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有机反应与有机合成范文1
关键词：研究式综合实验；有机合成；波谱分析；结构鉴定
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）38-0196-02
氧化与还原反应在有机化学反应中具有举足轻重的作用，不同类型的有机物选择不同的氧化剂或还原剂会得到不同的产物，是有机合成过程中常用的实验技术，而波谱分析是进行有机反应产物结构鉴定的重要实验手段。一般地有机波谱分析不涉及有机合成化学实验，这就使学生失去了知识关联和相长的机会。在实验教学环节开展科研实践性实验内容，是提高学生实践能力亟待解决的一个关键问题。因此，很有必要设计具有讨论型、探究型及科研与教学相关型的有机波谱分析教学实验。本文以龙脑―樟脑―异龙脑的相互转换及其波谱解析为研究目标，设计了具有启发性、探究性、科研与教学互动型的有机波谱解析研究式综合教学实验。
一、教学过程
（一）课题导入
有机化学（及实验）的两大支柱学科为有机合成与有机波谱分析，在有机合成过程中所合成的产物的结构鉴定离不开有机波谱分析。氧化反应与还原反应是有机合成过程中常用的化学合成方法，在有机化学中具有较为重要的地位。采用现代有机波谱分析法对所得中间体或产物进行结构鉴定，可以判断有机反应进行的程度。
问题1：龙脑氧化成异樟脑一般采用哪一种氧化剂？讨论：有机化学中常用的氧化剂一般可按照氧化反应所要求的介质分为以下3类：第一类为酸性介质氧化剂（过氧化氢、过氧乙酸、六价铬如重铬酸钠和铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸铵等）；第二类为碱性介质氧化剂（高锰酸钾、次氯酸钠、弱氧化剂Tollens试剂及Fehling试剂等）；第三类为中性氧化剂（氧气、溴、碘等）。六价铬是将仲醇氧化成相应的酮最常用的试剂。如Na2Cr2O7+H2SO4及Jones试剂。而实验中所用的龙脑属二级醇，因此可以采用Jones试剂。问题2：樟脑还原成异龙脑一般采用哪一种还原剂？讨论：酮还原成为仲醇一般可用催化氢化、异丙醇铝―异丙醇、硼氢化钠、硼氢化锂等。而实验室使用还原剂常用硼氢化钠。问题3：樟脑通过还原是否可以生成龙脑？讨论：樟脑用硼氢化钠还原时生成的产物有龙脑和异龙脑，这里的还原反应所涉及的主体化学问题可说明如下：NaBH4对羰基化合物的还原，其净结果是氢负离子（H-）对羰基的加成。由于樟脑分子的构象所致，氢负离子对羰基的加成方式以内式较为有利，外式加成则由于两个偕甲基之一引起的空间障碍受到阻碍。因此可以预料，最终产物以内式加成产物异龙脑为主要产物，但不是唯一的产物。副产物是少量的龙脑，产物中异龙脑和龙脑的比例可以通过1H-NMR光谱加以测定。问题4：如何鉴定产物是否生成？讨论：可以采用红外光谱及核磁共振氢谱进行结构的鉴定，如采用红外光谱进行测定时，由于龙脑、异龙脑分子中含有OH，在3350cm-1有一个强而宽的吸收峰，而樟脑中此峰消失，而在1740cm-1新出现一个强峰，显然此峰是υc=0吸收，与五元环酮的羰基吸收一致。若要区分还原产物是异龙脑还是龙脑，由于龙脑和异龙脑的红外图谱十分相似，仅凭IR来区别它们是困难的，因此需要采用核磁共振谱加以确定。问题5：如何用核磁共振氢谱来鉴定产物的结构？讨论：1H-NMR数据：
龙脑的1H-NMR谱，三个甲基化学位移基本相等，樟脑和异龙脑三个甲基三个峰，这是由于羰基的各向异性效应和OH构象的主体效应影响之故。由于龙脑和异龙脑OH所连碳上的氢化学位移有明显的差别，我们可以通过对还原产物1H-NMR测定来求得两者含量的比例。
（二）实验条件的优化
