第9章烷基化反应
第九章-苯及芳香化学
9.1.4 苯的分子轨道 •六个碳均为 sp2杂化 •六个离域的电子总能量较 低.苯中所有碳碳键都相等. 键长也完全相等(0.139nm) 闭 合 共 轭 体 系
H H
H H
H
苯的p轨 道交盖
H
大键
苯的离域 分子轨道
•位相符号+,-. 节点,节面
反键轨道
•苯的基态是三个成 键轨道的叠加
成键轨道
(1) 加氢
(2) 加氯(在紫外线照射下)
•六氯化苯简称六六六,有八种异构体,只有异构体具 有杀虫活性,占化合物的18%.
9.4.2 芳烃侧链反应 (1) 氧化反应 • 常见的氧化剂:高锰酸钾,重铬酸钾加硫酸,稀硝酸等, 只使侧链发生氧化:
KMnO 4
CH3
COOH 苯甲酸
H3C
CH3
稀 HNO 3
HOOC
COOH
150~160℃,1~1.5MPa
对苯二甲酸
• 在过量氧化剂存在下,无论支链长短,最后都氧化成 苯甲酸(说明的活泼性):
KMnO 4
CH2CH3
COOH
注意: 叔丁基苯 由于无 ,在一般情况下 不氧化,但在强烈条件下,环破裂(P307).
CH3
均有,直接 氧化到苯甲酸
CH3
Cl2 日光或热
CH2Cl
Cl2 日光或热
CHCl2
Cl2
日光或热
CCl3
•苯环上H的取代(离子型): CH3 + Cl2
Fe或 FeCl3
CH3 Cl
+ 邻位
CH3
+2HCl
Cl 对位
[问] 为什么在高温或光照下,主要生成苯一氯甲烷? • 自由基型取代反应,生成的苄基自由基 CH2•
华理有机6-9章答案
答案: (a) C3H7NO 答案:
(b)
C2H3OCl
习题 6-2 试说明 2 己烯质谱中 m/z=41,55 和 84 的离子峰是怎样形成的。
b
CH3CH=CH CH2
a
CH2CH3 m/z=84
a -CH2CH3
CH3CH CHCH2 m/z=55
b - CH2CH2CH3
第6章
有机化合物的结构解析 思考题答案
思考题6-1 分别写出CH3Br,CH2Br2这二种化合物的同位素峰的类型及相应的峰强度的比值。 答案:CH3Br M:M+2 = 1:1 CH2Br2 M:M+2:M+4 = 1:2:1 思考题6-2 比较甲苯、顺丁二烯、环己烷和乙醇分子离子的稳定性。 答案:甲苯 >顺丁二烯 >环己烷 >乙醇 思考题6-3 当体系的共轭双键增多时,紫外光谱会发生什么变化,解释其原因。 答案:随着共轭双键的增长,分子的 π -π 共轭增强,减低了π →π 跃迁所需的能量,发色团吸收波 长向长波长方向移动,产生红移现象。 思考题6-4 CH3CN的最低能量跃迁是什么跃迁,请判断CH3CN是否有发色团。 答案:CH3CN分子内最低的能量跃迁是n→π ,CN基团是发色团。 思考题6-5 判断2,3-二甲基-2-丁烯是否有双键的红外吸收,解释其原因。 答案: 2,3-二甲基-2-丁烯是一个对称性很高的分子, 没有偶极距的变化, 因此没有双键的红外吸收。 思考题6-6 比较乙酸乙酯,乙酰氯,乙酰胺三个化合物的羰基伸缩振动峰的大小? 答案:乙酰氯(1800cm )> 乙酸乙酯(1735cm )> 乙酰胺(1690cm ) 习题答案 习题 6-1 化合物 A,B 的质谱数据列于表中,试确定其分子式。
有机化学第二版 高占先 第八九章答案
第八章 卤代烃8-2 完成下列各反应式。
(CH 3)3CBr C 2H 5OH(CH 3)2C=CH 2+CH 3CH=CH 2HBr+O OCH 3CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CNNaCN(1)(2)(CH 3)2CHCH=CH 2Br +500℃(CH 3)2CCH=CH 2BrH 2O (CH 3)2C=CHCH 2Br+(CH 3)2CCH=CH 2OH(CH 3)2C=CHCH 2OH+(3)NaCNKOH 25(4)(5)(6)ClCH=CHCH 2Cl CH 3+ClCH=CHCH 2OCCH 3OBrBrBrCNCH 2CHCH 3Br CH=CHCH 3CH 3Br2NH 3(l)CH 3NH 2CH 32+ClClNO 22OHClNO 2ZnCl 2(HCHO + HCl)+CH 2ClMgCH 2MgClCH 2COOHClCH 2CHCH 2CH 2CH 3PhCH 2MgCl 3+PhCH 2CH 2CHCH 2CH 2CH 33(7)(8)(9)(10)3RC CLi(11)RCCR'RC CCOOHRC CCH 2CH 2OHCHBr3BrBr(12)8-3 写出下列反应主要产物的构型式。
