精细有机合成的基础理论和应用

有机化学合成方法的新进展与应用有机化学合成方法是化学领域中的一项基础性研究，它涉及到有机分子的合成、结构的设计以及新材料的开发等方面。

随着化学技术的不断进步和研究的深入，有机合成技术也有了更多的新进展和应用，从而为人类的生产和生活带来了更大的便利。

本文将围绕有机化学合成方法的新进展和应用展开论述。

1. -烯酮的合成-烯酮是一种重要的有机化合物，在医药和农药的生产中都有着广泛的应用。

传统的-烯酮合成方法主要是通过将酸、酯、醛和酮等物质进行酸催化加成反应来合成。

但这样的方法具有条件苛刻、含有酸等缺点，不利于大规模生产应用。

最近几年，一种新型合成方法的出现为-烯酮的合成提供了新思路。

这种方法以C-H/C-C键的活化为基础，利用金属催化剂或基团转移酶等促进剂来实现-烯酮的高效合成。

这种方法的优点在于反应条件温和，化学品易得，不含有毒化合物等。

2. 金属有机物的合成金属有机物是用金属与含有一定碳氢框架的有机物结合而成的新型有机化合物。

它们在分子结构、导电性、光学性等方面具有独特性，并具有广泛的应用场景。

在传统合成方法中，金属有机物的制备通常采用反应的煎烧、固定化的方式，反应时间长且成本高。

近年来，随着有机化学技术的发展，新型的快速、高效的金属有机物的合成方法得到了越来越广泛的应用。

这些方法涵盖了各种金属有机化学反应，例如共轭加成反应、代替基加成反应等。

3. 快速亲核加成反应亲核加成反应是有机化学合成中的一种关键技术，它是化学家研究和合成分子的重要工具。

亲核加成反应通常要求反应剂必须具有强亲核性，反应条件也比较苛刻。

最近研究人员开发了一种新的快速亲核加成反应方法，即NPB反应（nucleophile-polar-bond approach）。

这种方法在反应物之间加入用于促进反应的中间体，并且在反应过程中紫外线辐射还可以提高反应速率。

NPB反应的优点在于不需要加入任何亲核试剂，在温和的反应条件下即可进行反应。

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》课程思政系统性设计与教学实施发布时间：2022-08-26T07:44:36.377Z 来源：《教学与研究》2022年第8期作者：王翠娥，王国伟，郑春玲[导读] 在专业核心课程教学中融入思政教育，使课程与思想政治理论课同向同行，是目前轻化王翠娥，王国伟，郑春玲 (南京工业大学食品与轻工学院，江苏南京 211816) 摘要：在专业核心课程教学中融入思政教育，使课程与思想政治理论课同向同行，是目前轻化工程专业课程建设的一项重要任务，也是树立轻化工程学生的专业思想的有效途径。

《精细有机合成》是专业核心课程，是“课程思政”教育的一块重要阵地。

本文遵循思政教育的显性和隐性相统一原则，基于课程自身建设规律，深入挖掘其中蕴含的课程思政元素，系统地规划了《精细有机合成》课程思政的设计思路，设计贯穿课程教育的系统化思政方案，凝练包括政治认同、家国情怀、专业素养、环保意识、科学素养和创新意识的思政内容。

通过改进教学方式、课堂管理以及考核方式多方面促进学生学习思政内容。

关键词：精细有机合成；轻化工程；课程思政；教学方法中图分类号：[TS-9] 文献标志码：A 文章编号：1672-6510（0000）00-0000-00 Socialist Core Values Systematic Design of Fine Organic Synthesis WANG Cui-e, WANG Guo-wei, ZHENG Chun-ling (College of Food Science and Light Industry, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China) Fine Organic Synthesis is the professional core course of light chemical engineering specialities. As impart professional knowledge to students, the socialist core values were permeated through the course. According to the invisible principle of ideological and political content, based on the law of curriculum self-construction, this paper diged deeply into the ideological and political elements contained in the curriculum, and systematically planed the the socialist core values of the course of Fine Organic Synthesis. This paper condensed the socialist core values including national feelings, scientific literacy, innovative consciousness, professional accomplishment, environmental awareness and professional self-confidence. By improving teaching methods, classroom management and assessment methods, we can promote students to learn ideological and political content. Key words: Fine Organic Synthesis；light chemical engineering；course ideology and politics；teaching method习近平总书记指出，做好高校思想政治工作，要因事而化、因时而进、因势而新。