问题1：六价铬选用何种试剂作为氧化剂较为合适？讨论：文献报导较多的是重络酸钠作为氧化剂，但重络酸钠市场上较为少见，且价格较高（美国Aldrich公司产品目录为例），这与重铬酸钠较重铬酸钾难重结晶提纯有关。因此，可以改用重铬酸钾作为氧化剂进行试验。问题2：在测定产物的红外光谱时，采用何种制样技术？讨论：红外光谱的制样方法，对于固态有机物一般采用压片法、糊状法、衰减全反射法及漫反射光谱法等；对于液态有机物一般采用液膜法、溶液法等；对于气态有机物采用气池法。实验过程中所涉及的三种物质均为固体，因此选择压片法较为合适。问题2：三种样品均容易升华，对于红外光谱测定时的制样有何影响？讨论：考虑到龙脑、樟脑及异龙脑三者均易升华，因此在压片制样时应快速测定分析，否则在常温下样品容易挥发。问题3：测定红外光谱时如何避免地平线的出现？讨论：当样品浓度偏大及所压的片偏厚时，所测得的红外光谱图中的吸收峰会出现地平线，避免的方法是在加分散剂时稍多加点，压片时加混合试样稍少一点。问题4：测定核磁共振氢谱时需用何种溶剂？讨论：实验中常用的氘代溶剂有重水、氘代氯仿、氘代苯、氘代丙酮、氘代二甲亚砜等。考虑到氘代氯仿对于有机物的溶解性比较大，因此在核磁共振谱的测定时可以采用氘代氯仿作为溶剂。
二、结束语
通过该实验，使本科生的教学与现代科学研究紧密结合；让学生了解有机合成的中间体需要鉴定的必要性；使学生掌握了龙脑―樟脑―异龙脑的相互转换方法，掌握了相对应的一些实验技能，学会了用波谱分析法如傅里叶变换红外光谱法及核磁共振氢谱法鉴定相互转化过程中所得到的中间体及产物。而且在实践过程中，让学生学会如何分析一项实验技术的优劣，怎样去解决实验过程中出现的问题，从而提高学生分析问题、解决问题的实践能力。
有机反应与有机合成范文2
关键词：必修模块；选修模块；关系；交叉内容
【中图分类号】G633.8
《普通高中课程标准实验教科书.化学》是以《普通高中化学课程标准（实验）》为依据编写的，全套教材由必修和选修两部分组成，共计8册。
高中化学选修模块“化学反应原理”的内容为我省理工方向的学生高考必考内容，选考为选修模块“化学与技术”、“物质结构与性质”、“有机化学基础”的内容，考生从三个选考模块中任意选考一个模块的内容。本文主要研究必修模块与选修模块的关系。
一、高中化学新课程必修模块与选修模块的特点
高中化学必修模块是在义务教育课程基础上为全体高中生开设的课程。必修模块旨在促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的发展，必修模块突出核心内容，强调基础，但又不过分追求知识的系统性和完整性，为学生学习相关科课程和其他化学课程模块提供基础。选修模块旨在引导学生运用实验探究、调查访问、查阅资料、交流讨论等方式，进一步学习化学科学的基础知识、基本技能和研究方法，更深刻地了解化学与人类生活、科学技术进步和社会发展的关系，以提高化学科学素养，为具有不同潜能和特长的学生未来的发展打下基础。
二、高中化学新课程必修模块与选修模块的关系
高中化学新课程的必修模块与选修模块在核心化学知识方面可以看做，选修模块的知识起点是必修模块的知识终点，选修模块都会在必修模块的知识基础之上引导学生学习新的化学核心知识，是对必修模块的化学知识进行拓展、提高。在过程与方法方面，必修模块与选修模块之间具有层次性和多样性的特点。在必修模块中，侧重引导学生学习基本的科学探究过程和以研究物质性质为主的化学研究方法和程序，而选修模块中则更加侧重引导学生了解每个模块所代表的化学研究领域中的一些基本思想方法和研究思路。
三、高中化学新课程必修模块与选修模块交叉内容比较
必修模块第一章物质结构元素周期律知识点是：了解原子核外电子的排布，能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系，能描述元素周期表的结构，知道金属性、非金属性在元素周期中的位置及其性质的递变规律，认识化学键的含义知道离子键和共价键的形成。
选修模块第一章原子结构与性质知识点是：原子核外电子排布原理，原子结构的构造原理，原子结构与元素周期系的关系，元素周期系的应用。选修模块第二章分子结构与性质知识点是：共价键的主要类型б键、п键，共价键的键参数，键的极性，化学键与分子间作用力的区别。选修模块第三章晶体结构与性质知识点是：
分子晶体结构特征及结合力，原子晶体结构特征及结合力，离子晶体结构特征及结合力，晶格能及其应用。