C2H5CH3NaI+C2H5CH3NaINaSCH3+(S N2)(S N2)(S N2)CH3ICH2(CH2)4CH3HH2OCH3H2(CH2)4CH3HOCBrBrCH2CH2CH3CCH2CH32Lindar催化剂CHCCH2CH2CH3H(1)(2)(3)(4)3KOH253H3t-BuOKt-BuOH, △H3Ph PhC6H5H3C HC6H5H BrC6H5H C6H5CH32525Br(H3C)2HCCH3(H3C)2HCCH3CH3H Br2CH3H BrC2H5CH325Znt-BuOKt-BuOH, △(E2反式消除)(E2反式消除)(E2反式消除)(顺式消除)(E2反式消除,但很慢)(5)(6)(7)(8)(9)8-6 把下列各组化合物按发生S N1反应的活性排列成序。
天然气化工工艺学 第09章 天然气制合成油(GTL-FT)
煤炭希恩结构(Coal Shinn Structure)
《天然气化工工艺学》第9章
2-1. 煤气化化学反应 (I. 水-煤浆气化)
(1) 煤气化反应 ∆H >>0
《天然气化工工艺学》第9章
(总反应)
T > 815.6 oC (2) 水煤气变换 ∆H= - 9.839 kcal/kmol (3) 发生炉煤气化反应 ∆H = 41.220 kcal/kmol (4) 水煤浆气化反应 (主) ∆H = 31.38 kcal/kmol (5) CH4水蒸气重整反应 ∆H = 49.271 kcal/kmol
1993年,马来西亚Bintulu天然 气合成油厂 计划在印度尼西亚和委内瑞拉 分别建设7x104 bbl/d和1.5x104 bbl/d工业装置 2002年,澳大利亚Burrup Peninsula合成液体烃厂 1套200 bbl/d中试装置在运转, 在阿拉斯加州普拉德霍湾和卡 塔尔各建1套105 bbl/d工业装置 印度孟买天然气合成油厂, 2001年投产。 1套400 bbl/d 中试装置 2002年 投产; 6×104 bbl/d工业装置计 划2007年投产。
1923年由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch发 明的,简称费托 (F-T)合成。 1936年首先在德国实现工业化,并在南非发展成煤基合 成气制油的燃料工业,到1945年为止,共建了16 套以煤基 合成气为原料的合成油装置,主要使用钴-钍-硅藻土催化剂。 2010年神华集团直捣煤液化核心,成功开发煤基浆态床 费托合成催化剂及工艺。
《天然气化工工艺学》第9章
(b) Texaco煤炭气化典型技术指标
1.汽化条件:P=2.7-6.5MPa; T=1300-1500℃;煤浆浓度 >60%,粒度分布70%以上大于200目(<6nm)
高等教育有机化学 第九章
RCOOH
2CH3CH2OH + Cr2O7
橙红
+ Cr3+ 绿色 K2Cr2O7 CH3COOH
仲醇氧化生成酮
RCH 2OH OH
[O]
RCHO K2 Cr2 O7 - 稀H2 SO4
[O]
ROOH =O (85%)
——叔醇无α﹣氢原子,在碱性条件下不易被 氧化,在酸性(例:硝酸)条件下脱水生成烯 烃,然后氧化断链生成小分子化合物(无实用 价值)
CH3OH>RCH2OH>R2CHOH>R3COH
RCH2O-溶剂化作用大、稳定,因此RCH2OH中的
质子易于离解,酸性大;R3CO-溶剂化作用小, 不如RCH2O-稳定,因此R3COH中质子不易离解
醇金属
醇与金属钠反应发生氢氧键的断裂,放出氢
气,生成醇钠
ROH + M → ROM + H2↑ M = K、Na、Mg、Al
命名
酚的物理性质
纯净的苯酚是没有颜色的晶体,具有特殊气
