第3章 精细有机合成的工艺学基础

《精细有机合成及工艺》思考题第一章绪论1、什么是精细化工产品？2、精细化工产品的特点有那些？3、我国化工部对精细化工产品共分几类？它们是什么？第二章精细化工工艺学基础及技术开发1、精细化工的生产有何特点？其研究的主要内容是什么？2、什么是合成路线？什么是工艺路线？什么是反应条件？什么是合成技术？什么是完成反应的方法？3、精细化工过程开发的一般可分为哪几个阶段？4、如何进行精细化工新产品的开发？一般可分为哪几个步骤？新产品的发展规律是什么？第三章表面活性剂1、什么是表面活性剂？是如何分类的？表面活性剂具有什么特点？其性质是什么？2、如何测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度？3、表面活性剂的主要应用在哪几个方面？4、肥皂的生产方法有哪些？最基本的制皂方法是什么？其生产工艺操作可分为哪几步？5、今有下列几种可能获得的油脂：牛油、椰子油、棉籽油、棕榈油、硬化油，请根据所学设计一个适合生产制备高温（1-20号）、中温（21-40号）、低温（41-60号）洗衣皂的油脂配方？试计算皂化1千克上述配方的油脂需要氢氧化钠多少克? 若用20%NaOH(25℃、密度1.20)多少毫升才能完全皂化？经整理后的皂基各物质含量是：皂70%，水29%，其余杂质1%，则要制成53型的肥皂需要添加泡花碱多6、磺酸盐型阴离子表面活性剂的反应制备原理是什么？其原料有哪些？如何合成制备？其生产方法有哪些？请各举例说明其生产的工艺过程？7、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂的反应制备原理是什么？其原料有哪些？如何合成制备？其生产方法有哪些？请各举例说明其生产的工艺过程？8、如何合成阳离子型表面活性剂，其反应原理是什么？9、请以油脂为主要原料合成：十八烷基二甲基苄基氯化铵、萨帕明A、索罗明A、阿苛维尔A、咪唑啉型等阳离子表面活性剂？（以反应方程式表示）10、如何合成非离子型表面活性剂，其反应原理是什么？11、如何测定聚氯乙烯醚型非离子表面活性剂的“浊点”温度？“浊点”所表示的意义是什么？12、如何合成两性表面活性剂，其反应原理是什么？13、可从哪几个方面来了解表面活性剂的性质与化学结构的关系？14、如何求算表面活性剂的H.L.B值？如何利用已知的H.L.B值的表面活性剂及E.H.L.B值的油脂来测定其它的未知E.H.L.B值的油脂及未知表面活性剂的H.L.B值？15、7%的Tween—60（14.9）和Arace—60（2.1）来乳化31.1%的矿物油（E.H.L.B值10.5）及17.5%的硬化油（10）试求出乳化剂的使用比例。

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。

精细有机合成化学及工艺学1. 精细有机合成化学有机合成化学是化学的一个分支领域，主要是研究有机物的合成方法、合成反应机理、合成原料等。

而精细有机合成化学则是有机合成化学的一个重要分支，它研究的是更加复杂的有机分子的合成方法以及高效的制备技术。

1.1 精细有机合成化学的概念精细有机合成化学指的是合成更加复杂的有机化合物的方法，例如生物活性分子、药物分子、天然产物等。

它不仅需要充分了解化学反应的机理，还需要考虑反应的条件、催化剂的选择以及中间体的稳定性等因素，从而使得反应具有高效、高收率、高纯度等特点。

1.2 精细有机合成化学的原则在精细有机合成化学中，以下原则是非常重要的：•合成路线的选择。

在合成复杂有机分子的过程中，由于反应底物的复杂性和特殊性，合成路线的选择是非常重要的。

需要进行多次的尝试和改进，找到最优的合成路线。

•反应条件的优化。

精细有机合成化学涉及到多个反应步骤，需要对反应条件进行优化，例如温度、压力、溶剂的选择等，以保证反应的效率和产率。

•保护基团的选择。

在有机化合物合成中，由于末端基团的敏感性，需要采用保护基团以防止它们在反应过程中受到损伤或者分解。

•催化剂的选择和使用。

精细有机合成化学中催化剂的选择和使用非常重要，可以大大提高反应的效率和速率，以及降低反应的温度和压力等。

2. 精细有机合成工艺学精细有机合成工艺学是精细有机合成化学的实践应用，主要研究有机化合物的制备工艺，包括生产过程的设计、合成路线的开发、分离和纯化技术等，以实现工业化大规模生产。