必修模块第二章化学反应与能量知识点是：知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化，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，通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用，举例说明化学能与电能的转化关系及应用。选修模块第一章化学反应与能量知识点是：化学反应中能量转化的原因，常见的能量转化形式，化学能与热能的相互转化，吸热反应、放热反应、反应热和焓变等概念，化学在解决能源危机中的重要作用，化学在解决能源危机中的重要作用，能源是人类生存和社会发展的重要基础，节约能源、提高能源利用效率的实际意义。
必修模块第三章有机化合物知识点是：认识化石燃料综合利用的意义，了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质，认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用，知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在生活中的应用，通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应，能举例说明高分子材料在生活等领域的应用。
选修模块第二章烃和卤代烃知识点是：天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。烯烃、炔烃的结构特点和主要化学性质。以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。烯烃的顺反异构。苯的同系物的结构和化学性质。烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
选修模块第三章烃的含氧衍生物知识点是：醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。加成反应、取代反应和消去反应。结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生影响，关注有机化合物的安全使用问题。乙醇、苯酚的结构特点和主要化学性质。醇和酚结构的差别及其对化学性质的影响。乙酸的结构特点和主要化学性质。乙酸乙酯的结构物质和主要化学性质。乙酸的酯化反应、乙酸乙酯水解反应的基本规律。在掌握各类有机物的性质、反应类型、酵素转化的基础上，初步学习设计合理的有机合成路线。
选修模块第四章生命中的基础有机化学物质知识点是：糖类的组成和性质特点。说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，氨基酸与人体健康的关系。蛋白质的组成、结构和性质。化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。油脂的概念、结构。油脂的化学性质、油脂的氢化及皂化反应等概念。葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质。
从必修模块中的知识点与选修模块交叉知识点进行了对比，可见选修模块是必修模块基础上的适当拓宽和加深。必修模块和选修模块知识的处理更符合高中学生的生理、心理发展顺序以及认知规律，理论与元素化合物知识穿插编排，化学计算、化学实验与有关理论和元素化合物知识密切配合，学科的基本结构明显、层次分明、重点突出、难点分散、循序渐进、螺旋上升。必修模块与选修模块知识点这样处理的目的，在于从综合教学效果考虑，精心设计知识的台阶，使学生能一步一个脚印、扎扎实实地学习，避免由于知识台阶设计不合理而使学生学习出现大面积的分化。同时，由于难点分散，也有利于激发和保持学生的学习兴趣，有利于大面积提高教学质量。