味,熔点是 43℃。常温时,苯酚在水里溶解 度不大,当温度高于70℃时,能跟水以任意 比互溶。 苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯酚有 毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性
一元酚的反应
1.弱酸性:
苯酚羟基上氢原子可有少量电离 而呈现弱酸性,其pKa=9.98。 a. 若苯环邻、对位有强吸电子基降低氧原 子电子云密度,酸性增强。 如:邻硝基酚pKa=7.23;2,4—二硝基苯的 pKa为4.0;2,4,6—三硝基苯酚pKa为 0.71,已属于有机强酸了。
CH3CH2OH + Na → CH3CH2ONa + H2↑ (CH3)3COH + K → (CH3)3COK + H2↑ CH3CH(OH)CH3 + Al → ((CH3)2CHO)3Al + H2↑
烃化_精品文档
O +
CH2Br
DMF OCH2Ph
CF3CH2OH CH2Ph OH
2.1.3醇、酚羟基的保护
在有醇、酚羟基的化合物中,同时存在其他的官 能团,这些官能团发生转换、氧化或还原反应 时,为了不使羟基发生变化,可先将羟基与某些 试剂反应,生成稳定的衍生物,待其他的官能团 转化完成后,再脱除保护基,恢复羟基。
叔卤代烃在强碱中优先发生消除反应,而不 是O-烃化反应。
CH3
CH3O C CH3 的合成
CH3
(1)CH3ONa
+ Cl
CH3 C CH3 CH3
消除 -HCl
CH3
碱
(2)CH3Cl + HO C CH3
CH3
CH3 CH3 C CH2
稳定
CH3O
CH3 C CH3 CH3
在中性或弱碱性条件下,叔卤代烃也可以进 行单分子的亲核取代反应(SN1),也可得 到O-烃化产物。
ROH RCl / R2SO4
• 混合醚:
ROR
ROH + R'Cl
ROR'
• 醇进行O-烃化反应的烃化剂有:
卤代烃RX
硫酸酯(芳磺酸酯)R2SO4、R 环氧烷,如:环氧乙烷
SO3R'
其他的烃化剂
卤代烃RX为烃化剂:
醇在碱(钠、氢氧化钠、氢氧化钾)存在下与 卤代烃RX反应制备混醚,称为威廉森法 (Williamson)。
NO2 非那西丁的中间体
叔卤代烃在强碱中优先发生消除反应,而不是 O-烃化反应。
在中性或弱碱性条件下,叔卤代烃也可以进行 单分子的亲核取代反应(SN1),也可得到O-烃 化产物。
• (2) 醇的影响
(完整word版)第九章卤代烃
第九章 卤代烃教学要点:1.介绍了卤代烃的分类及同分异构现象、卤代烃的命名、卤代烷的结构和物理性 质、化学性质、制备方法。
2.介绍了一卤代烷的取代反应、消去反应(查依采夫规则)、还原反应。
几种常见 的有机金属化合物。
3.介绍了S N 1和S N 2反应历程、碳正离子的生成、结构、不同结构碳正离子的相对稳定性。
4.一卤代烯烃和一卤代芳烃的分类、物理性质、化学性质、有机氟化合物的特性、有机氟化合物的应用。
本章重点:卤代烷的结构,卤代烷的化学反应,亲核取代反应的机理,一卤代烯烃和一卤代芳烃,卤代烃的制备方法,几种常见的有机金属化合物。
本章难点:卤代烷的化学反应,亲核取代反应的机理。
考核要求:识记:卤代烷的命名,一卤代烷的结构。
领会:亲核取代反应的机理。
综合分析:SN1和SN2反应立体化学及影响因素。
熟练应用:一卤代烷的化学反应,卤代烃的制备方法,几种常见的有机金属化合物。
教学时数:6学时 教学内容:第一节 卤代烃的分类、命名及同分异构现象;第二节 卤代烃;第三节 亲核取代反应历程;第四节 一卤代烯烃和一卤代芳烃;第五节 卤代烃的制法; 第六节 重要的卤代烃;第七节 有机氟化合物;第二十四次课 (第47~48学时)卤代烃可以看作是烃分子中一个或多个氢原子被卤原子取代后所生成的化合物。
卤原子是卤代烃的官能团。
常所说的卤代烃是指氯代烃、溴代烃和碘代烃。
而氟代烃的性质和制法都较为特殊。
一卤代烃的性质比较活泼,能发生多种化学反应转化成各种其他类型的化合物。
所以卤代烃是重要的合成中间产物。
