精細有機合成技術主講姬學亮1第一章總論

2主要內(nèi)容一、有機合成及精細有機合成二、精細化學品及精細化工三、精細有機合成的原料資源四、精細有機合成的單元反應五、本課程的性質(zhì)、任務31.1有機合成及精細有機合成1.1.1什么是有機合成？是指利用有機反應將簡單的有機物和無機物作為原料，創(chuàng)造新的、更復雜、更有價值的有機化合物的過程。1.1.2有機合成的任務2001年諾貝爾化學獎得主日本名古屋大學教授野依良治博士說過：“有機合成有兩個任務：一是實現(xiàn)有價值的已知化合物的高效生產(chǎn)；二是創(chuàng)造新的有價值的物質(zhì)與材料?！?/p>

41.1.3有機合成有兩個基本目的：實驗室合成:為了合成一些特殊的、新的有機化合物，探索一些新的合成路線或研究其他理論問題。工業(yè)合成：為了工業(yè)上大量生產(chǎn)。5工業(yè)有機合成一般可分為基本有機合成和精細有機合成兩大類?；居袡C合成工業(yè)的任務：主要是利用化學方法將簡單的、廉價易得的天然資源（如煤、石油、天然氣等），以及其初加工產(chǎn)品和副產(chǎn)品（電石、煤焦油等）合成為最基本的有機化工原料“三烯一炔”（乙烯、丙烯、丁二烯和乙炔）、“三苯一萘”（苯、甲苯、二甲苯和萘），然后再進一步合成其他重要的有機化工原料如乙醇、甲醛、醋酸、丙酮及苯乙烯等．其特點多是在氣相催化下進行的，且多為連續(xù)性的大規(guī)模生產(chǎn)，因此也稱為重有機合成。6精細有機合成工業(yè)的任務主要是合成染料、藥物、農(nóng)藥、香料以及各種試劑、溶劑、添加劑等精細化學品。其特點是產(chǎn)量小、品種多、附加值高，而且一般多為間歇生產(chǎn)，操作比較復雜、細致。兩類有機合成工業(yè)都是國計民生所必不可少的，沒有精細有機合成就不能滿足人民生活所必需的各種有機產(chǎn)品；而沒有基本有機合成就斷絕了精細有機合成所需要的工業(yè)原料。7化工產(chǎn)品通用化學品:是指一些應用范圍廣泛，生產(chǎn)中化工技術要求高，產(chǎn)量大的產(chǎn)品

。精細化學品:是指一些具有特定應用性能的、合成工藝中步驟繁多、反應復雜、產(chǎn)量小而產(chǎn)值高的產(chǎn)品。1.2精細化學品及精細化工1.2.1什么是精細化學品？凡能增進或賦予一種（類）產(chǎn)品以特定的功能或本身擁有特定的功能的小批量制造和應用的、技術密集度高、附加值高、純度高的化學品。精細化學品是化學工業(yè)中用來與通用化學品或大宗化學品相區(qū)分的一個專用術語。8

國外有一個統(tǒng)計，每投入價值100美元的石油化工原料，產(chǎn)出初級化學品價值為200美元，再產(chǎn)出有機中間體480美元和最終成品80美元；如果進一步加工為塑料、合成橡膠和纖維以及清洗劑和化妝品，則可產(chǎn)生價值800美元的中間產(chǎn)品和價值540美元的最終產(chǎn)品；如再深一步加工成用戶直接使用的家庭耐用品、紡織品、鞋、汽車材料、書刊印刷物等，則總產(chǎn)值可達10600美元，也即比原來的100美元投入增值為106倍。9

