｒａｓｅ）ｎ’８ｏ；新陈代谢酶（ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｅｎｚｙｍｅ）¨１，如碳酸酐酶（ｃａｒｂｏｎｉｃａＩｌｈｙｄｍｓｅ）旧１；和艾 滋病毒（ＨＩＶ）蛋白酶（ＨＩＶｐｍｔｅａｓｅ）旧。。在这些和其 它的研究中，可以明显看到三唑环在药物开发中有 着优越的特性。它有着大的偶极距，可以形成强的 氢键，能够参与丌．堆积作用，三唑环可以多种形色 与蛋白发生作用。把两个“看不见的”组件在酶的空 腔中合成三唑环这一发现正影响着原位药物开发工 作中成键的选择性。原位点击化学技术，作为对传 统药物合成与筛选方法的补充，正被世界上很多实 验室和药物公司所采用。 由于铜的细胞毒性和伴随生理调节（ａｔｔｅｎｄａｎｔ ｂｉｏｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ），铜催化的反应还未能直接应用于活体 细胞中，然而铜催化反应已在有机和材料科学中得 到了格外广泛的应用。这些应用包括合成生物活性 化合物，制备蛋白和聚核苷酸的共轭体（ｃｏｎｊｕｇａｌｅｓｔｏｄｅ｛ｅｃＩｉＯｎｂｙＭＳ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ａｎｄｐｏｌｙｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ），合成染料，对已知高分子的改进和合成新型高分子，创造响应材料（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓ），以及在表面上以共价键连结目标结构。其在新药开发上的应用已有综述。‘９１这个反应正被深入研究，新的应用正在加速出现。ｍ３ ３结论 点击化学是一种简单的合成方式，以实现和创造新功能物质和材料为目的。它在很大程度上已取得成功，并将得到持续的发展。然而，铜催化的三唑环合成只是目前最成功的例子，它远不是精华所在。不难理解，很多化学家认为点击化学仅仅是一个单一的反应。我们希望，随着时间的推移，学术和实践经验能打破这一视野的限制。 点击化学拓展着结构的领域，这些结构可以由专业化学家，也可以由非化学家合成出来。基本原理很简单：化合物片断的连结反应越能抵抗外界影响，就越会有多样的片断得以连结以解决各种问题。 化学家没有像活细胞那样控制反应的能力，也没有

点击化学的研究与应用

点击化学的应用 摘要:“Click chemistry”[1],常译成“点击化学”,是2001年诺贝尔化学奖获得者美国化学家Sharpless提出的一种快速合成大量化合物的新方法,是继组合化学之后又一给传统有机合成化学带来重大革新的合成技术。 1.引言 2001年,笔者,Scripps研究所的化学家,给那些最佳的化学反应起了一个名字“点击化学”[2]。这些反应易于操作,并能高产率生成目标产物,很少甚至没有副产物,在许多条件下运作良好(通常在水中特别好),而且不会受相连在一起的其他官能团影响。“点击”这个绰号意味着用这些方法把分子片段拼接起来就像将搭扣两部分”喀哒”扣起来一样简单。无论搭扣自身接着什么,只要搭扣的两部分碰在一起,它们就能相互结合起来。而且搭扣的两部分结构决定了它们只能和对方相互结合起来。 2.点击化学反应 点击反应有着下列的共同特征: (1)许多反应的组件是衍生于烯烃和炔烃,这些都是石油裂化的产物。从能量与机理的角度,碳-碳多重键都可以成为点击化学反应的活性组件。 (2)绝大部分反应涉及碳-杂原子(主要是氮,氧,硫)键的形成。这与近年来重视碳-碳键形成的有机化学方向不同。 (3)点击反应是很强的放热反应,通过高能的反应物或稳定的产物都可以实现。 (4)点击反应一般是融合(fusion)过程(没有副产物)或缩合过程(产生的副产物为水)。 (5)很多点击反应不受水的负面影响,水的存在反而常常起到加速反应的作用。这些特征可在环氧化物与多种不同亲核试剂的开环反应中展现出来。如图1,因

