第2章 精细有机合成的理论基础-2
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第二章精细有机合成反应理论主要内容:1 精细有机合成基础知识(共价键、电子效应、空间效应)2 有机反应理论、类型(取代、加成、消除、重排等反应)3 近代有机合成新技术(微波合成、PTC、电解、超声波)第一节精细有机合成基础知识一共价键及其特性(1)共价键:共价键是两个原子的未成对而又自旋相反的电子偶合配对的结果。
共价键的形成降低了体系的能量,形成稳定的结构。
共价键有饱和性,方向性(2)共价键的性质:①键长②键角③键能④共价键的极性和元素的电负性表征了原子电负性的大小由于成键电子云的不完全对称而呈极性的共价键被称为极性共价键,通常用箭头→来表示这种极性键,箭头所指的原子通常是吸引电子能力较强的原子,也就是指向极性键中带部分负电荷的原子例如:H →Cl同一周期而言,原子序数增加↑,电负性增加↑;同一主族而言,原子序数增加↑,电负性降低↓。
常用偶极矩(μ)表征极性共价键的大小偶极矩(μ)等于正电中心或负电中心的电荷值q(单位:库仑)与两个电荷中心之间的距离d(单位:m)的乘积:二有机反应中的电子效应与空间效应1. 电子效应电子效应可用来讨论分子中原子间的相互影响以及原子间电子云分布的变化。
可分为诱导效应和共轭效应。
(1)诱导效应(Induction effect)在有机分子中相互连接的不同原子间,由于原子各自的电负性不同而引起的连接键内电子云偏移的现象,以及原子或分子受外电场作用而引起的电子云转移的现象称作诱导效应,用I表示。
根据作用特点,诱导效应可分为静态诱导效应和动态诱导效应。
①静态诱导效应Is :由于分子内成键原子的电负性不同所引起的,电子云沿键链(包括σ键和π键)按一定方向移动的效应,或者说键的极性通过键链依次诱导传递的效应。
这是化合物分子内固有的性质,被称为静态诱导效应,用Is表示。
诱导效应的方向是通常以C—H键作为基准的,比氢电负性大的原子或原子团具有较大的吸电性,称吸电子基,由此引起的静态诱导效应称为吸电静态诱导效应,通常以-Is表示;比氢电负性小的原子或原子团具有较大的供电性,称给电子基由此引起的静态诱导效应称为供电静态诱导效应,通常以+Is表示。
精细有机合成原理与工艺思考题第一章绪论1、衡量一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志是什么?2、什么叫精细化工产品(或精细化学品)?基本特点有哪些?3、精细化工的定义;精细化工的基本特点有哪些?4、化工产品生产过程的顺序是怎样的?5、化工行业类别有哪些?6、精细化工的产生和发展与什么有关?7、目前国外精细化工的发展趋势是什么?8、化学工业精细化率(精细化工率)是怎样定义的?它的标志性意义是什么?9、我国近期出台的《“十一五”化学工业科技发展纲要》将哪些精细化工领域列为“十一五”精细化工技术开发和产业化的重点?10、自2007年起我国将全面禁止哪5种高毒农药在农业上使用?11、我国建设的化工园区有哪些?12、中国精细化工发展比较先进的领域有哪些?举例说明。
13、中国精细化工生产中存在的问题主要有哪些?14、有机化工生产的起始原料和主要基础有机原料有哪些?15、精细化工专业技术人才应具备的素质有哪些?16、有机化工原料发展的三个阶段和两次转换各是什么?以农林副产品为原料生产的化工产品延续至今的主要有哪些?为什么能延续至今?17、煤化工的兴起与发展阶段主要包括哪几个方面?被称为“有机合成工业之母”的产品是什么?18、石油化工的兴起与发展经历了哪几个阶段?石油化工诞生的标志是什么?19、一个国家有机化工发展水平的标志是什么?20、石油烃裂解(乙烯装置)可以得到哪些化工产品?21、单元反应的概念?最重要的单元反应有哪些?22、合成气的生产方法有哪些?何谓C1化学,C1化学的发展有何意义?合成气的定义是什么?23、生产糠醛的原料有哪些?糠醛的用途有哪些?24、石油芳烃生产的生产工艺主要有哪些?芳烃抽提中常用的溶剂有哪些?25、写出以下基本化工原料主要来自哪种资源?⑴甲烷;⑵一氧化碳;⑶乙炔;⑷乙烯;⑸ C18-C30直链烷烃;⑹苯;⑺萘;⑻ C12-C18直链脂肪酸。
26、简述我国精细化工的发展现状、与国外的主要差距、世界精细化工的主要发展趋势。
精细有机合成知识点总结一、有机合成基础知识1. 有机化合物的结构特点:有机化合物以碳为主要元素,通常含有氢、氧、氮、硫等元素,具有复杂的结构和多样的性质。
有机化合物的结构特点对于合成时的反应条件和合成路径具有重要的影响。
2. 有机合成的基本原理:有机合成是指通过将简单的有机化合物经过一系列的反应转化成目标化合物的过程。
合成的基本原理包括合成途径的选择、反应条件的控制、反应机理的理解等方面。
3. 有机合成的分类:有机合成可以根据合成途径、合成目标、合成方法等多个方面进行分类。
常见的分类包括:官能团化合成、碳碳键形成、环化反应、取代反应等。
二、精细有机合成的理论基础1. 反应机理:在精细有机合成中,对于反应的机理的理解是非常重要的。