有机反应与有机合成范文3
国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。
2绿色化学化工的发展趋势
2.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。
2.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。
2.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。
2.4催化剂制备的绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。
2.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。
2.6新型分离技术对于新型的分离技术普遍关注超临界流体萃取、分子蒸馏、生物分子和大分子的分离等方面,如何采用新型的分离技术同时又降低成本也将是未来的发展方向。
2.7计算化学与绿色化学化工相结合为了减少实验次数及原料消耗,同时又能精准地选择底物分子、催化剂、溶剂和反应途径等,可以借助量子化学计算来实现,从而达到绿色化工工艺和技术的目标。此外,还可借助计算机技术,模拟研究原料、反应器设计、经济和商业模型等,以降低生产成本。本文来自于《黑龙江科学》杂志。黑龙江科学杂志简介详见
有机反应与有机合成范文4
[关键词]酰胺键，合成原理
【分类号】：TQ423
前言
酰胺类表面活性剂是含有酸胺基团类物质，目前已有多种各具特色的不同工业品种，其中，酰胺键的形成反应是有机合成中一类重要的反应，酰胺键广泛存在于医药中间体和大型生物化合物中。酰胺键结构不仅连接蛋白质结构而且被广泛用于合成聚合物，在构造上，酰胺可被看作是羧酸分子中羧基中的羟基被氨基或烃氨基（-NHR或-NR2）取代而成的化合物，酰胺可以通过羧酸铵盐的部分失水，或从酰卤、酸酐、酯的氨解来制取；腈也可部分水解，停止在酰胺阶段。文章主要总结酰胺键形成的方法。
1.合成机理
酰胺是由羧酸和酰基活化试剂形成活性物质与胺进行亲核取代反应得到，羧基可被活化成酰氯，脂，酰基咪唑，酸酐以及酰基叠氮化物等，而后这些活性物质与胺进行亲核取代反应从而生成酰胺。（图1）
图1 传统法制备酰胺的机理
2.合成方法
2.1 酰氯法合成酰胺
酰胺键的形成大都需要对羧酸进行活化，形成的活性中间体再与胺进行酰化作用。这也是目前合成酰胺最常用的方法。酰氯是最活泼的酰基化试剂。制备酰氯的方法很多，一般情况下用SOCl2、PCl3、PCl5、COCl2等试剂与相应的羧酸作用形成酰氯，下面是酸和亚硫酰氯作用。（图2）
图2 酰氯形成的机理
反应生成两种酸性气体，需要加入碱来吸收。另外，反应过程中需要加入DMF来促进反应的进行。反应接着由酰氯和胺在碱的条件下作用生成酰胺。（图3）
图3 酰氯与胺偶联
反应中需要加入碱来中和生成的HCl从而避免胺与HCl作用形成盐酸盐不参与反应。反应通常加入Net3等碱，而且反应需要干燥无水的环境。此法形成酰胺简单易行，是合成酰胺最基本的两步合成方法。
2.2 酸酐法合成酰胺
酸酐是活性酰基的主要来源，其相关反应与酰卤反应相似。酸酐很容易与醇、硫醇以及胺等亲核试剂反应，无论是单酸酐或者混合酸酐都具有很高的活性。直接存在的可利用的酸酐通常非常有限，因此在利用酸酐作为反应物时，必须事先来制备所需要的酸酐。合成酸酐的方法很多，例如工业上乙酸酐主要通过乙酸甲酯的羰基化合成，而在实验室中，主要是利用相应的羧酸脱水来制备，反应要用到脱水剂，P2O5通常被用来作为脱水剂，DCC（参考）也被用来作为主要的脱水剂。酸酐制备好以后，下一步就是和胺进行直接偶联，在反应中一般不用加入任何的碱，在反应中生成一分子相应的酸，这是最有效的形成酰胺的方法，也经常被用来合成肽。这个反应很温和，产率也不错，需要注意的是酸酐分子中只有一半参加到了反应中。 （图4）
图4 酸酐与胺偶联
2.3 由叠氮化物形成酰胺