为环氧化物是一个张力很大的三元环,开环反应是一个非常有利的过程。然而开环需要在特定的条件下发生:亲核试剂仅能沿着C-O键的轴向进攻其中一个碳原子,这样的轨道排列不利于与开环反应竞争的消去反应,从而避免了副产物并得到高的产率。此外,环氧化物与水反应的活性不高,而水的形成氢键能力与极性本质都有利于环氧化物与其它亲核试剂进行开环反应。 3.点击化学的反应类型 点击反应主要有4种类型:环加成反应,特别是1,3-偶极环加成反应[3],也包括杂环Diels-Alder反应[4];亲核开环反应,特别是张力杂环的亲电试剂开环;非醇醛的羰基化学;碳碳多键的加成反应。叠氮化合物和乙炔的环加成反应早在20世纪早期就有报道,但反应生成1,4-和1,5-二取代三唑混合物。后来使用Cu(?)催化剂可得到区域选择性的1,4-三唑且产率高达91%,反应时间也由原来的18 h 缩短为8h[6]。Cu(?)盐催化的反应机理[7]见图2。 亲核开环反应 亲核开环反应主要是三元杂原子张力环的亲核开环以释放它们内在的张力能,如环氧衍生杂环丙烷、环状硫酸酯、环状硫酰胺、吖丙啶离子和环硫离子等。在这些三元杂环化合物中,环氧衍生物和吖丙啶离子是点击反应中最常用的底物,可以通过它们的开环形成各种高区域选择性的化合物。此类反应可在醇P水混合

化学电源知识点 (1)

化学电源 一、化学电池： 化学电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。 判断一种电池的优劣或是否符合某种需要，主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（比能量，单位是（W·h）/kg, （W·h）/L）,或者输出功率的大小（比功率，W/kg, W/L）以及电池的可储存时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池，更适合使用者的需要。化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。 二、不同种类的电池： （一）一次电池 一次电池的活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等。 常见的一次电池： （1）普通锌锰干电池 锌锰干电池是最常见的化学电源，分酸性碱性两种。干电池的外壳（锌）是负极，中间的碳棒是正极，在碳棒的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物，在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸润ZnCl2，NH4Cl和淀粉或其他填充物（制成糊状物）。为了避免水的蒸发，干电池用蜡封好。干电池在使用时的电极反应为 负极：Zn —2e—＝Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e—+ 2MnO2= 2NH3+Mn2O3+ H2O 总反应：Zn + 2MnO2+ 2NH4+= Mn2O3+ 2NH3+ Zn2++H2O （2）碱性锌锰干电池 负极：Zn ＋2OH——2e—＝Zn（OH）2 正极：2MnO2＋2H2O ＋2e—＝2MnOOH ＋2OH— 总反应：Zn ＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH ＋Zn（OH）2 （3）银一锌电池 电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的，它们所用的电池体积很小，有“纽扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O和Zn，所以叫银一锌电池。电极反应和电池反应是： 负极：Zn＋2OH－—2e—＝Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－