第一节 卤代烃的分类、同分异构和命名一、分类 二、命名 三、同分异构现象一、分类卤代烃氟代烃碘代烃溴代烃氯代烃一卤代烃多卤代烃根据卤代烃分子中所含卤原子的数目:根据卤代烃分子中所含卤原子的种类:根据卤代烃分子中烃基的类型:饱和卤代烃不饱和卤代烃芳香族卤代烃根据和卤原子直接相连的碳原子类型:一级卤代烃(伯卤代烃) R -CH 2-X 10-X 二级卤代烃(仲卤代烃) R 2CH-X 20-X 三级卤代烃(叔卤代烃) R 3C-X 30-X二、命名 1.简单的卤代烃,按卤原子相连的烃基的名称来命名,称为卤代某烃或某基卤。
有机化学第二版(全14章答案完整版) _第8-14章
有机化学第二版(高占先)(全14章答案完整版) _第8-14章其中包括各种判断题、推断题、思考题以及合成题的答案!!第8章 卤代烃8-2 完成下列各反应式。
(CH 3)3CBr C 2H 5OH(CH 3)2C=CH 2+CH 3CH=CH 2HBr+O OCH 3CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CNNaCN(1)(2)(CH 3)2CHCH=CH 2Br +500℃(CH 3)2CCH=CH 2BrH 2O (CH 3)2C=CHCH 2Br+(CH 3)2CCH=CH 2OH(CH 3)2C=CHCH 2OH+(3)NaCNKOH 25(4)(5)(6)ClCH=CHCH 2Cl CH 3+ClCH=CHCH 23OBrBrBrCNCH 2CHCH 3Br CH=CHCH 3CH 3Br2NH 3(l)CH 3NH 2CH 3NH 2+ClClNO 2NaOH-H 2OOHClNO 2ZnCl 2(HCHO + HCl)+CH 2ClMgCH 2MgClCH 2COOHClCH 2CHCH 2CH 2CH 3PhCH 2MgCl CH 3+PhCH 2CH 2CHCH 2CH 2CH 3CH3(7)(8)(9)(10)3RC CLi (11)RC CR'RC CCOOHRC CCH2CH2OH CHBr350%NaOH(aq)BrBr(12)8-3写出下列反应主要产物的构型式。
C2H5CH3NaI+C2H5CH3NaSCH3+(S N2)(S N2)(S N2)CH3ICH2(CH2)4CH3HH2OCH3HCH2(CH2)4CH3HOCBrBrCH2CH2CH3CCH2CH3H2Lindar催化剂C CCH2CH2CH3H(1)(2)(3)(4)3KOH253H3t-BuOKt-BuOH, △H3CPh PhHC6H5H3C H6H5H BrC6H5H C6H5CH32525Br(H3C)2HCCH3(H3C)2HCCH3CH3H BrCH2CH3H BrC2H5CH325Znt-BuOK(E2反式消除)(E2反式消除)(E2反式消除)(顺式消除)(E2反式消除,但很慢)(5)(6)(7)(8)(9)8-4比较下列每对亲核取代反应,哪一个更快,为什么?(1)B>A (亲核性C2H5O->C2H5OH)(2)A>B (烯丙型卤代烃活泼)(3)B>A (极性非质子溶剂有利于S N2反应)(4)A>B (亲核性-SH>-OH)(5)A>B (亲核性硫比氮强)(6)B>A (离去能力I->Cl-)8-5卤代烷与NaOH在H2O-C2H5OH溶液中进行反应,指出哪些是S N2机理的特点,哪些是S N1机理的特点?(1)产物发生Walden转化;S N2(2)增加溶剂的含水量反应明显加快;S N1(3)有重排反应产物;S N1(4)反应速率明显地与试剂的亲核性有关;S N2(5)反应速率与离去基的性质有关;S N2和S N1(6)叔卤代烷反应速度大于仲卤代烷。
硫酸烷基化解析
----------------------- Page 1-----------------------文件编码:CHRP-104-PE-OI-0001-2011烷基化装置操作规程版本/状态:B/1分发号:中海石油炼化有限责任公司惠州炼油分公司----------------------- Page 2-----------------------2011年01月01日发布2011月01日实施编写签字表名称签字时间编写人审校人审核人----------------------- Page 3-----------------------专业会审表单位专业名称签字时间技术中技术专业心质量专业指挥中心调度专业动设备专业设备中静设备专业心仪表专业电气专业安全专业HSE中环保专业心消防专业职业卫生专业--------------------- Page 4-----------------------审核签字表中心领导签字时间技术中心经理设备中心经理HSE中心经理批准签字表公司领导签字时间总工程师目录第一章工艺技术规程3第一节设计依据第二节装置概况、特点及工艺原理第三节工艺流程说明第四节工艺指标第五节原材料指标第六节半成品、成品主要性质指标第七节公用工程(水、电、汽、风等)指标第八节主要操作条件及质量指标详见第十二节第九节原材料、公用工程消耗、能耗计算指标和节能措施.