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1、2011.5.26,9.2有机电合成技术,陈红玉、阎世富、潘子翼、吴鹏,2011.5.26,9.2.1 电解装置与电解方式,有机电合成最基本的装置包括五部分：直流电源、电极（阴极和阳极）、电解容器、电压表和电流表。 电极和盛电解液的容器构成电解池，工业上传统地称为电解槽。 实验室研究一般选用20A20V的电源；若采用导电性差的非水电解液，则需要增大电压容量，通常选用20A100V的电源。工业电解过程通常采用高电压、大电流的直流整流器作为电源。,2011.5.26,恒电位电解 电解方式 恒电流电解 恒电位电解是利用恒电位仪使工作电极电势恒定的一种电解方式，如图9-1所示。产物纯度易分离，实验研究
2、大部分采用此方法。 恒电流电解是通过采用恒电流仪来实现的，工业上通常采用此法。,恒电位电解 电解方式 恒电流电解 恒电位电解是利用恒电位仪使工作电极电势恒定的一种电解方式，如图9-1所示。产物纯度易分离，实验研究大部分采用此方法。 恒电流电解是通过采用恒电流仪来实现的，工业上通常采用此法。,2011.5.26,2011.5.26,9.2.2 电解槽,电解槽电解池或电化学反应器 一室电解槽 电解槽 二室电解槽 若主反应的反应物与产物在辅助电极上不发生反应，则可采用一室电解槽；否则须要用有膜的二室电解槽。,2011.5.26,实验室常用的几种电解槽,2011.5.26,9.2.3 电极材料及其修饰
3、,电极材料及其表面性质对电极反应途径、选择性影响很大，不同的电极材料可能导致不同的产物，比如，不通电极材料可影响硝基苯电还原的产物，如图9.3所示。可见电极材料的选择在有机电合成中是非常重要的。,2011.5.26,电极材料的选择应满足的要求,导电性好 耐腐蚀 优良的化学稳定性和电化学稳定性 适当的超电势 良好的电化学活性和选择性 易加工成型，机械强度高 价格低廉,2011.5.26,9.2.4 隔膜材料,在设计电解槽时应尽量采用无隔膜电解槽，这样既可简化电解槽设计，降低设备投资，又可减少阴、阳极间的电阻，达到节能的目的。 隔膜具有两种功能：一是使两极液中的反应物与产物不能透过隔膜，以阻止两级
4、液的相互混合；二是可使带电离子或某些带电离子自由通过隔膜，以导通电流。 常见的隔膜材料主要分为两大类：非选择性隔膜和选择性隔膜。,2011.5.26,9.2.5 溶剂和支持电解质,1）溶剂 选择溶剂的首要条件是对反应物有良好的溶解性，同时要考虑产物要易分离，这对间接电解合成尤为重要。 溶剂分为质子型溶剂和非质子型溶剂。 非质子型溶剂：水、醇、酸等 质子型溶剂：乙腈、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、吡啶等 水最经济、无污染、最安全的溶剂 乙腈既能溶解很多有机化合物，又能与水混合并且在电极电势为-3.52.4V范围内不发生电解。,2011.5.26,2）支持电解质,大部分溶剂的导电能力较差，因而需要在其中添加一定量的可电离的盐、酸或碱来提高电解液的导电能力，添加的这些可电离的物质称为支持电解质。 水选用各种盐、酸或碱作为支持电解质。 在非质子型溶剂中常采用LiClO4、LiCl、LiBF4、NaClO4、R4N+X-、R4N+OH-、R4N+ClO4-(R代表烃基、X代表卤素)及磺酸盐等作为支持电解质。 在甲醇和乙醇溶剂中常用氢氧化物作为支持电解质 另外在选择溶剂和支持电解质时还要考虑其析出电势，以便在电解时只发生有机点合成的主反应，而不发生溶剂或电解质的电解反应。,2011.5.26,谢谢！,