点击化学在高分子研究中的进展

Chemical Propellants & Polymeric Materials ２０１０年第８卷第１期 · 17 · 点击化学在高分子研究中的进展 陈晓勇 (中北大学材料科学与工程学院，山西太原 030051；上海交通大学化学与化工学院，上海 200240) 摘　要：首先概括了点击化学的概念、特征和类型，然后对其在高分子研究中的进展进行了综述。详细地梳理了点击化学与新型聚合方法的联用以及点击化学在合成功能聚合物和控制聚合物拓扑结构方面的应用与研究。 关键词：点击化学；高分子；聚合物；进展 中图分类号： O6－1 文献标识码： A 文章编号： 1672－2191(2010)01－0017－03 收稿日期：2009－08－24 作者简介：陈晓勇(1980－)，男，助教，主要从事薄膜加工成型、流变学和树脂改性研究。电子信箱：zweigxychen@https://www.sodocs.net/doc/2d12702102.html, 生命、医药和新材料等学科的高速发展要求化学学科能够快速、高效、多样、大规模地合成化合物以供选择，从而迅速满足生命、医药和新材料等学科的特别要求，如快速提高合成药物的质量和开发速度等。诺贝尔化学奖获得者Sharpless 提出点击化学概念[1]，即希望化学反应像操作个人电脑一样(仅需点击鼠标)可控、简单、高效、快捷。该概念一经提出，便广受关注，现在更是国内外化学、生命、医药和材料学界共同关注的热点之一。它是一种基于高效、高选择性的C －X(X 为杂原子)成键反应来实现大量新化合物制备的一种可靠、实用的合成方法，是组合化学的简化与发展[2－4]。 点击化学应用最为成熟的是亚铜离子催化叠氮化物和端基炔生成1,4－二取代的1,2,3－三唑的Huisgen 偶极环加成反应(合成路线草图如下)[5]。 点击化学有如下特征：①原料来源广，反应适用范围广；②操作简单，条件温和，对氧、水不敏感；③产物收率高，选择性高；④易提纯产物，后处理简单；⑤快速、高通量合成；⑥反应需要高热力学驱动力(＞83.7kJ/mol)。目前大概有如下4种类型的点击化学：①环加成，特别是在亚铜盐络合物催化下的炔基和有机叠氮或者叠氮和腈基之间的1,3－偶极环加成反应，也包括杂环Diels －Alder 反应；②亲核开环，特别是张力杂环的亲电试剂开环；③非醇醛的羰基化学反应；④碳碳多键的加成反应，特别是如环氧化的氧化反应[6]。 点击化学技术已渗透到诸多领域，如生命、高分子、超分子化学、功能材料、蛋白质组学、生物偶联技术和生物医药等[7]。文中仅对这几年点击化学在高分子学科中的应用、研究和发展方面进行综述。 １ 在高分子研究中的进展 高分子科学由于其本身结构、合成过程和后处理工艺的复杂性与难度，点击化学在其中应用特别广泛与深入。 １．１ 点击化学与非传统聚合法联用 传统聚合方法之外的聚合在制备新型聚合物材料方面的巨大优势已得到高分子学界的广泛认可，点击化学与这些非传统聚合法联用更是有利于巩固这个优势并拓展这些聚合法的应用范围。点击化学与ATRP(原子转移活性自由基聚合)联用最多，因为A T R P 方法通常使用卤化物作引发

点击化学的进展及应用

点击化学的进展及应用 点击化学（Click chemistry），又称“链接化学”、“动态组合化学”，意为通过小的化学单元的连接，以较高的产率快速地进行化学合成，得到目标产物。这一概念最早由Barry Sharpless于2001年提出，在化学合成领域引起极大的关注，点击化学的主要特征有产率高，无副产物或副产物无害，反应原料易得，条件简单，选择性强，需较高热力学驱动力等[1]。经过十余年的发展，点击化学在有机合成方面有着很大的贡献，更是在药物开发和生物医用材料合成等诸多领域中成为最为吸引人的合成理念。本文主要介绍了一些经典的点击化学反应体系，并且结合其在有机合成中的实际应用，着重探讨与其相关的一些科研成果，主要包括组织再生，靶向药物递送，纳米材料表面修饰等几个方面。 点击化学反应主要有4种类型，环加成反应、亲核开环反应、非醇醛的羰基化学以及碳碳多键的加成反应。 环加成反应中，Huisgen环加成（CuAAC）是点击化学反应最为经典的体系，即叠氮化物与末端或内部炔烃之间在一价铜催化下，进行1,3—偶极环加成，得到1,2,3—三唑。叠氮化物与末端炔基容易安装在分子中，且较为稳定，该反应速率快，副产物少，广泛应用于在聚合物偶联、后修饰中，但催化所需的一价铜的毒性限制了其应用。因此，环张力引发的叠氮—炔环加成（SPAAC）被提出，由环烯和叠氮化物进行反应。此反应最大的改善在于无铜点击化学反应，避免了一价铜的毒性，通过叁键的角应变以及存在于环烯中的环应变提高了反应速率。但上面两个反应中用到叠氮化物，在反应的过程中具有一定的危险性。另外，我们极为熟悉的Diels—Alder反应，即共轭双烯与取代烯烃反应生成取代环己烯，也属于点击化学的这一类型[1]。 图1 Huisgen环加成反应 图2叠氮—炔环加成反应