第十节物料平衡第十一节主要设备选择及工艺计算汇总第十二节生产控制化验分析第十三节装置内外关系第二章岗位操作法54第一节烷基化装置操作原则第二节预加氢系统操作法第三节烷基化反应系统操作法第四节致冷系统操作法第五节分馏系统操作法第三章岗位开停工规程86第一节开工规程第二节停工规程第四章设备操作规程164第一节大型专用设备操作规程第二节基础设备操作规程第五章事故处理191第一节事故处理原则第二节紧急停工方法第三节事故处理预案第四节事故处理预案演练规定第六章仪表控制系统操作法231第一节仪表控制系统概况及操作第二节工艺操作仪表控制回路说明第四节仪表投用、停用及注意事项第七章操作规定325第一节定期工作规定第二节操作规定第八章安全生产及环境保护330第一节安全知识第二节安全规定第三节烷基化装置防风防台措施第四节同类装置典型事故分析、处理方法及经验教训.第五节烷基化装置易燃易爆物质的安全性质第六节本装置主要有害物质的性质第七节装置污染物主要排放部位和排放的主要污染物.第八节消防器材、设施使用方法及消防规定第九节职业卫生九章附录366 附表一主要设备明细表附表二主要设备结构图附表三装置平面分布图附表四可燃气体报警仪布置图附表五装置消防设施布置图附表六控制参数报警值附表七安全阀定压值附录八工艺流程简图附表九开工统筹图附录十停工统筹图----------------------- Page 7-----------------------惠炼16万吨/年烷基化装置操作规程第3 页共397 页第一章工艺技术规程第一节设计依据1中国海洋石油总公司惠州炼油项目管理项目组关于“惠州炼油项目基础设计工作”的委托书(2005年6月16日);2中国石化工程建设公司与中国海洋石油总公司签订的关于开展“中国海洋石油总公司惠州炼油项目基础设计”的合同和合同附件;3 DUPONT公司提供的硫酸烷基化工艺包;4中国海洋石油总公司惠州炼油项目设计统一规定;5上游MTBE、加氢裂化装置提供的原料液化气量及组成;6中国石化工程建设公司与中国海洋石油总公司召开的PFD、PID等审查会会议纪要。
第九章 烷基化
第九章 烷基化第一节 概述一、烷基化反应及其重要性1.定义:烷基化反应是指向有机化合物分子中的碳、氮,氧等原子上引入烃基增长碳链(包括烷基、烯基、炔基、芳基等)的反应,其中以引入烷基最为重要。
2.可发生烷基化反应的有机物:芳烃、活泼亚甲基化合物、胺类等。
3.烷基化试剂种类:卤烷、烯烃、醇及醚类、硫酸酯、醛和酮,环氧化物等。
4.催化剂种类 ⎩⎨⎧等、质子酸等、、路易斯酸42323SO H HF BF ZnCl FeCl5.研究作用:可以合成塑料、医药、溶剂、合成洗涤剂、药物、染料、香料、催化剂、表面活性剂等功能产品。
如通过O -烷基化可制得聚乙二醇型非离子表面活性剂。
通过N -烷基化合成的季铵盐是重要的阳离子表面活性剂、相转移催化剂、杀菌剂等。
二、烷基化反应的类型⎪⎩⎪⎨⎧---生成醚类化合中的氧原子上引入烷烷基化反应:向醇、酚生成伯、仲、中的氮原子上引入烷烷基化反应:向氨或胺烷基生成烷基作用下向芳环碳上引烷基化反应:在催化剂O N C 1.C -烷基化反应如烷基苯的制备反应:+R C l3R +H C l2.N -烷基化反应如N,N -二甲基苯胺的制备反应:N H 2+C H 3O H 2H 2S O 4N (C H 3)2+2O H 23.O -烷基化反应如壬基酚聚氧乙烯醚的制备反应:O H C 9H 19+OC H 2C H 2O C H 2C H 2O H C 9H 19OC H 2C H 2n O (C H 2C H 2)C 9H 19nC H 2C H 2O H第二节 烷基化反应的基本原理一、芳环上的C -烷基化反应芳环上的C -烷基化是在催化剂作用下直接向芳环碳原子上引入烷基的反应,也称为Friedel -Cartfts 反应。