有机化学反应的机理及其在合成化学中的应用有机化学反应是指有机分子之间或有机分子与其他物质之间所发生的化学反应，是有机化学的基础和核心。

在有机化学的实验中，对有机化学反应的机理和分析十分关键，因为只有深入了解反应机理，才能合理地设计合成方案，提高化学反应的效率和选择性。

因此，本篇文章将围绕有机化学反应的机理及其在合成化学中的应用展开探讨。

一、有机化学反应的机理1. 电子云重叠模型有机化学反应的机理有多种模型进行解释，其中最常见的是电子云重叠模型。

该模型认为，有机分子中的化学键是由两个原子核中的电子云重叠而形成的。

当两个原子间形成化学键时，它们的电子云就会重叠，如果最外层电子云重叠达到一定程度，就会形成一个新的分子。

在反应中，原子之间的键连接和断裂就是由于电子云的重叠和分离而发生的。

2. 反应中间体模型另外一种常见的反应机理解释模型是反应中间体模型，它认为有机化学反应存在着一个中间状态，也就是反应中间体。

这个中间体在反应过程中会经历化学键的形成和断裂，最终形成新的产物。

通过分析这些中间体在反应过程中的结构，能够更深入地了解反应的机理。

3. 分子轨道模型分子轨道模型是一种较为高级的反应机理解释模型。

它基于分子轨道理论，通过计算轨道的形状和能量来预测反应的可能性，从而了解反应的机理。

该模型的优点在于它可以解释一些比较复杂的反应机理，但也存在着一些计算上的难度。

二、有机化学反应在合成化学中的应用有机化学反应在合成化学中的应用非常广泛，包括药物合成、材料合成、精细化学品生产等等。

以下以几种代表性的合成反应为例进行介绍。

1. 核磁共振（NMR）反应探测核磁共振（NMR）是一种常用的反应探测手段。

在有机化学实验中，NMR技术可以用来分析化合物的结构和纯度，并进行反应探测。

通过监测化合物中含有的相应核磁共振信号的强度和位置变化等参数，可以监测反应的进程和产物的形成。

2. 还原反应还原反应是有机化学中的一种基础反应。

化学有机化学中的反应机理与合成方法在化学有机化学领域，研究有机化合物的反应机理以及合成方法是非常重要的。

有机化学是研究有机物的结构、性质和反应规律的学科，而反应机理则是揭示有机反应发生的步骤和原理，为有机合成提供理论依据和指导。

本文将探讨有机化学中的反应机理与合成方法的基本概念和应用。

一、反应机理1.1 共价键的形成和断裂在有机化学中，反应机理研究的基础是共价键的形成和断裂。

共价键的形成是由于原子之间的电子云重叠，而共价键的断裂则是由于电子的重新分配。

根据电子的重新分配方式，反应可以分为极性反应和非极性反应。

极性反应中，电子云产生偏移，形成正负电荷，而非极性反应中，电子云的重叠没有明显的偏移。

1.2 反应的速率和能垒反应机理中，我们还关注反应的速率和能垒。

反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的量，而能垒则是指反应进行所需的最小能量。