包括反应物的选择、反应条件的控制、中间体的形成等方面的理论基础。
2. 功能团保护和去保护:在有机合成过程中,有时需要对特定的官能团进行保护,以防止其在反应过程中发生不必要的改变。
同时,也需要在合成的适当时机去除这些保护基团,以获得目标产物。
3. 立体化学:有机合成中的立体化学是一个重要的理论基础。
包括立体化学的理论基础、手性分子的制备和合成、手性识别和手性分离等方面的知识。
4. 共价键断裂和形成:在有机合成中,共价键的断裂和形成是非常常见的反应过程。
了解这些反应的机理和条件对于合成路径的选择和优化具有重要的意义。
三、精细有机合成的实验技术1. 反应条件的控制:在实际合成过程中,对反应条件的控制是非常重要的。
包括温度、压力、溶剂的选择等方面的实验技术。
2. 操作技术:精细有机合成涉及到很多精细的操作技术,包括溶剂的蒸馏、试剂的使用、产物的提取和纯化等。
3. 合成路径的选择和优化:在精细有机合成中,选择合适的合成路径对于提高产物收率和纯度都具有重要的意义。
需要根据反应物的结构特点和反应机理进行合适的路径设计和优化。
四、精细有机合成的应用1. 药物合成:精细有机合成在药物合成领域有着广泛的应用。
精细有机合成课程提纲及练习(供参考)第一章 绪论1.解释下列名词无差别化学品、差别化学品、通用化学品、准通用化学品、精细化学品、专用化学品、有机合成、单元反应、合成路线 2.石油、天然气的主要成分。
第二章 精细有机合成的理论基础1.亲电试剂、亲核试剂、芳香族π配合物与σ配合物的特点与关系。
2.芳香族亲电取代反应的机理、定位规律及应用。
3.脂肪族亲核取代反应的历程及影响因素。
第三章 精细有机合成的工艺学基础1.了解并解释下列名词:合成路线、工艺路线、反应条件、合成技术、完成反应的方法;溶剂化作用、电子对受体、电子对给体、硬软酸碱原则、电荷密度、离子原、离子体、Houghes-Ingold 规则;气固相接触催化反应、催化剂、催化剂的比表面、催化剂的选择性、催化剂的活性、催化剂的寿命、催化剂中毒;相转移催化。
2.反应转化率、选择性、理论收率、单程转化率和总专化率的计算。
3.间歇操作、连续操作的特点;理想混合型反应器、理想置换型反应器的特点4.非质子传递非极性溶剂、非质子传递极性溶剂、质子传递型溶剂的特点;如何用Houghes-Ingold 规则来预测溶剂对亲核取代反应的影响;非质子传递极性溶剂、质子传递型溶剂对亲核负离子亲核活性的影响。
5.固体催化剂的组成,各部分所起的作用;固体催化剂评价的指标;引起催化剂中毒的原因及中毒的形式,催化剂的再生。
6.举例说明相转移催化的原理。
相转移催化的应用。
7.电解过程中阴极、阳极所发生的基本反应;工作电极、辅助电极;丙烯腈电解生成己二腈的反应顺序;电极界面的结构。
8.苯与氯反应制备一氯苯,100mol 苯消耗氯气105mol ,产物中有一氯苯92mol ,苯2mol 及其它一些副产物。
计算此反应中苯的转化率、生成一氯苯的选择性、一氯苯的收率。
C 6H 6+Cl 2C 6H 5Cl HCl+9.利用卤素交换制备氟代烷反应, 此类反应在DMSO 中进行,反应速度比在甲醇中快107倍。
广东石油化工学院《精细有机合成》期末考试题库精细有机合成课程提纲及练习(供参考)第一章绪论1.解释下列名词无差别化学品、差别化学品、通用化学品、准通用化学品、精细化学品、专用化学品、有机合成、单元反应、合成路线2.石油、天然气的主要成分。
第二章精细有机合成的理论基础1.亲电试剂、亲核试剂、芳香族π配合物与σ配合物的特点与关系。
2.芳香族亲电取代反应的机理、定位规律及应用。
3.脂肪族亲核取代反应的历程及影响因素。
第三章精细有机合成的工艺学基础1.了解并解释下列名词:合成路线、工艺路线、反应条件、合成技术、完成反应的方法;溶剂化作用、电子对受体、电子对给体、硬软酸碱原则、电荷密度、离子原、离子体、Houghe-Ingold规则;气固相接触催化反应、催化剂、催化剂的比表面、催化剂的选择性、催化剂的活性、催化剂的寿命、催化剂中毒;相转移催化。
2.反应转化率、选择性、理论收率、单程转化率和总专化率的计算。
3.间歇操作、连续操作的特点;理想混合型反应器、理想置换型反应器的特点4.非质子传递非极性溶剂、非质子传递极性溶剂、质子传递型溶剂的特点;如何用Houghe-Ingold规则来预测溶剂对亲核取代反应的影响;非质子传递极性溶剂、质子传递型溶剂对亲核负离子亲核活性的影响。
5.固体催化剂的组成,各部分所起的作用;固体催化剂评价的指标;引起催化剂中毒的原因及中毒的形式,催化剂的再生。
6.举例说明相转移催化的原理。
相转移催化的应用。
7.电解过程中阴极、阳极所发生的基本反应;工作电极、辅助电极;丙烯腈电解生成己二腈的反应顺序;电极界面的结构。
8.苯与氯反应制备一氯苯,100mol苯消耗氯气105mol,产物中有一氯苯92mol,苯2mol及其它一些副产物。
计算此反应中苯的转化率、生成一氯苯的选择性、一氯苯的收率。
C6H6+Cl2FeCl3C6H5Cl+1HCl9.利用卤素交换制备氟代烷反应,此类反应在DMSO中进行,反应速度比在甲醇中快107倍。