利用这类烷基化反应可以合成一系列烷基取代芳烃。
1.烷化剂主要有卤烷、烯烃和醇类,以及醛、酮类。
(1) 卤烷卤烷(R -X )是常用的活性较强的烷化剂。
第十章烷基化反应
C2H5
C2H5
87%
NH2
+2CH2=CH2
(C2H5)2AlCl 300OC, 6.5-7MPa, 115min
C2H5
C2H5
97.9%
烷基铝作催化剂,使烷基有选择性地进入芳环氨基或羟基的邻位;遇水 或空气会分解燃烧,因此,反应要求无水、隔绝空气,具有良好的搅拌。
3、烯烃对酚类的C烷基化反应
CH3 CH
70%
+
CH3
CH CH2
AlCl3
CH3 CH2CH2CH3
30 %
§7.3 N-烷基化反应
常用的烷基化剂 醇和醚:甲醇、乙醇、甲醚、乙醚等
取代烷 卤烷:氯甲烷、碘甲烷、溴乙烷、氯苄等 基化剂
酯类:硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸三甲酯等
加成烷 基化剂 烯烃衍生物:丙稀腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯 还原烷 醛酮:各种脂肪族和芳香族的醛酮 基化剂
烷基化反应在精细有机合成中的应用
O CNH2 OH O
+EtBr
NaOH 80~100 C 1.96MPa
O
CNH2 OEt 75%
镇痛药邻乙氧 基苯甲酰胺
NHCH2Ph N
Me2NCH2CH2 NCH2Ph NaNH2/Tol 6h 88% N
+ClCH2CH2NMe2HCl
抗组胺药
CH CH COOH
R R
+
R
2
R
R
+ H+
R
+ R+
利用该原理制备1,2,3-三烷基苯、4-叔丁基苯乙 酮等难于制备的化合物。
R' R R (CH3)3CCl AlCl3 R R R' Cl AlCl3 R R
第六章羰基化合物的--烷基化和亲核加成反应
一.羰基化合物的α-烷基化(芳基化)反应1.1 手性底物或辅助基团诱导的不对称烷基化反应(1) 金属配位型手性辅基传递---螯合的手性诱导从Evans试剂出发可以合成各种烷基酸和相应的化合物试剂)缺点是:制备困难,价格较高。
手性辅基切除困难∙以手性肼为为辅助基,生成腙手性腙体系∙与手性胺辅基不同,没有生成金属-烯胺,而是直接金属化(d) 手性磺内酰胺体系亲电试剂从氮原子的孤对电子方向相反的Re MLn R”X(3)“手性记忆”又称:“手性中心的自我再生”手性季碳原子的构建是有机合成化学中的难点之一∙利用不对称烷基化反应构筑手性季碳中心Seebach, Angew , 1996,35,2708∙“手性记忆”策略的应用base: LiHMDSJACS ,2013,13294Up to 99%ee♣不对称α-芳基化反应(芳基重排)构筑手性季碳中心手性配体(L*)1.2. 试剂控制的不对称α-烷基化反应∙手性锂试剂及手性胺配体的应用添加剂无手性配体:产率:<1%, 86%回收原料20 mol% L*: 产率:1%,(52%ee )20 mol% L* + 乙二胺:产率:83%,92% eeF idi 会使催化剂中毒∙Ni 催化的吡啶鎓离子的芳基化反应Doyle Angew ,2013,9153∙Free pyridine 会使催化剂中毒。
∙选择4-methoxypyridine 是因为在低温下,可以与氯甲酸酯成盐。
∙在Nigishi 反应中,第一次以Ni 活化亚胺离子,并高对映选择性地生成C-C 键。
Proposed mechanismMX n2.2 手性辅基的Michael 加成反应举例:格氏试剂为亲核试剂(2) 有机硼试剂的共轭加成反应COOEt COOEtPh+PhB(OH)2Rh(acac)(C 2H 4)2(S)-BINAP100o C, 1,4-dioxane/H 2O>99%, 90% eeOORh(acac)(C 2H 4)2(S)-BINAP BINAP-Rh 催化剂(S)BINAP+∙手性sulfuro-olefin 配体-Rh 催化剂Du, OL ,2011, 3300Sulfer 和olefin 与Rh 的配位被1HNMR 和络合物单晶分析证明。