能垒越高，反应越困难，能垒越低，反应越容易进行。

理解反应速率和能垒有助于解释反应机理中的活化能和过渡态。

1.3 电子云的移动和中间体的形成在有机化学反应中，电子云的移动和中间体的形成是反应机理的重要内容。

电子云的移动通常通过电子的亲电性和亲核性来实现，亲电试剂具有亲电性，亲核试剂具有亲核性。

电子云的移动经过一系列的中间体，包括碳阳离子、碳负离子、自由基等。

中间体的形成是有机反应中的关键步骤。

二、合成方法2.1 反应类型有机化学合成方法多种多样，根据反应类型的不同可以分为加成反应、消除反应、取代反应、重排反应等。

加成反应是指有机物中两个或多个原子团结合成为一个新的化学键，消除反应是指有机物中的某种原子团与其他原子团的化学键断裂而形成新的化学键。

取代反应是指有机物中一个原子团被另一个原子团取代，重排反应是指有机物中化学键的重新排列。

2.2 确定反应路径和条件在设计和实施有机合成反应时，我们需要确定反应路径和反应条件。

反应路径是指从起始物质到目标产物的一系列反应步骤，通常需要考虑反应的选择性和收率。

精细有机合成技术习题 第一项单选题第一部分：基础理论1 •下列物质中，不属于有机合成材料的是（A •聚氯乙烯B •电木塑料2. 下列物质中，不属于合成材料的是（A •的确良B •尼龙C •真丝3. 下列材料，属于无机非金属材料的是（A •钢筋混凝土B •塑料C •陶瓷 4. 在酒精的水溶液中，分子间的作用力有（A 、取向力、色散力 C 、A 、B 都有5. 大部分有机物均不溶于水，但乙醇能溶于水，原因是 AA.能与水形成氢键 B.含有两个碳原子 C.能形成稳定的二聚体D.乙醇分之间可以形成氢键6.在室温下能与硝酸银反应，并立刻生成沉淀的化合物是DA. CH 2=CHCIB. CH 3CH 2CH 2CIC. CH 3CHCICH 3D. CH 2CICH —CH 27.下列化合物中碱性最强的是 A乙酰苯胺D.氨D ）。

C •有机玻璃 D •钢化玻璃C ）D •腈纶C ）。

D .钢铁 C ）。

B 、诱导力、氢键 D 、A 、B 都没有A.二乙胺B. 苯胺C8. 下列化合物具有芳香性的是 DA 1NB□H C L DO9. 下列化合物哪个水解反应的速度最快 CA.酰胺B. 酯C. 酰氯D. 酸酐10 . 能区别伯、仲、叔胺的试剂是 DA.无水ZnCl2 +浓HCIB. NaHCO312.SP 3杂化的碳原子的空间几何形状是 AA.四面体型B.平面三角形 （SP 2杂化）C.直线型 （SP 杂化）D.金字塔型13. 下列化合物中含仲碳原子时是BA. CH 3CH(CH 3)2B. CH 3CH 2CH 3C. (CH 3)4C14.在苯环的亲电取代反应中，属于邻、对位定位基的是AA CH 3CONH —B ・—SO 3Hc. — NO 2 D ・ COCH 3115沸点最高的是（A ）。

