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①作者简介：汪河滨，男，讲师，有机化学省级精品课程主讲教师。
通讯作者：杨玲，女，教授，有机化学省级精品课程负责人。
摘 要：在传统实验方法的基础上，将超声新技术应用于二个经典实验，提高了实验效率，丰富了化学实验内容，加强了学生对新型实验技能的掌握和应用。
关键词：超声技术 化学实验教学
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)03(a)-0000-00
The Application of Ultrasonic Technique on the Experimental Teaching of Organic Chemistry
Wang He-bin Yang ling Liu Yong-tao Yuan Xi-mei
（College of Life Science Tarim University Alar Xinjiang 843300）
Abstract： Based on the traditional experimental methods, New technique of ultrasonic was introduced in two classic experiments. The results have showed a obvious improvement on the experimental efficiency. It not only enriches the experimental teaching ,but also enhances the skills of new experiments and applications for students.
Key words：Ultrasonic Technique；Experimental Teaching of Chemistry
在人类社会迅猛发展的21世纪，新技术的不断涌现给人类社会带来了新的机遇和挑战。化学以及相关产业正处在关键性发展和变革阶段，以求得在21世纪乃至长期的可持续发展。这就需要大量掌握新技术，拥有新观念、新思想的高级人才。这些能力的培养需要调整现有的教学方式，以适应未来发展的要求。更重要的是要加强实验和实践教学环节的培养，教会学生在科学技术高速发展的今天如何运用所学知识开发新的或改造旧的生产模式。
超声波萃取主要是利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应、击碎和搅拌作用等效应，从而引起传播媒质特有的变化，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，促进两相传质维持浓度梯度，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。萃取过程简单，不易对萃取物造成污染[1]。
超声波作为一种新型技术应用于有机合成工艺，具有非常独特的作用，该作用称为有机声化学效应。超声波对许多反应具有明显的促进作用，有些在一般条件下很难发生的反应或需在催化剂存在下方可进行的反应，在超声波作用下可在较温和的条件下进行[2]。
本文在传统实验方法的基础上，将超声新技术应用于二个有机化学经典实验，花生中粗油脂的提取和乙酸乙酯的合成实验，均取得了较好的实验结果，丰富了化学实验内容，提高了实验效率。
1超声技术在天然产物提取中的应用
天然产物提取是大学有机化学实验的经典实验内容之一，其主要目的是训练学生固-液萃取技能。传统的实验方法均是用索氏提取器进行反复萃取，但索氏提取器的虹吸管极易折断，难于操作，而且该实验方法耗时一般比较长，加大了在有限的教学时数内完成教学任务的难度。因此本文将超声波技术应用到天然产物提取实验中去，取得了很好的结果。
1.1花生中粗油脂的提取
1.1.1索氏提取法[3]
称取5.0 g烘干的花生，粉碎后置于烧瓶中，加石油醚200 mL，用索氏提取器提取2 h，回收醚，得油状物，干燥称量。实验结果见表1。
1.1.2超声辅助提取法
以花生为原料，用超声辅助提取法提取花生中的粗油脂，通过一系列单因素实验，找出主要影响因素，再对主要因素进行正交实验设计，最终确定超声波辅助提取法的最佳提取条件。
称取5.0 g烘干的花生，纷碎后置于烧瓶中，加石油醚80 mL，用超声波辅助提取法进行提取，回收石油醚，得油状物，干燥称量。实验结果表明：提取时间 30 min；物料比 1:8；提取次数 2次。实验结果见表1。
超声辅助提取法的提取率（36.738%）比索氏提取器法（31.282%）有所提高，并且同时具有提取时间短，节省溶剂，设备简单的优势。
2 超声技术在有机合成中的应用
超声波在有机合成中的应用较早，研究成果也较多，其为化学工作者提供了一条能把能量引入到分子中的不同寻常的途径和方法，它不但可以改进化学反应条件、缩短反应时间、提高反应产率和选择性，而且还可以改变反应的途径和方向，使一些在通常条件下不能进行的反应得以实现[4]。