化学工艺学课后答案
化学工艺学课后答案【篇一:化学工艺学复习题及答案】、氧化还原、加氢-醇、酸、脂和芳烃等:①经转化先制成合成气,或含氢很高的合成氨原料气,然后进分氧化制乙炔;③直接制造化工产品,如制造炭黑、氢氰酸、各。
c3、c4和中等大小的分子居多②异构化、芳构化、环烷化,使裂解产物中异,使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少④聚合、缩合反应.-气化-液化;热解-气化-发电;气化-合成-燃料;液化-燃料-气化;液化-加氢气化、丁二烯和r-ch2-ch3←→r-ch=ch2+h2;断链反应:r-ch2-ch2-r’→ r-ch2=ch2+r’hc-h键能大于c-c键能,固断链比脱氢容易②烷烃的相对稳定性随碳c-h键或c-c键,较直链的键能小⑤低分子烷烃的c-c键在c4以上烯烃、单环芳烃h缩合反应。
芳烃的一次反应中,芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳成单烯烃的反应;芳烃:无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃,有烷基的芳烃,主要是烷基发生断和脱氢反应,芳环不开裂,可脱氢缩合为多环芳烃,芳烃直至转化为焦。
烯烃加氢转化为烷烃,脱氢变为二烯烃或炔烃;芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦;烷烃会进一步裂解成低级烷烃,——pona值;适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油;烷烃(paraffin)烯烃(olefin)环烷烃(naphthene);芳烃(aromatics) ;72.3、16.3、11,大庆石脑油则为53、43、425左右,:750-900℃,原料分子量越小,所需裂解温度越高,乙烷生成,所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加.③压力对裂解反应的影响,从化学平衡角度分析(压力只对脱氢反应有影响)对一次反应:,结论:低压有利于乙烯的生产.18题。
-101℃(高压法),使乙炔以上烷烃和烯烃冷凝为液体,与甲烷和氢气分开,c4馏分分开,从而得到聚合级高纯乙烯和聚合级高纯丙烯。
(lummus)按c1、c3加氢→丙烯塔→脱丁烷。
②前脱乙烷流程(linde法);压缩→脱乙烷→加氢→脱甲烷→乙烯塔→脱丙烷→丙烯塔→脱丁烷③前脱丙烷流程(三菱油化法),压缩→脱丙烷→脱丁烷→压缩→加氢→脱甲c4烃较多的裂解:急冷锅炉废热锅炉,用换热器h2s、co2)、少量水分、炔烃、酸性气体:不仅会腐蚀设备和管路,而且还会是脱炔催化剂中毒;水分和co2在低温下结冰,堵塞管路;乙炔和丙乙炔的存在不仅使高纯乙醇和丙烯聚合时采用的催化剂中毒,而且还会在系统里自聚,生成液体产物绿油。
9-2第九章 羰基α–取代反应和缩合反应
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
Mechanism for the aldol addtion
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
O H3C C OH
+
CX3
O H3C C O
如果是CHI3,则出现黄色沉淀
二、a – 卤代反应
(1)Aldehyde and ketone
O H3C C CI3 O H3C C CI3 OH O H3C C O + O H3C C OH
OH
+ CI3
CHI3 (yellow)
碘仿反应:用于鉴别甲基酮和能氧化为甲基酮的醇
COOH SOCl2
COCl
EtOH
COOEt
(CH3)2CHCH2COOH
PBr3
(CH3)2CHCH2COBr
EtOH
(CH3)2CHCH2COOEt
(CH3)CHCH2COOH
(CH3)CHCHCOOH Br P(cat.)