原电池和化学电源专题复习 (2)

2018——2019学年高二化学期末复习原电池和化学电源专题复习 1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag，其工作 示意图如下。下列说法不正确的是（） A.K＋向正极移动 B.Ag2O 电极发生还原反应 C.Zn 电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2 D.放电前后电解质溶液的碱性保持不变 答案 D 2.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是（） A.Zn为电池的负极 B.正极反应式为：2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时OH－向正极迁移 答案 A 3.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是（） A.①电子流动方向 B.②电流方向 C.③电极反应 D.④溶液中离子移动方向 答案 B 4.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2（SO4） ＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有用饱和Na2SO4溶液浸泡过的琼脂。下列说法正3 确的是（）

A.b电极上发生的反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ B.a电极上发生氧化反应：MnO－4＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O C.外电路电子的流向是从a到b D.电池工作时，盐桥中的SO2－4移向甲烧杯 答案 A 5.一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）===Ag（s）＋Cl（AgCl）[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）＋e－―→Cl －（aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法正确的是（） A.光照时，电流由铂流向银 B.光照时，Pt 电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2 C.光照时，Cl－向Ag电极移动 D.光照时，电池总反应：AgCl （s）＋Cu＋（aq）===Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq） 6.一种锂铜可充电电池，工作原理如下图。在该电池中，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（Li＋交换膜）隔开。下列说法不正确的是（） A.陶瓷片允许Li＋通过，不允许水分子通过 B.放电时，N极为电池的正极 C.充电时，阳极反应为：Cu－2e－===Cu2＋ D.充电时，接线柱A应与外接电源的正极相连

点击化学简介

万方数据

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点击化学简介 作者：罗璇， 林丹， 孙玉婷， LUO Xuan， LIN Dan， SUN Yuting 作者单位：罗璇,LUO Xuan(湖北武汉市七里中学,430050)， 林丹,孙玉婷,LIN Dan,SUN Yuting(华中师范大学化学教育研究所,湖北武汉,430079) 刊名： 化学教育 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 年，卷(期)：2009,30(10) 参考文献(13条) 1.Kolb H C.Finn M G.Sharpless K B查看详情 2001 2.Bohacek R S.McMartin C.Guida W C查看详情 1996 3.Merrifield R B查看详情 1963 4.董卫莉.赵卫光查看详情 2006(03) 5.Rostovtsev V.Green L G.Fokin V V查看详情 2002 6.Pringle W.Sharpless K B查看详情 1999 7.Kolb H C查看详情 2001 8.李娟查看详情 2007(11) 9.Sharpless K B查看详情 2006 10.Collman J P.Devaraj N K.Chidsey C E D查看详情 2006 11.Punna S.Kaltgrad E.Finn M G查看详情 2005 12.Kacprza K M.Maier N M.Lindner W查看详情 2006 13.张涛.郑朝晖查看详情 2008(08) 本文链接：https://www.sodocs.net/doc/2d12702102.html,/Periodical_hxjy200910003.aspx