甲脂是最常见的羧酸衍生物，利用甲脂与叠氮化合物作用然后与胺反应形成酰胺，Curtius等[4]最早运用此种方法来合成肽，首先用相应的甲酯通过两步法合成酰基叠氮化物。
图5 酰基叠氮化物的合成
然后酰基叠氮化物与胺作用生成酰胺。（图5）这种方法高效简单，且产率也不错。
2.4 活性酯法
应用N，N'-Carbonyldiimidazole（CDI）与羧酸反应得到活性较高的酰基咪唑，该类反应由于过量的CDI 会和胺反应得到脲的副产物，因此其用量一定要严格控制。其反应是分步进行，胺极易与活性酯反应得到相应的酰化产物。（图6）
2.5 盐类的缩合剂法
盐类的缩合剂活性较高，从盐的种类分为两类：一类是碳盐，目前常用的HATU，
HBTU，等等；另一类为盐，如PyBOP。（图7）
HATU缩合效果较好但价格较贵，PyBOP 是我们常用的缩合剂中活性最高的，一般在其他方法不反应的条件下考虑。
2.6 酸与胺直接缩合反应生成酰胺
利用酸与胺直接反应可以省去很多繁琐的步骤，在催化剂作用下直接进行反应。Kazuaki Ishihara等首先报道了运用硼酸作为催化剂来促进羧酸与胺作用生成酰胺键（图8）。
图8硼酸催化伯胺与酸作用
Hayley Charville等运用硼酸脂类化合物最为催化剂又进一步改进了Kazuaki Ishihara等的酸和胺进行的酰基化反应。
小结
在以上几种制备方法中从反应的转化具体采用何种方法，要根据具体情况，产品品种及原料质量、来源和成本、应用等要求而定。在国内市场上目前用的较多的酰胺类产品只有烷醇酰胺类的。其它的酰胺类产品还很少见到。可见这是一类需大力发展的活性剂系列，而在这些方面国外一些公司如，开发的产品品种多样，质量好，有效成分含量高。
参考文献
有机反应与有机合成范文5
一、利于能力，充分拓展——加
课堂教学不仅要教会学生知识，更要培养学生的能力。根据课程标准和高考考试说明要求，高中化学教学应“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”凡是有利于提高学生能力且在高考（或学业水平测试）中重点考查的知识内容，都必须做加法，充分拓展相关知识。
化学必修一囊括了高中化学中所有无机化合物的性质和大部分的计算内容，是学业水平测试和高考中的重点。对相关知识，如Na、Al、Fe单质及化合物的性质，Cl2的实验制法，H2SO3与O2的反应，Cu与浓、稀HNO3的反应等，均要充分拓宽。特别是相关反应离子方程式的正确书写，由于教材中涉及的为化学方程式，此时必须作必要的深化，如在解决Cu与稀HNO3和稀H2SO4的混合物的问题时，便要借助于离子方程式进行解决。
再如，选修四所涉及知识为江苏高考Ⅱ卷中的重点内容。可以说，除一条独立的有机综合题外，其余试题均联系到选修四。对此，像速率与平衡部分的图像、离子沉淀pH范围的分析、Mg—Al原电池在酸性电解质及碱性电解质溶液中不同的电极反应等，均要给以添加，以使学生能适应目前高考方式的变化。
二、删除内容，紧扣课标——减
高中化学新课程从大的方面来看，删除了过去繁、难、偏、旧的知识，同时增加了现代科技发展方面和日常生活方面的内容。对于老化、陈旧的知识及综合题型，要紧扣课标，大胆削减，万不能抱着过去的知识体系不放。如化学必修一，有关胶体的电泳、渗析、聚沉；Si的化学性质；S的化学性质；除AgCl外，其余卤化银的沉淀问题；氮的氧化物（NO、NO2）与O2和H2O反应生成HNO3方面的反应及计算等，均应给予删除。
在新教材使用过程中，有不少教师反映，课时少、内容多，时间不够用，其乃是仍抱着旧观念不放，想面面俱到地呈现所有知识内容之故。要知道，化学必修一体现的为物质的分类思想，必修二体现的为结构决定性质的思想，课堂教学必须围绕课标要求，为学生知识、能力的协同提高搭建平台，万不能将众多的知识强行灌输。这就要求教师既要埋头拉车，更要抬头看路。
三、重点知识，响鼓重锤——乘