①C18H37O(CH2CH2O)nH它屬于高碳醇聚醚，是常用的印染助劑。10②它屬于鄰苯二甲酸二烷基酯，是聚氯乙烯的優(yōu)良增塑劑。11③它屬于溴氨酸系列品種，是色澤鮮艷的藍色活性染料（活性艷蘭X—BR）。12④它屬于氨基甲酸酯類系列品種（呋喃丹），是一種廣譜、低毒、高效的優(yōu)良殺蟲劑。13精細化工產(chǎn)品的附加價值與銷售額的比率在化學工業(yè)的各大部門中是最高的，而從整個精細化工工業(yè)的一些部門來看，附加價值最高的是醫(yī)藥。141.2.2什么是精細化工？生產(chǎn)精細化學品的工業(yè)。1.2.3精細化學品的分類：農(nóng)藥、染料、涂料（含油漆、油墨）、顏料、試劑和高純物、信息用化學品、食品和飼料添加劑、膠粘劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產(chǎn)的化學藥品（原料藥）和日用化學品、功能高分子材料。（11類）——《精細化工產(chǎn)品分類暫行規(guī)定》，1986年3月6日

151.3精細有機合成的原料資源煤的加工石油加工天然氣的利用農(nóng)、林、牧、漁副產(chǎn)品的利用161.3.1煤的加工煤的煉焦：萘、2－甲基萘、蒽、菲、芴、苊、芘、苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、硫芴、吡啶、咔唑等苯：50－70％甲苯：12－22％二甲苯：2－6％粗苯煤焦油17煤的氣化：水煤氣反應：氫費－托反應：分子量較寬的烷烴或烯烴混合物181.3.2石油加工催化重整：苯、甲苯、二甲苯熱裂解：乙烯、丙烯、丁二烯催化裂化：多烷基苯、烷基萘臨氫脫烷基化：苯、萘

191.3.3天然氣的利用甲烷、乙烷、丙烷和較高碳鏈的烷烴（其中主要是甲烷）可直接用于制備碳黑、乙炔、氫氰酸、各種氯代甲烷、二硫化碳、甲醇、甲醛等制合成氣（CO和H2的混合物），進一步制得甲醇、甲醛、高碳醇、正丁醛、甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、丙烯酸酯、人造石油等201.3.4農(nóng)、林、牧、漁副產(chǎn)品的利用碳水化合物：糖類、淀粉、糖類樹膠——單糖纖維素——己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）

脂肪和油類：主要成分：甘油三羧酸酯可獲得化工原料：脂肪酸、脂肪族含氮化合物、二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉類、壬二酸與壬酸、脂肪醇、環(huán)氧化合物、蓖麻醇酸、甘油。

211.4精細有機合成的單元反應精細化學品的主要取代基精細有機合成的主要單元反應產(chǎn)品舉例及合成路線的綜合評定221.4.1精細化學品的主要取代基

主體結(jié)構(gòu)精細化學品取代基23鹵素：-Cl、-Br、-I、-F含氮基團：

-NO2、-NO-NH2、-NHR、-NR1R2-NHCO-、-NH2OH、-N2+X-、-N=N-、-NHNH2

-CN24含硫基團：

-SO3H、-SO2Cl、-SO2NH2、-SO2NHR含氧基團：

-OH、-OR、-OAc-COH、-COR、-COOH、-COOR、-COCl、-CONH2烷基、?；?51.4.2精細有機合成的主要單元反應鹵化磺化和硫酸酯化硝化和亞硝化還原和加氫氧化重氮化和重氮基的轉(zhuǎn)化氨解和胺化水解烴化酰化縮合環(huán)合聚合261.4.3產(chǎn)品舉例及合成路線綜合評價2728合成工藝路線的選擇依據(jù)路線短總收率最高易于工業(yè)化生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益高原料易得291.5本課程的性質(zhì)、任務《精細有機合成技術》是應用化工技術專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，是學生在學習了《有機化學》、《化工單元操作》等專業(yè)基礎課之后必修的一門專業(yè)課程。本課程主要介紹精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的最重要的十幾個單元反應。

30重點學習內(nèi)容：基本原理、工藝方法、控制因素以及這些單元反應在生產(chǎn)中的應用；同時對有機合成反應的基礎理論及精細有機合成的新方法、新技術及新工藝也作了適當介紹；此外還