有机电化学

有机电化学

专刊投稿截止日期：2024-06-30

专刊客座编辑：

叶克印教授
福州大学化学学院，福州 350108

袁耀锋教授
福州大学化学学院，福州 350108

晏宏副教授
福州大学化学学院，福州 350108

专刊介绍
        电化学是基础化学的一门重要的分支研究领域，在大学本科阶段主要是在无机化学中的氧化还原反应和物理化学中的电解质溶液等章节对电化学的一些基础知识进行了介绍，关于有机电化学方面的知识却鲜有提及。
        有机电化学实际上由来已久。自法拉第电解乙酸溶液得到乙烷气体开创了有机电合成的先河之后，Kolbe电解氧化脂肪羧酸脱羧制备烃类化合物首次向人们展示了电化学在有机合成方面的应用前景。在20世纪中叶，有机电化学在工业生产上代表性的应用包括：电化学丙烯腈二聚制备己二腈、电解制备单质氟用于合成全氟有机物、电化学氧化呋喃衍生物制备2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃等。
        近年来，利用电子转移的方式来促进有机物生成自由基阳离子、自由基阴离子以及自由基等活泼中间体进而发生化学转化已经发展成为强有力的化学反应手段。有机合成电化学在均相/非均相电催化合成、不对称电化学合成、光电催化、流动电化学合成、成对电解、药物合成、以及大宗化学品合成等领域也得到了飞速的发展。此外，电化学作为一种分析手段被广泛应用于小分子化合物、催化剂和材料等的性质表征以及反应的机理探索等。因此，无论从表观的有机化合物合成还是到微观的反应机制研究，有机电化学都在其中扮演了十分重要的角色。有机电化学也被认为是最具活力的新领域和新技术，被列入2023年度IUPAC化学领域十大新兴技术。
        《大学化学》拟推出有机电化学专刊，旨在促进有机化学课程教师和同学们将目光聚集到当前国际科研的热点问题，希望通过科研反哺本科教学，实现课程教学与当代化学学科前沿领域交叉渗透，进而培养学生的创新意识、创新能力和创新精神，强化人才培养过程中的科学思维、科学能力和科学素养训练，最终服务于创新型人才的培养。欢迎各位老师和同学就有机电化学相关的历史、科普、科研、教学、实验、技术、理论知识介绍以及思政案例等内容进行撰写投稿！

投稿
请于2024年06月30日前，在大学化学网站(http://www.dxhx.pku.edu.cn/JournalX_uc/authorLogOn.action)完成在线投稿。投稿时请注明“有机电化学”专刊。文章接受后即网络发表，并在特刊网页集中列出。
所投稿件不能已经出版或准备在其他地方出版。所有稿件都须经过严格的同行评议。更详细信息请见大学化学的征稿简则。

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电化学氧化硫醚制备亚砜

张林宝, 郭维斯, 王书文, 宋然, 李明

大学化学 2024, 39 (11): 204 -209. DOI: 10.3866/PKU.DXHX202401009

摘要（2715）

PDF （563KB）（805）

电化学合成是一种绿色、高效、可持续的有机合成方案，但在本科基础实验中的应用并未有效推广。亚砜类化合物常见于功能性有机化合物中，在天然的药物或材料中也有广泛应用。对于亚砜类化合物合成方法的研究在有机合成领域一直是热点话题，但传统的方法存在诸多缺陷。我们开发了一种以氯化钠为电解质将硫化物选择性氧化为亚砜的电化学方案，其中氯化钠起双重作用：(1) 作为电解质；(2) 作为氧化还原介质。

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电化学还原苯并噻吩衍生物

薄世捷, 郭维斯, 王书文, 宋然, 李明, 张林宝

大学化学 2025, 40 (1): 303 -308. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202404111

摘要（2252）

PDF （1027KB）（365）

有机电合成是一种绿色、温和、高效的合成方法，但其在本科有机实验教学中并未有效推广。二氢苯并噻吩衍生物广泛存在于生物活性化合物中，在医药行业有重要的应用价值。对苯并噻吩衍生物进行加氢还原是获得该类化合物最简单直接的方法，但传统的还原方法存在诸多缺陷。最近，我们建立了一种电化学促进的苯并噻吩衍生物的还原方法，该方法以电子作为还原剂，六氟异丙醇作为氢供体。在此基础上，设计了一个对苯并噻吩砜进行电化学还原制备2,3-二氢苯并[b]噻吩1,1-二氧化物的有机化学实验。