重点知识，也即高考（或学业水平测试）的必考点和常考点，它不是以教材中所占篇幅或所述文字的多少来确定，而是以考卷中出现的频率而确定的。如人教版必修一第四章第一节“无机非金属材料的主角——硅”，对于硅及其化合物在自然界中的存在及硅酸盐材料，教材中所占篇幅较多，但此部分内容却并非重要考点；而对于Si及SiO2的用途，教材中所述文字较少，但此部分内容却是高考（或学业水平测试）中的常考点。因此教师要准确把握高考的脉搏，详略得当，重要考点必须响鼓重锤。
有关阿伏加德罗常数（也即粒子数为多少NA）的问题、离子方程式的书写与正误判断问题、离子反应与离子共存问题等，这类涉及必修一中的问题是高考及学业水平测试中的必考内容，由于所涉知识比较分散，教师在教学时必须不断强化。如在分析好相关反应的化学方程式后，需再行分析反应的离子方程式，以理清哪些反应可以写成离子方程式（如Cl2与H2O，Cu与浓HNO3等），哪些反应不可以写成离子方程式（如Cl2与消石灰，Cu与浓H2SO4等），以不断强化考点知识。又如，选修五“有机化学基础”，虽然知识较多，但主要考点仅落在有机物同分异构体的书写、有机反应类型、官能团的性质和有机合成路线图的设计四个方面，如能对此类知识点做乘法，学生在有机部分的解题将变得得心应手。再如，选修四“化学反应原理”，有关热化学方程式的合并，速率与平衡移动的外界条件，K、Ksp的计算，电极反应式的书写等，既是考试的重点，也是教学的难点，有关这方面的内容，更要做乘法，分析清、剖析透。
四、次要考点，蜻蜓点水——除
有机反应与有机合成范文6
关键词：定位基 定位效应 药物合成 合成路线
中图分类号：O621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00
作者简介：
焦润（1993-），男，汉族，河北赵县人，现就读于天津农学院2011级动科系本科生。
范书丽（1990-），女，本科学生，河北深州人，河北廊坊师范学院？应用化学专业。
由于苯环上的12个氢是等同的，所以它的一元取代物只有一种。而一元取代苯再进行亲电取代反应时，下一个基团进入的位置就有三种情况：邻位、间位和对位。实验结果表明，这三个不同位置被取代的概率不相等，第二个取代基进入的位置主要由一元取代苯上所带的那个基团的性质所决定，这种决定方式就是定位效应。
根据大量实验结果证明，可以将一些常见的基团按其定位效应分为两类，一类是邻、对位定位基（也称第一类定位基），另一类是间位定位基（也称第二类定位基）。
一般地，邻、对位定位基是推电子基团（卤素除外），可使苯环上邻、对位电子云密度增加，有利于亲电取代反应，同时有使苯环活化的作用。间位定位基都是吸电子基团，均使苯环钝化，在间位上具有较大电子云密度，有利于间位发生亲电取代。
依据定位效应，还可以预测主要的三取代物。二元取代苯的苯环已有两个取代基，当两个取代基位于互相加强定位效应的位置时，第三个取代基的位置可根据已有取代基的定位效应确定。当两个取代基定位效应发生矛盾时，其确定规律为：（1）强烈活化基团的定位能力胜过钝化基团或弱的活化基团，主要基团定位能力顺序：—NH2，—OH>—OR，—NHCOR>苯基，甲基>间位定位基；（2）两个均为钝化基团时，由致钝能力强的决定；（3）两个基团互相处于间位时，其间的位置由于空间位阻，极少发生取代。
综上所述，定位效应主要有两大作用，一是预测反应所得的主要产物，二是能指导合成路线，既能获得较高产率，又可避免复杂的分离过程。
药物合成是属于有机合成的范畴。药物合成中涉及的卤化、硝化、磺化、重氮化、氧化、还原、消除、烷基化、酰基化、缩合和重排等反应中，卤化、硝化、磺化、烷基化、酰基化、重排等反应均可能涉及到定位效应。
从而定位效应是贯穿于药物合成路线中的，二者的关系也是密不可分的。先从简单的例子说起，比如由苯合成对氯苯甲酸，由于合成产物的苯环上的两个取代基处于对位，而且羧基是间位定位基，由于考虑到反应的产率以及烷基的定位效应，所以选择先将苯烷基化变为甲苯，再进行氯化，最后进行氧化变为羧酸。这个例子说明烷基苯进行氯化时可以考虑定位效应，氯上到对位后以便反应继续进行。如果先上氯，虽然氯能上对位，但是它是致钝基团，氯苯再进行烷基化就更困难了，不利于反应继续进行。