2.1乙酸乙酯的合成
2.1.1传统合成方法[3]
参照大学实验化学教材中乙酸乙酯的合成方法，准确称量14.7582 g冰醋酸，18.3263 g乙醇放入干燥的100 mL圆底烧瓶中，然后在振荡下慢慢滴加7.5 mL浓硫酸，回流0.5 h。將装置改为蒸馏装置，加热蒸馏至无馏分蒸出为止。将馏液倒入分液漏斗中加饱和碳酸钠溶液振荡洗涤至酯层不显酸性为止。用等体积的饱和氯化钠溶液洗去多余的碱，再用等体积的饱和氯化钙洗去没有反应的醇。酯层加入2-3 g无水硫酸镁进行干燥。再用普通漏斗过滤，得到乙酸乙酯。实验结果见表2。
2.1.2超声辅助合成法
准确称量14.8134 g冰醋酸，18.3258 g乙醇放入干燥圆底烧瓶中，然后在振荡下慢慢滴加7.5 mL浓硫酸。在超声辅助下，通过一系列单因素实验，找出主要影响因素，再对主要因素进行多因素分析，最终确定超声波辅助合成的最佳条件，纯化过程同2.1.1中传统方法。实验结果表明：最佳优化条件是合成时间30 min，温度20 ℃，频率59 KHZ。实验结果见表2。
超声辅助合成法的产率（52.29%）比索氏提取器法（37.25%）高，并且在常温下合成，能耗降低，反应条件温和，产品的纯化操作较简单。
3 结语
超声化学是一门集物理、化学知识于一体的新兴交叉学科。目前关于超声技术的研究已延伸到各个领域，其中超声对化学反应的促进作用已经显而易见，被看作是一种新型环保的催化体系，由此可见超声波在化学工业中的应用具有非常广阔的前景。
随着能源的日趋紧张和对环境的重视，人类亟需改进传统的生产方式而发展高效率、对环境友好的生产方式，而超声化学正是这样一种极具发展潜力的前沿科学[5]。在化学实验中引入超声技术，不但能减少环境污染，节约能源，还有助于学生对相关的先进科学技术的了解，激发求知欲。这些现代实验技术手段具有广阔的发展前景，是实现化学实验绿色化的一条绿色通道。
参考文献
[1] 施小宁,王晓峰,张烨. 超声波在天然产物提取实验教学中的应用[J].高师理科学刊,2009,29(1):110-112.
[2] 曾爱群,肖峻松. 超声辐射在有机合成中的应用[J].广西化工,1999,28(2):24-27.
[3] 徐雅琴,杨玲,王春. 有机化学实验[M].北京:化学工业出版社,2010,8.
[4] 闪俊杰,杜振雷,李青,等. 超声波在化学工业中的应用[J].河北工业科技,2009,26(2):127-130.
[5] 刘翠娟,杨治伟,慎爱民. 超声化学的发展与应用[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2005,23(2):273-277.
通讯作者：杨玲，女，教授，有机化学省级精品课程负责人。
摘 要：在传统实验方法的基础上，将超声新技术应用于二个经典实验，提高了实验效率，丰富了化学实验内容，加强了学生对新型实验技能的掌握和应用。
关键词：超声技术 化学实验教学
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)03(a)-0000-00
The Application of Ultrasonic Technique on the Experimental Teaching of Organic Chemistry
Wang He-bin Yang ling Liu Yong-tao Yuan Xi-mei
（College of Life Science Tarim University Alar Xinjiang 843300）
Abstract： Based on the traditional experimental methods, New technique of ultrasonic was introduced in two classic experiments. The results have showed a obvious improvement on the experimental efficiency. It not only enriches the experimental teaching ,but also enhances the skills of new experiments and applications for students.
Key words：Ultrasonic Technique；Experimental Teaching of Chemistry
在人类社会迅猛发展的21世纪，新技术的不断涌现给人类社会带来了新的机遇和挑战。化学以及相关产业正处在关键性发展和变革阶段，以求得在21世纪乃至长期的可持续发展。这就需要大量掌握新技术，拥有新观念、新思想的高级人才。这些能力的培养需要调整现有的教学方式，以适应未来发展的要求。更重要的是要加强实验和实践教学环节的培养，教会学生在科学技术高速发展的今天如何运用所学知识开发新的或改造旧的生产模式。