信息论在生物学和化学领域的应用

信息论在生物学和化学领域的应用 信息科学与技术学院** 指导教师** 摘要：信息论近年来迅速发展，已广泛渗入物理、化学、生物、医学、自动控制、计算机、人工智能、仿生学、经济和管理等不同领域。本文阐述信息论在现代生物学、化学等学科中的应用。 关键词：信息论；生物信息论；化学信息论；基因编码 一、概述 1948年，Claude E.Shannon在BSTJ发表题为“The Mathematical Theory of Communica-tion”的著名论文，创立了后人所称的“信息论”，揭开了人类认识史上的新纪元:由材料和能量的 时代开始走向自觉地认识和利用信息的时代。现在，人们越来越清楚地看到，Shannon信息论 的确是科学史上一座巍峨的里程碑，它把科学领进了信息世界的大门。但是，Shannon信息论 并没有穷尽信息问题的研究。正如Shannon本人所说：“企求一次就揭开自然的全部奥秘，这 种期望是不切实际的”。事实上，一个具有旺盛生命力的理论必然会不断地渗透到新的领域，不断地改变自己的面貌[1]。现如今，信息熵概念广泛渗入物理、化学、生物、医学、自动控制、计算机、人工智能、仿生学、经济和管理等不同领域。信息过程不仅是通讯研究的对象，而且被当作控制社会的手段来研究[2]。就正是由Shannon信息论经过不断的开拓、发展和升华的结果，它是信息理论发展的全新阶段。 二、信息论与生物学 （一）信息与遗传[2] 1944年细菌转化现象的发现，第一次证实了细胞核内DNA核酸是遗传的物质基础。1953 年沃森和克里克提出 DNA螺旋结构模型，认为是由两条多核苷酸链靠碱基间确定配对关系而 联系在一起，形成犹如螺旋状的长梯子，第一梯级相当一对碱基。梯级很多，若以500梯级的 大分子计，其结构可能取型的数目为10330信息量。历史上有过物种，最高估计是40亿种，其 信息量不过才是10g24*109=31.9比特，可见DNA结构可储存遗传信息量大得足以使每一物种 内各个个体间都可以有差别。

应用化学专业介绍及就业前景汇编

应用化学专业简介 应用化学专业偏重于应用，是研究如何将当今化学研究成果迅速转化为实用产品的应用型专业。 应用化学培养目标 本专业培养具备化学的基本理论、基本知识相较强的实验技能，能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理丁作的高级专门人才。 应用化学专业培养要求 本专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。 应用化学毕业生具备的专业知识与能力 1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识; 2.掌握无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学、化学工程及化工制图的基础知识、基本原理和基本实验技能; 3.了解相近专业的-般原理和知识; 4.了解国家关于科学技术、化学相关产品、知识产权等方面的政策、法规; 5.了解化学的理论前沿、应用前景、最新发展动态，以及化学相关产业发展状况; 6.掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能

力。 就业方向与前景 毕业生主要在精细化工相关企事业单位、商贸公司从事技术开发、产品研制、生产管理、生产监督、环境监测、质量检验、技术服务等工作。还可到相关行业从事化学品的应用研发、安全管理、质量检测等工作。 就业前景分析(按应用化学专业相关职位统计) 据统计，应用化学专业就业前景最好的地区是：上海。在"物理学类"中排名第3 。 应用化学专业主要方向：就业行业包括教育、材料、军工、汽车、军队、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。部门包括：各级质量监督与检测部门、科研院所、设计院所、教学单位、生产企业、省级以上的消防总队等。 主要课程：无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、高等数学、物理化学(含结构化学)、高分子化学、精细化学、化学工程基础、化工制图、结构化学、化工原理。 应用化学就业前景分析 应用化学是研究如何将当今化学研究成果迅速转化为实用产品的应用型专业.应用化学与人类的衣、食、住、行及当今所有高新技术,都有着密切的关系,是21世纪重点发展的技术领域,所以本专业具有广阔的发展天地和发展前景.由于所学的知识比较广泛,毕业生将会具 有较强的适应能力和较广泛的选择范围.化工企业、贸易公司和政府机关中的口岸、海关、商检、公安和环保等部门,也都非常需要应用化学人才的加入.此外,毕业生在选择就读研究生