2.1 精细有机合成工艺学的应用领域精细有机合成工艺学广泛应用于生产中，包括制药、农药、色素、涂料、环保材料等领域。

•制药领域。

精细有机合成工艺学在药物合成中亦有突出作用。

现代药物的设计和化学合成往往需要使用多步、多中间体和多催化剂等工艺，因此精细有机合成工艺学在药物生产中显得格外重要。

•农药领域。

在农药的研发和生产中，精细有机合成工艺学也扮演了重要角色。

精细有机化学品的合成与工艺学第一章绪论1.1 精细化工的范畴生产精细化学品的工业，通称精细化学工业，简称精细化工。

所谓精细化学品，一般指的是批量小、纯度或质量要求高，而且利润高的化学品。

最早的精细化工行业，例如染料、医药、肥皂、油漆、农药等行业，在19世纪前就已出现。

随着科学技术的不断发展，一些新兴的精细化工行业正在不断出现。

例如，到1981年列入日本《精细化工年鉴》的精细化工行业共有34个即医药、兽药、农药、染料、涂料、有机颜料、油墨、催化剂、试剂、香料、粘合剂、表面活性剂、化妆品、感光材料、橡胶助剂、增塑剂、稳定剂、塑料添加剂、石油添加剂、饲料添加剂、食品添加剂、高分子凝聚剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、纸浆及纸化学品、汽车化学品、脂肪酸及其衍生物、稀土金属化合物、电子材料、精密陶瓷、功能树脂、生命体化学品和化学促进生命物质等。

由此可见，精细化工的范畴相当广泛。

1.2 精细化工的特点精细化学品在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能和专用性质。

精细化学品的全生产过程除了化学合成（包括前处理和后处理）以外，还涉及到剂型（制剂）和商品化（标准化）两部分。

这就导致精细化工必然要具备以下特点：（1）高技术密集度因为精细化工涉及到各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的等多方面的要求和考虑。

（2）多品种例如，根据《染料索引》（Colour Index）1976年第三版的统计，共包括不同化学结构的染料品种5232入其中已公布化学结构的1536个。

主要国家经常生产的染料品在2000个以上。

（3）综合生产流程和多用途、多功能生产设备由于精细化工品种多、批量小，并经常更换和更新品种，为了取得高经济效益，目前许多工厂已采用上述措施。

（4）商品性强，市场竞争激烈。

（5）新品种开发成功率低、时间长、费用高。

（6）技术垄断性强、销售利润高、附加价值高。

1.3 精细化工在国民经济中的作用精细化工是国民经济中不可缺少的一个组成部分。

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。

第四节有机合成1．掌握构建碳链骨架的方法和引入官能团的方法及有机物官能团之间的相互转化。

(重难点)2．掌握有机合成的途径和条件的合理选择，以及逆合成分析法。

(重难点) 3．了解有机合成对人类生产、生活的影响。

有机合成的过程[基础·初探]1．有机合成的概念有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物的过程。

2．有机合成的任务有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。

3．有机合成的过程4．官能团的引入(1)引入碳碳双键的方法①卤代烃的消去反应，②醇的消去反应，③炔烃的不完全加成反应。

(2)引入卤素原子的方法①醇(或酚)的取代，②烯烃(或炔烃)的加成，③烷烃(或苯及苯的同系物)的取代。

(3)引入羟基的方法①烯烃与水的加成，②卤代烃的水解，③酯的水解，④醛的还原。

[探究·升华][思考探究] 1．由怎样转变为?【提示】 由转化成的流程为――→NaOH――→通入CO 2。

2．如何由乙烯合成乙酸乙酯？【提示】 由乙烯合成乙酸乙酯的转化流程为 CH 2===CH 2――→HCl 加成CH 3CH 2Cl ――→NaOH/H 2O水解。

[认知升华]1．常见的取代反应中，官能团的引入或转化 (1)烷烃的取代，如CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl 。

(2)芳香烃的取代，如＋Br 2――→FeBr 3＋HBr 。

(3)卤代烃的水解，如CH 3CH 2X ＋NaOH ――→H 2O△CH 3CH 2OH ＋NaX 。

(4)酯的水解，如CH 3COOC 2H 5＋H 2O CH 3COOH ＋C 2H 5OH 。

2．常见的加成反应中，官能团的引入或转化(1)烯烃的加成反应，如CH 2===CH 2＋HX ―→CH 3CH 2X 。

其他如H 2O 、X 2等均可以引入或转化为新的官能团。

(2)炔与X 2、HX 、H 2O 等的加成 如HC ≡CH ＋HCl ――→催化剂△H 2C===CHCl 。