A :丁酸B :丁醛C : 丁醇D : 2-丁酮E : 1-丁烯 16. 下列化合物中碱性最强的是 AA. 二甲胺B. 苯胺C. 甲胺D. 氨 17. 甲基环己烷的最稳定构象是 ACH 3A, H 3「 B.「HH18. 能发生重氮化反应的胺是 DA>1CH 2NH 2 B. '一 NHCH 3 C.： 一 N （CH 3）2 D 」 一NH 219. 乙酰乙酸乙酯与FeCb 溶液呈紫色是由于它具有 DA.顺反异构B.构象异构C. 旋光异构D.互变异构20. 能与托伦试剂反应的化合物是BA.苯甲酸B.呋喃甲醛C.苯甲醇D. 苯乙酮21.下列环烷烃中加氢开环最容易的是 AA .环丙烷 B. 环丁烷 C. 环戊烷D. 环己烷22.下列化合物中，酸性最强的是 AA. CH 3CCI 2COOHB. CH 3CHCICOOHA. 丁醛B. 3-戊酮C. 2-丁醇D.叔丁醇D. CH 3CH 3CH 3C. CICH2CH2COOHD. CH3CH2COOH23. F列试剂哪一个不是亲电试剂？（ C ）A.NO2+B.CI2C.Fe2+D.Fe3+24.按极性分类，下列溶剂中哪一个是非极性溶剂？ B A.丙酮B. 环己烷25.最常用的胺基化剂是：A A.氨水 B. 气氨 C.26.下面哪一个置换卤化最容易发生？ B(a) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2-0H + HCl (b)(CH3)3 C-OH + HCl(c) CH 3 CH2CH2CH 2-OH + HI(d) (CH ) C-OH + HI3327.苯与卤素的取代卤化反应 Ar + X2 == ArX + HX ，下面哪一个不能用作催化剂？ CFeCb B.I 2 C.FeCl 2 D.HOCl 28.下面哪一个化合物最容易发生硝化反应？BA.氯苯B. 苯酚C. 一硝基苯D.苯磺酸29.生产乙苯时，用三氯化铝作催化剂，采用的助催化剂为： AA. HClB.HFC.H2SO4D.HNO30. 重氮化反应中，下面哪一个是亲电进攻试剂？ B A.H+ B. NOCl C.NO2D.N2O431. 下列关于磺化n 值的说法正确的有(B ) A 、容易磺化的物质n 值越大；B、容易磺化的物质n 值越小；C 、n 值越大，所用磺化剂的量越少；D 、n 值越大，所用磺化剂的量越多。

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。

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。

为什么？答：卤素交换制备氟代烷反应,其反应过程可用下式表示：C 6H 6+Cl 2C 6H 5Cl HCl+CH 3I CH 3F ++I ―F ―此反应是一个双分子的亲核取代反应，亲核试剂（或离子）的亲核能力越强，反应速度越快。

第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念初始原料：煤、石油、天然气、生物有机质（农林副产） 基础有机原料：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、（甲苯）、二甲苯、（乙炔、萘）、合成气（CO + H2）等。

2.2 亲电取代反应→ 2.2.3 芳香族亲电取代定位规律→（1）影响定位的主要因素 2.2.3 芳香族亲电取代定位规律 （1） 影响定位的主要因素■ 已有取代基的性质: ①极性效应 ②空间效应■ 亲电试剂的性质——也包括： ①极性效应 ②空间效应 ■ 反应条件：主要－温度、催化剂和溶剂。

上述因素中，最重要的是已有取代基的极性效应。

芳香取代反应中，苯系亲电取代反应研究的最多，也最重要。

2.2 亲电取代反应→ 2.2.3 芳香族亲电取代定位规律→（2）两类定位基 （2）两类定位基已有取代基 Z 对新取代基 E 的定位作用有两种：■第一类定位基 邻、对位定位基：-O-、-N(CH3)3、-NH2、-OH 、-OCH3、-NHCOCH3、-OCOCH3、-F 、-Cl 、-Br 、 -I 、 -CH3、-CH2Cl 、-CH2COOH 、-CH2F 等。

■第二类定位基间位定位基：-N+(CH3)3、-CF3、 -NO2、-C≡N 、 -SO3H 、-COOH 、-CHO 、-COOCH3、-COCH3、-CONH2、-N+H3、-CCl3。

上节回顾 2.2 亲电取代反应芳香族亲电取代反应历程大多数亲电取代反应是按照经过σ配合物中间产物的两步历程进行的。

其通式如下：2.3 亲核取代反应→ 2.3.2 反应影响因素→（4）溶剂的影响 （4）溶剂的影响SN1反应的第1步是一个中性的化合物离解为两个带有不同电荷的离子，因此极性溶剂有利于反应的进行。

SN2反应中，因为极性溶剂与亲核试剂可以形成氢键，亲核试剂与反应物形成过渡态时，必须首先消耗能量破坏氢键，所以反应在不形成氢键的溶剂中进行，反应速度较快。

2.4 消除反应→ 2.4.3 影响消除反应的因素→（2）反应条件的影响■ 温度的影响：提高温度有利于消除反应。