化学电源教案

化学电源 一、促进观念建构的教学分析 1.教材及课标相关内容分析前一节已经学习了电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。本课时主要是让学生了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理；了解化学电源的发展以及电池对环境造成的污染，增强环保意识。 2.学生分析：前的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。 3.我的思考：通过视频、学生讨论、交流等方式导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。 二、体现观念建构的教学目标 1.知识与技能：了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会判 断电池的优劣。 2.过程与方法：本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，让学生在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。 3.情感态度价值观：认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位；了解环境保护在生产生活中的重要作用。培养学生的自主学习能力，信息搜集处理能力及团队合作精神。 三、教学重、难点及处理策略一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用是教学重点，化学电池的反应原理是教学难点。本节课主要通过学生参与收集有关一次电池、二次电池、燃料电池的材料，视频展示、课堂讨论交流以及联系前面所学知识，将各类电池的结构特点、反应原理、性能、以及适用范围进行归纳总结，让学生主动对化学电池的反应原理进行建构。 四、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图 教师活动学生活动

化学电源

化学电源论文 0808030317 刘玉涛

燃料电池发展及应用 刘玉涛0808030317 摘要:介绍了燃料电池的性能特点，简述了日本、美国和中国燃料电池研究发展状况，展望了燃料电池在电站、微型电源及车辆、航天航空和海洋潜艇动力源等领域的应用前景。 关健词: 燃料电池、性能、应用前景 燃料电池是继火力发电、水力发电和核电之后的第四种发电方式，是电力能源领域的革命性成果，其显著特点是发电效率高，可长时间连续工作，无污染，无噪声，特别是质子交换膜燃料电池发电系统还具有工作温度低、无烟雾排放、伪装性能优良等特点，在军事方面有很好的应用前景。随着工业的发展和人类物质生活及精神文明的提高，能源的消耗也与日俱增。开发新能源须考虑到能源的高效使用和尽可能降低对环境的污染。燃料电池发电效率高，不产生C02等温室气体，是一种比较理想的清洁能源。目前，许多国家都在积极开发这一技术。 1燃料电池的特点 燃料电池(Fuel Cell )是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转变为电能的发电装置。由于大多数电池包括各种原电池、蓄电池和储备电池等，都只能用于短时间、小范围、低电压、小电流的局部供电，不可能发展成发电设备;而燃料电池却展现特殊的发展前景，其燃料和氧化剂分别储存在电极之外，使用时只要连续不断地将燃料和氧化剂分别供给燃料电极和氧化剂电极，它就可以不断工作，将化学能转变为电能。用作，将化学能转变为电能。用作燃料电池的燃料主要有氢、甲醇、联氨、甲醛、煤气、丙烷和碳氢化合物等，用作氧化剂的有氧、空气以及氯溴等卤族元素。 燃料电池由阳极、阴极、电解质和外部电路等组成。它的主要优点是:1)不受“卡诺循环”的限制，其能量转换效率高达60%一80%; 2)洁净，无污染，噪音低，隐蔽性强; 3)模块结构，适应不同功率要求，灵活机动; 4)比功率大，比能量高，对负载的适应性能好;5)可实现热、电、纯水联产。

化学电源

第四章第二节化学电源 主备人：傅晓涛辅备人：高二化学备课组 Ⅰ教学目标 一、知识与技能 1、了解一次电池与二次电池的区别。 2、学会书写一次电池、二次电池的电极反应。 3、理解燃料电池的反应原理。 二、过程与方法 4、通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能在生产生活中的实际意义。掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。 三、情感、态度与价值观 5、通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。在探究三种电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。 Ⅱ教学重点 一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理及其应用。 Ⅲ教学难点 化学电池的反应原理。 Ⅳ教学方法 提问：什么是化学电池？（化学电池是将化学能转化为电能的装置。） 讲述：化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能再用了，如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池；二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后再充电可以使活性物质再生，这类电池可多次重复使用。