再如由甲苯合成2-氯-4-硝基甲苯。可以用甲苯先进行磺化反应，升高温度产物以对位居多，再用对位产物进行氯代，再在酸性条件下脱去磺酸基，最后进行硝化反应得到产物。分析一下，磺酸基作为临时占位基团起到了提高产率的作痛，由于硝基的定位效应与苯环上取代基的双重定位作用，得到产物的产率也较高。
下面通过一些药物的合成过程来具体分析定位效应在其中发挥的重要作用。
有一种药物叫对氨基水杨酸钠，这种药物的合成过程中，有几步需要定位效应来辅助进一步的合成。大致合成过程如下：首先以甲苯为原料，然后以浓硝酸和硫酸共热，得到对硝基甲苯，然后再和发烟硫酸反应，得到2-甲基-5-硝基苯磺酸，再与NaOH反应得到2-甲基-5-硝基苯磺酸钠，然后加热得到2-甲基-5-硝基苯酚钠，再与CH3I反应得到2-甲基-5-硝基苯甲醚，然后被酸性高锰酸钾氧化为2-甲氧基-4-硝基苯甲酸，再与Fe和HCl反应得到2-甲氧基-4-氨基苯甲酸，再与HI反应得到2-羟基-4-氨基苯甲酸，最后与NaHCO3反应得到对氨基水杨酸钠。
分析一下此药物的合成路线中有几步是定位效应起的作用。首先由对硝基甲苯与发烟硫酸反应得到2-甲基-5-硝基苯磺酸这步中，苯环上已有甲基和硝基两个取代基。由于甲基是邻、对位定位基，硝基和磺酸基是间位定位基，因为甲基的对位已被硝基占领，所以磺酸基只能上邻位。而硝基是间位定位基，所以在甲基两边的位置上任何一个就可以，从而确定了磺酸基应该取代的位置是在甲基的邻位。
再比如有一种药物是β-受体阻断剂塞利洛尔的合成，对氨基苯乙醚与N，N-二乙胺基甲酰氯作用，生成N-酰化物，降低了氨基的邻、对位定位作用，同时增大了氨基邻位空间位组，使后面进行的付-克酰基化反应发生在酚羟基的邻位。如果先进行付-克反应，N-酰基化反应居后，则乙酰化反应可同时发生在酚羟基和氨基的邻位，产物复杂。
又如在喹诺酮类药合成中的重要中间体3-氯-4-氟苯胺的合成中，第一步硝化反应中通过氯原子的定位基效应，选择性的在氯的对位引入硝基，同时如果反应条件控制不当硝基会引入到其他位置产生一些异构体，反应中产生的异构体很难在后续工序中除去，会形成药物相关杂质，由于该杂质对人体有较大的毒副作用，必须在药物质量标准中严格控制，所以尽可能的利用定位基效应尽量避免杂质的产生是该类药物制造中的关键。
又如一种抗溃疡药美沙拉嗪，美沙拉嗪原料药的合成是以水杨酸为原料，在苯环上引入硝基，然后将硝基还原。该合成的关键是在水杨酸的苯环特定的位置上引入硝基的反应。苯环上的硝基是通过硝化反应引入的，其反应机制是属于亲电取代反应：硝酸产生亲电试剂NO2+进攻苯环，形成碳正离子中间体，然后脱去质子，在苯环上引入硝基。硝基进入的位置是由水杨酸上的羟基和羧基共同决定的。羟基为邻对位定位基，羧基为间位定位基，两者的定位效应一致。从而，从定位角度透彻的分析了此药的合成过程。
由1，3-苯二酚合成2-硝基-1，3-苯二酚时，采取的合成路线如下：
这个合成中可以看出没有直接进行硝化，而是进行磺化反应。这样做的目的是什么呢？这就要由定位效应来解释。由于1，3-苯二酚的4，6位很容易硝化，反应过程中为了使4，6位不被硝化，必须先把这两个部位保护起来，即在4，6位引入磺酸基，再硝化时，磺酸基和羟基的定位效应一致，反应完成以后再水解去掉保护基磺酸基，生成2-硝基1，3-苯二酚。磺化反应可逆，磺酸基能上能下，利用它的占位作用以便使取代基进入所需位置。这个例子再次说明了定位效应在药物合成上起到的重要作用。
综上所述，定位效应与药物合成密不可分，二者相互依存，定位效应在药物合成中起到及其至关重要的作用。有时候定位基取代到不同位置上时，可能会变成另一种药物，也有可能变为对人体有害的物质，恰恰定位效应能有效避免这些情况的发生。
另一方面，定位基取代的位置也影响药物的产率及有效成分，为了增加产率以及增强药物纯度，定位效应也在其中发挥作用。当然，每个药物的合成需要有合成路线的选择，在选择适当合成路线时，由于定位效应将会有很多路线，考虑多方面因素后，选择最适当的合成路线来完成某种药物的合成，并且高效率、高产率。这也是定位效应应用于药物合成的核心所在。