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电化学烯烃氮杂环丙烷化的最新研究进展

何红, 吴夏蝶, 侯中伟, 王磊

大学化学 2025, 40 (1): 196 -205. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202404145

摘要（2793）

PDF （753KB）（794）

氮杂环丙烷是重要的有机结构骨架，可作为关键中间体构建结构多样的含氮化合物。有机电化学已经成为一种环境友好和可持续的有机合成工具，可以在不依赖外部氧化还原试剂的情况下实现各种化学转化。本文综述了电化学烯烃氮杂环丙烷化合成氮杂环丙烷的最新研究进展，重点介绍了这些转化的反应设计、活性中间体以及发展前景。

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新实验开发：三氧化钨光阳极的制备、表征以及在苯甲醚卤化中的应用

刘瑞涛, 潘本鸿, 潘能慧, 徐亮, 栗振华

大学化学 2025, 40 (1): 309 -317. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202404106

摘要（3074）

PDF （2074KB）（369）

光电催化(PEC)水分解制氢可以利用太阳能将水裂解为氢气和氧气，被认为是最为绿色的制氢方式之一。其中，相比较为稀缺的淡水资源，直接PEC分解海水制氢有望大幅降低制氢成本，受到广泛关注。然而，PEC分解水过程中阳极析氧动力学过程缓慢，制约了阴极产氢效率，且阳极产物氧气的附加值不高。值得一提的是海水中富含卤素离子(氯/溴等)，如果将传统阳极析氧反应替换为有机卤化反应，则有望解决上述难题。本实验以三氧化钨(WO₃)为光阳极，通过配制模拟海水溶液，设计了PEC分解海水制氢耦合苯甲醚卤化新实验，实现阴极产氢同时阳极得到高附加值有机卤化物。本实验以国家“双碳”目标为指引，将科研成果引入教学中，引导学生了解学科前沿领域的发展，有助于学生科学思维能力的培养，激发学生对科研的兴趣。

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含硒吡喃酮和查尔酮的溶剂调控电化学合成综合实验设计

哈斯木江·巴拉提, 胡彩凤, 黄雅雯, 陈沐, 胡新伟, 阮志雄

大学化学 2024, 39 (12): 273 -283. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202404040

摘要（2672）

PDF （1337KB）（284）

电化学有机合成是一种环境友好、温和且高效的合成方法，被广泛用于氧化、还原以及氧化还原反应体系，表现出巨大的潜力。本实验以1-(2-甲氧基苯基)-3-苯基丙基-2-合-1-酮和二苯基二硒醚(PhSeSePh)为原料，通过溶剂调控电化学策略构筑C―Se键，分别合成含硒吡喃酮和查尔酮类化合物，以探究含硒化合物的新型电化学合成方法。我们结合课题组的科研成果，设计了一种溶剂调控的电化学合成含硒化合物的综合实验方案。该电化学实验涉及到初始原料的合成、电化学反应过程、循环伏安法测试、电化学产物的结构表征、晶体培养等丰富的实验操作环节，有助于提升学生的实验操作能力、硅胶柱层析法分离纯化技术，以及结构分析技能。该实验方案立足于绿色有机合成，综合应用有机化学与电化学交叉学科知识，开发含硒杂环化合物的新型合成方法。

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电化学介导的直接氨基化反应构筑半缩胺醛骨架

刘珂, 邓明静, 常靖博, 王爱琳, 伍国帅, 典龙阳

大学化学 2025, 40 (2): 272 -277. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405060

摘要（3906）

PDF （959KB）（419）

开发了一种新型的电化学合成的本科实验教学方案，采用廉价易得的苯并三氮唑和四氢呋喃作为原料，在室温下实现醚类碳氢化合物氧α位C(sp³)―H键的直接氨基化反应，构筑半缩胺醛骨架。本实验将科研成果与本科教学改革创新实验相结合，激发和培养学生的创新意识，有助于大学生了解现代绿色有机电化学合成的发展新趋势。

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有机电化学合成简述

李姝慧, 周玉静, 唐海涛

大学化学 2025, 40 (2): 210 -215. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202405077

摘要（5441）

PDF （506KB）（1443）

有机电化学合成具有绿色高效的特性。近年来，有机电化学合成领域的研究及工业应用发展迅速，有机电化学合成已经成为了一门热点学科。因此，了解学习有机电化学合成的相关知识具有重要意义。本文主要从有机电化学合成的基本原理、优点、电合成装置、电解方式和研究进展展开论述，以此让学生了解有机电化学合成的一些基本知识以及有机电化学合成的优势和前沿，培养学生的绿色化学意识，拓展学生的化学知识。