（一）化学电源 板书：1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 思考交流：电池与其他能源相比，其优点有那些？ 讲述：能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。 板书：2、化学电源的优点： （1）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （2）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。 （3）易维护，可在各种环境下工作。 投影：图4—2 电池及其用途 质疑：面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？ 讲述：看单位质量或单位体积所输出电能的多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多，功率大储存时间长的电池，更适合电池使用者。 板书：3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准： （1）比能量（2）比功率（3）电池的储存时间的长短 展示：几种一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等 第三环节：班内交流，确定难点 （二）一次电池 讲述：普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl 和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂吸收正极放出的H2，防止产生极化现象，即作去极剂，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。 板书：1、碱性锌锰干电池： 负极(锌筒)：Zn+2OH—－2e—=Zn(OH)2； 正极(石墨)：2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－ 电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O= 2MnOOH+Zn(OH)2 讲述：正极生成的氨被电解质溶液吸收，生成的氢气被二氧化锰氧化成水。在使用中锌皮腐蚀，电压逐渐下降，不能重新充电复原，因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小，在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积更小、性能更好的碱性锌—锰干电池将电解液由中性变为导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大幅度提高。 讲清：根据投影讲解结构。优点：比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电流和连续放电，是民用电池更新换代产品。 指导学生阅读资料卡片——银锌电池。 讲述：银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。一粒钮扣电池的电压达159V，安装在电子表里可使用两年之久。

化学电源的发展

化学电源的发展 摘要：本文综述了化学电源的发展历史及现状，介绍了化学电源的特点、分类，总结电源发展热点，展望了化学电源应用的美好前景。 关键词：化学电源；发展历史；绿色化学电源；展望 能源是人类社会发展的重要物质基础，随着人类社会的进步和生活水平的提高，不仅消耗能量将急剧增加，而且需要提供能量的方式更加多样化。化学电源作为通过化学反应获得电能的一种装置，不仅种类繁多、形式多样，而且可以是再生性能源，由于它自身的特点，所以有着其它能源所不可替代的重要位置。化学电源的广泛使用是人类科学技术进步的需要，是人类物质文明提高的需要。二者的迅速发展也促进化学电源的生产与研究的迅速发展。 1.化学电源的发展历史 化学电源又称电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。常见的电池大多是化学电源。它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。 世界上第一个电池（伏打电池）是在1800年由意大利人Alessandro V olta发明的。这个电池由铜片和锌片交叠而成，中间隔以浸透盐水的毛呢。电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明，至1883年发明了氧化银电池，1888年实现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进入20世纪后，电池理论和技术处于一度停滞时期。但在第二次世界大战之后，电池技术又进入快速发展时期。首先是为了适应重负荷用途的需要，发展了碱性锌锰电池，1951年实现了镍-镉电池的密封化。1958年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质，20世纪70年代初期便实现了军用和民用。随后基于环保考虑，研究重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后，在20世纪80年代得到迅速发展。 随着人们环保意识的日益增加，铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制，因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。锂离子电池自然成为有力的候选者之一。1990年前后发明了锂离子电池。1991年锂离子电池实现商品化。1995年发明了聚合物锂离子电池，（采用凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质）1999年开始商品化。现代社会电池的使用范围已经由40年代的手电筒、收音机、汽车、和摩托车的启动电源发展到现在的40-50种用途。小到从电子表手表、CD唱机、移动电话、MP4、MP5、照相机、摄影机、各种遥控器、剔须刀、手枪钻、儿童玩具等。大到从医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源，电动工具、拖船、拖车、铲车、轮椅车、高尔夫球运动车、电动自行车、电动汽车、风力发电站用电池、导弹、潜艇和鱼雷等军用电池。还有可以满足各种特殊要求的专用电池等。电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。 2.化学电源的特点 （1）能量转换效率高：如果把化学电源与当今人类普遍利用获取电能的手段——火力发电相比较，其功率和规模确实远不及后者；然而就其能量转换效率而言，远远高于火力发电。从理论上讲可以达到100%。因为火力发电属于间接发电，能量转换环节多，受热机卡诺循环的限制，效率很低，约有60～70%的热量白白浪费。而化学电源是直接发电装置，以燃料电池为例，实际效率在60%以上，在考虑能量综合利用时其实际效率高于80%。