超声波萃取主要是利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应、击碎和搅拌作用等效应，从而引起传播媒质特有的变化，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，促进两相传质维持浓度梯度，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。萃取过程简单，不易对萃取物造成污染[1]。
超声波作为一种新型技术应用于有机合成工艺，具有非常独特的作用，该作用称为有机声化学效应。超声波对许多反应具有明显的促进作用，有些在一般条件下很难发生的反应或需在催化剂存在下方可进行的反应，在超声波作用下可在较温和的条件下进行[2]。
本文在传统实验方法的基础上，将超声新技术应用于二个有机化学经典实验，花生中粗油脂的提取和乙酸乙酯的合成实验，均取得了较好的实验结果，丰富了化学实验内容，提高了实验效率。
1超声技术在天然产物提取中的应用
天然产物提取是大学有机化学实验的经典实验内容之一，其主要目的是训练学生固-液萃取技能。传统的实验方法均是用索氏提取器进行反复萃取，但索氏提取器的虹吸管极易折断，难于操作，而且该实验方法耗时一般比较长，加大了在有限的教学时数内完成教学任务的难度。因此本文将超声波技术应用到天然产物提取实验中去，取得了很好的结果。
1.1花生中粗油脂的提取
1.1.1索氏提取法[3]
称取5.0 g烘干的花生，粉碎后置于烧瓶中，加石油醚200 mL，用索氏提取器提取2 h，回收醚，得油状物，干燥称量。实验结果见表1。
1.1.2超声辅助提取法
以花生为原料，用超声辅助提取法提取花生中的粗油脂，通过一系列单因素实验，找出主要影响因素，再对主要因素进行正交实验设计，最终确定超声波辅助提取法的最佳提取条件。
称取5.0 g烘干的花生，纷碎后置于烧瓶中，加石油醚80 mL，用超声波辅助提取法进行提取，回收石油醚，得油状物，干燥称量。实验结果表明：提取时间 30 min；物料比 1:8；提取次数 2次。实验结果见表1。
超声辅助提取法的提取率（36.738%）比索氏提取器法（31.282%）有所提高，并且同时具有提取时间短，节省溶剂，设备简单的优势。
2 超声技术在有机合成中的应用
超声波在有机合成中的应用较早，研究成果也较多，其为化学工作者提供了一条能把能量引入到分子中的不同寻常的途径和方法，它不但可以改进化学反应条件、缩短反应时间、提高反应产率和选择性，而且还可以改变反应的途径和方向，使一些在通常条件下不能进行的反应得以实现[4]。
2.1乙酸乙酯的合成
2.1.1传统合成方法[3]
参照大学实验化学教材中乙酸乙酯的合成方法，准确称量14.7582 g冰醋酸，18.3263 g乙醇放入干燥的100 mL圆底烧瓶中，然后在振荡下慢慢滴加7.5 mL浓硫酸，回流0.5 h。將装置改为蒸馏装置，加热蒸馏至无馏分蒸出为止。将馏液倒入分液漏斗中加饱和碳酸钠溶液振荡洗涤至酯层不显酸性为止。用等体积的饱和氯化钠溶液洗去多余的碱，再用等体积的饱和氯化钙洗去没有反应的醇。酯层加入2-3 g无水硫酸镁进行干燥。再用普通漏斗过滤，得到乙酸乙酯。实验结果见表2。
2.1.2超声辅助合成法
准确称量14.8134 g冰醋酸，18.3258 g乙醇放入干燥圆底烧瓶中，然后在振荡下慢慢滴加7.5 mL浓硫酸。在超声辅助下，通过一系列单因素实验，找出主要影响因素，再对主要因素进行多因素分析，最终确定超声波辅助合成的最佳条件，纯化过程同2.1.1中传统方法。实验结果表明：最佳优化条件是合成时间30 min，温度20 ℃，频率59 KHZ。实验结果见表2。
超声辅助合成法的产率（52.29%）比索氏提取器法（37.25%）高，并且在常温下合成，能耗降低，反应条件温和，产品的纯化操作较简单。
3 结语
超声化学是一门集物理、化学知识于一体的新兴交叉学科。目前关于超声技术的研究已延伸到各个领域，其中超声对化学反应的促进作用已经显而易见，被看作是一种新型环保的催化体系，由此可见超声波在化学工业中的应用具有非常广阔的前景。
随着能源的日趋紧张和对环境的重视，人类亟需改进传统的生产方式而发展高效率、对环境友好的生产方式，而超声化学正是这样一种极具发展潜力的前沿科学[5]。在化学实验中引入超声技术，不但能减少环境污染，节约能源，还有助于学生对相关的先进科学技术的了解，激发求知欲。这些现代实验技术手段具有广阔的发展前景，是实现化学实验绿色化的一条绿色通道。
参考文献
[1] 施小宁,王晓峰,张烨. 超声波在天然产物提取实验教学中的应用[J].高师理科学刊,2009,29(1):110-112.
[2] 曾爱群,肖峻松. 超声辐射在有机合成中的应用[J].广西化工,1999,28(2):24-27.
[3] 徐雅琴,杨玲,王春. 有机化学实验[M].北京:化学工业出版社,2010,8.
[4] 闪俊杰,杜振雷,李青,等. 超声波在化学工业中的应用[J].河北工业科技,2009,26(2):127-130.
[5] 刘翠娟,杨治伟,慎爱民. 超声化学的发展与应用[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2005,23(2):273-277.