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电化学合成在有机化学教学中的应用

张任秀, 赵新, 张云飞

大学化学 2025, 40 (4): 174 -180. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406116

摘要（3806）

PDF （1481KB）（814）

电化学在分析化学和物理化学中被广大学生学习以及应用，但是在有机化学中却鲜有提及。电化学在有机化学中也有重要的用途，本文目的在于普及电化学在有机化学理论和实验教学中的运用，让学生建立“绿色化学”的理念，了解有机电化学合成技术对服务人类生态文明、国家需求和维护人民生命健康的重要意义，从而提高学生的专业认同感和社会责任感。将电化学在有机化学中的运用实践起来，提高有机化学的教学质量，推动有机化学研究的深入发展。

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电化学调控在单分子结电子传输性质研究中的应用进展

王靖文, 吴明昊, 左鑫, 袁耀锋, 王亚浩, 周小顺, 鄢剑锋

大学化学 2025, 40 (3): 291 -301. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406023

摘要（3815）

PDF （2099KB）（294）

单分子电子学作为纳米技术的重要分支，致力于研究单个分子的电学特性，为发展超小型、低功耗电子器件提供理论基础与技术支撑。精确调控单分子结的电子传输性质，是该领域面临的核心技术挑战。电化学调控，凭借其卓越的调控性和可逆性，正成为单分子电子学中一个极具潜力的研究方向。本文综述了近十年电化学调控在单分子电子学中的应用进展，涵盖了电输运能级、分子价态、电极与分子间键合方式以及离子液体双电层栅极的调控策略。通过分析具体案例，旨在帮助学生了解单分子电子学的研究前沿，理解其在现代纳米电子学中的重要性。

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电催化有机反应机理的原位拉曼光谱研究进展

李佳杰, 马骁聪, 郑菊芳, 万强, 周小顺, 王亚浩

大学化学 2025, 40 (4): 261 -276. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406117

摘要（5600）

PDF （4432KB）（540）

近年来电催化有机合成愈发受到人们的关注，其低污染、高原子效率等优点使其较传统有机合成方法具有巨大优势，符合绿色化学的社会要求。从分子水平去检测电极界面上的反应过程和关键中间体，对理解反应机理和设计更高效催化剂有着重要的指导意义。拉曼光谱是一种无损、不受水干扰的振动光谱，特别是表面增强拉曼光谱具有超高表界面灵敏度，它可以提供关于催化剂表面结构、吸附物种以及反应过程中表面中间体等关键信息，为探索反应机制提供可靠平台。本文综述了近年来利用原位拉曼光谱探究电催化有机反应过程和机理的研究进展，具体阐述了电催化加氢、C―O键活化、C―X (X = F, Cl, Br, I)键活化、C―H键活化、C―C键活化等几类有机化学反应中，拉曼光谱揭示的重要中间体、活性物质及其反应途径。通过分析具体案例，旨在帮助学生了解有机电合成的研究前沿，激发探究2023年度IUPAC“化学领域十大新兴技术”之一的合成电化学兴趣。

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探秘生活中的电化学技术

李姝慧, 王旭岑, 潘英明

大学化学 2025, 40 (3): 302 -307. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406059

摘要（3589）

PDF （1103KB）（380）

近年来，电化学技术不仅推动了能源、环保和材料科学等领域的进步，还为我们的日常生活提供了许多便利和保障。为了让电化学能够更贴近现实生活，让人们透过现象看到本质，本文将通过介绍自热包、体育产业、核酸检测等方面的电化学知识，主要包括电化学腐蚀发热、电化学储能技术以及石墨烯纳米复合材料在核酸传感器中的应用，提高人们对电化学的认识，从而更好地理解生活现象，提高科学素养。

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电化学技术在超分子化学研究中的应用

周岑, 洪碧琼, 陈毅挺

大学化学 2025, 40 (3): 308 -317. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406086

摘要（3401）

PDF （1607KB）（267）

超分子化学领域的多种常用模块均具有氧化还原活性，它们参与的非共价相互作用对于电子得失较为敏感。电化学技术一方面可以通过电子转移产生活性物种，从而调节非共价相互作用，另一方面也可以提供其他表征手段无法获得的能量和动力学信息，因此成为超分子化学研究领域的主要工具之一。本文通过对典型案例的分析，简要总结了电化学技术在超分子化学研究工作中发挥的具体作用。