点击化学研究进展及其在药学领域的应用

点击化学研究进展及其在药学领域的应用 摘要：点击化学是利用一系列可靠的、高效的、选择性的而又具模块化的化学反应生成含杂原子的化合物，从而实现碳杂原子的连接(C-X-C) ,是用最佳的化学反应合成的分子来实现期望得到的功能，从而避免复杂的化学反应。此后，一价铜催化端炔和有机叠氮的环加成反应引起了人们极大的重视，并迅速在医药化学、生物和生物医学、组合化学和材料科学等领域得到广泛的应用。 关键字：点击化学叠氮 1,3-环加成反应三氮唑药物合成 叠氮化合物和乙炔的环加成反应早在20世纪早期就有报道，Huisgen[1]将1，3-偶极环加成反应用于氮杂三唑的合成。1，3-偶极环加成反应是一类非常有趣和与众不同的环化反应，属于周环反应的一种。在氮杂唑的合成中，炔基作为亲偶极体，而重氮或叠氮化合物的激发态具有1，3-偶极结构，作为l,3-偶极体参加反应。最初，反应需在甲苯回流的高温条件下进行。炔基上两个碳原子的电子云密度相差不大，而生成两种环化产物所需的活化能也十分接近，因此会有1,4-和l,5-两种位置异构体。考虑到实验安全性以及两个异构体分离的问题，这个反应并没有得到有机化学家足够的重视。传统的Huisgen反应因为如下的缺点：1)底物往往需要吸电子的基团活化，在炔基的两端有强的吸电子基团的化合物显示了最好的活性，在炔基的一端或叠氮上连有强吸电子的化合物也能发生Huisgen反应，没有活化基团的底物不能发生1,3-偶极反应；2)热Huisgen环加成反应速度慢、温度高，通常都需要在甲苯乙醇中回流，或再DMF、DMSO中加热数十小时，甚至数天，才能完成反应。此外，由于许多有机叠氮是不稳定的，在高温反应时通常面临着分解甚至爆炸的潜在危险；3)热Huisgen反应区域选择性差，产物为1,4-和1,5-二取代的混合物，对末端区来说，区域选择性的问题尤其突出，通常得到比值接近1：1的混合物。结果，发现更温和、更好选择性的条件来完成Huisgen环加成，一直是迫切的需要。 合成化学家一直试图改进反应的产率和区域选择性，进行了各种有益的尝试。Sharpless研究小组[2]长期从事碳与杂原子之间化学键的形成研究，并对氮杂三唑的合成反应进行了改进。Sharpless等发现，CuS04和抗坏血酸钠ⅣC)在室温下原位(in situ)产生的一价铜能够高效地催化末端炔和有机叠氮发生Huisgen环加成反应，可以在十分温和的条件下只生成l，4．二取代的氮杂三唑。此反应可以在水相中进行，不需要通过柱层析的方法就可以得到纯品，且可得到区域选择性的1，4-三唑，且产率高达91％，反应时间也由原来的18 h缩短为 8 h。Sharpless等在改进后的Huisgen 1，3-偶极环加成基础上提出了“Click Chemistry”的概念，以表明这是十分理想的有机化学反应。于是，它是一种新型、简单、快速并且是新世纪最引人注目之一的合成方法。其核心是利用一系列可靠的、高效的、选择性的而又具模块化的化学反应生成含杂原子的化合物，从而实现碳杂原子的连接(C-X-C) ,是用最佳的化学反应合成的分子来实现期望得到的功能，从而避免复杂的化学反应。此后，一价铜催化端炔和有机叠氮的