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天然多肽的电化学修饰

林子涵, 林婉真, 陈发杰

大学化学 2025, 40 (3): 318 -327. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406089

摘要（3456）

PDF （675KB）（252）

随着新型多肽药物开发领域的迅猛发展，天然多肽的化学修饰技术备受关注。与传统化学方法相比，有机电化学方法具有条件温和、化学选择性高、原子经济性好等诸多优点，符合绿色化学理念，已广泛应用于有机合成。近年来，该方法在复杂多肽修饰中的应用优势逐步显现。本文介绍了天然多肽的电化学修饰领域的最新进展，重点讨论了相关的实验方法、反应机理以及合成应用。

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N-酰基磺酰胺的电化学去芳香螺环化创新实验

林彩霞, 刘婷, 施兆江, 晏宏, 叶克印, 袁耀锋

大学化学 2025, 40 (4): 359 -366. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202406107

摘要（4373）

PDF （2538KB）（255）

螺环化合物因其独特的三维结构和生物活性而备受关注，广泛应用于药物设计和有机合成中。传统螺环化合物的合成需要采用化学计量的氧化剂，条件苛刻且步骤繁琐。本实验以N-酰基磺酰胺为原料，通过电化学氧化即可合成去芳香化的螺环化合物，反应绿色高效。实验教学中，学生将学习电化学合成的基本原理，掌握电化学合成的操作技巧，并理解电化学脱芳香螺环化的合成原理。通过引导学生探究实验机理，理论与实践相结合提高学生的实验技能和科学探究能力，同时培养学生对绿色化学和可持续合成方法的认识。

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电化学促进硝基芳烃的脱硝基硼化和磺酰氟化反应

曹中艳, 徐尤智, 李梦华, 肖霄, 孔宪强, 钱德云

大学化学 2025, 40 (4): 277 -281. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202407017

摘要（2388）

PDF （548KB）（344）

硝基芳烃广泛应用于有机合成中，是本科有机化学教学内容的重点之一。温和条件下脱硝基转化的高效方法十分有限。近年来，绿色电合成技术为硝基芳烃C―N键的选择性转化提供了新思路。本文结合学科前沿，选取本科生易于理解的反应实例介绍硝基芳烃脱硝基转化的最新进展，以开阔学生视野、激发学习兴趣、丰富知识储备。

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有机电化学与化学教学

晏宏, 王文峰, 叶克印, 袁耀锋

大学化学 2025, 40 (5): 301 -310. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202407027

摘要（3948）

PDF （916KB）（483）

有机电化学被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)列入2023年度化学领域十大新兴技术之一。作为基础化学的重要分支，电化学在本科阶段主要是在无机化学中的“氧化还原反应”和物理化学中的“电解质溶液”等章节介绍了电化学基础知识，但对有机电化学的知识却鲜有提及。本文主要介绍近年来有机电化学的研究热点，并探讨在本科教学中引入有机电化学相关知识的几点思考。

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电化学制备2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑——推荐一个综合性有机化学实验

李姝慧, 黄荣秀媛, 潘英明

大学化学 2025, 40 (5): 357 -365. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202407028

摘要（4656）

PDF （1657KB）（313）

本实验采用电化学合成方法，以苯甲酰肼为原料制备2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑，并通过核磁、红外、熔点等分析技术对其进行结构鉴定与表征。与传统有机合成方法相比，电化学合成方法符合绿色化学的要求，具有操作简单、条件温和、产率较高等优点。此实验引导学生在掌握了有机基础实验的前提下，对前沿电化学合成方法进行探索研究，并进一步了解电化学在有机合成方面的应用，培养学生的科研兴趣以及创新的科研思维，丰富有机基础实验教学内容。

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有机硫化合物的电化学转化

张勇健, 高芳玲, 晏宏, 叶克印

大学化学 2025, 40 (5): 311 -317. DOI: 10.12461/PKU.DXHX202407035

摘要（5228）

PDF （454KB）（308）

对有机硫化合物的合成与转化的研究具有重要的理论和应用价值。然而，国内外基础有机化学教材对有机硫化合物的知识介绍有限。本文首先简要回顾基础有机化学中有机硫化合物的相关知识点，随后与当前有机电化学科研进展进行了比较和讨论。本文通过科研反哺教学激发学习兴趣，有助于加深化学专业学生对这一前沿领域的了解。

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