Br2
EtOH (CH3)CHCHCOOEt Br H+
三、Aldol加成和Aldol缩合
O C C H
BH2
C
O C
C 烯醇负离子
O C
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定
羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇中的C-C双键接受亲电试剂进攻,发生a –卤代反应; 醛酮、羧酸和酰卤可以发生该反应 ——烯醇负离子作为亲核试剂,进攻卤代烃的缺电子碳,则 发生亲核取代反应;进攻羰基碳则发生亲核加成反应;
环氧乙烷烷基化反应
环氧乙烷烷基化反应
烷基化反应的机理通常涉及环氧乙烷分子中的亲电环开反应。
在碱性条件下,碱性催化剂(如氢氧化钠或氢氧化钾)可以促进环氧乙烷分子的开环,生成烷基离子。
这些烷基离子随后可以攻击其他环氧乙烷分子,形成烷基环氧乙烷产物。
这种反应通常需要适当的温度和压力条件来促进反应的进行。
从应用角度来看,环氧乙烷烷基化反应在化工行业中具有广泛的应用。
例如,烷基环氧乙烷可以用作溶剂,用于涂料、油墨和粘合剂的生产。
此外,它们还可以用作表面活性剂,用于制备洗涤剂和乳化剂。
在化工生产中,烷基化反应的选择催化剂、反应条件和生产工艺对产物的纯度和产率都有重要影响。
总的来说,环氧乙烷烷基化反应是一种重要的有机合成反应,具有广泛的应用前景和研究价值。
通过深入研究反应机理和优化反应条件,可以进一步提高产物的质量和产率,促进其在工业生产中的应用。
有机化学第9章 醇、酚和醚
OCH3 + H2 O
硫酸和乙醇作用,也可以得到硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯。硫酸二 甲酯和硫酸二乙酯是烷基化试剂,可以用在有机物分子中导入甲基和乙 基的试剂,但是它们的蒸气有剧毒,使用时要特别注意。
( 2) 多元醇与一元酸的反应
CH2OH CHOH + 3 HONO2 ( HNO3 ) CH OH
2
CH2ONO2 CHONO2 CH2ONO2
H H H
烃基的供电子作用使氧 氢键极性下降。 氢原子既不供电子,也不吸电 子,氧氢键极性不变。 孤对电子占据的 P 轨道与苯环间存 在 P-π共轭体系,氧上电子云向苯 环转移,使氧氢键极性增强。
取代酚的酸性:(pKa值)
OH OH OH
吸电子基 酸性增加 斥电子基 酸性下降
OH
OH
OC H 3
C H3
分子间脱水 (伯醇 亲核取代 SN2机理):
总结:醇的分子内脱水和分子间脱水是两种互相竞争的反应。 高温有利于发生分子内脱水生成烯烃,较低温度则有利于分子间脱 水生成醚。 伯醇能进行分子内脱水和分子间脱水;仲醇和叔醇在酸催化作 用下主要是进行分子内脱水,产物是烯烃 。
5) 多元醇的特性 (1) 与氢氧化铜的反应(邻二醇结构)
(CH3)2CHCH2CH2OH + HONO
(CH3)2CHCH2CH2ONO + H2O 亚硝酸异戊酯
亚硝酸异戊酯用作血管舒张药,可缓解心绞痛,但副作用大。
O CH3OH + HOSO3H ( H2SO4 )
O CH3OH + CH3O S O OH CH3O
CH3O
S O
OH
O S O
+ H2 O
OH
第4章 烷基化反应和酰基化反应ppt课件
C H C l 4 9 亲 核 取 代 C H 4 9 C H C O O C H 2 5
H
C O O C H 2 5 C O O C H 2 5
C O O C H 2 5
4.1.2 卤代烷烃作为N-烷基化剂
NH3 + R-Z R'NH2 + R-Z R'NHR'' + R-Z RNH2 + HZ R'NHR + HZ R'NRR'' + HZ
R、R`、R``代表烷基,Z则代表-OH,-Cl、-OSO3H等基团。
N-烷基化剂的种类很多,常用的烷基化试剂有卤代烷、醇、 醚、酯、环氧化合物、烯烃、醛和酮等。卤代烷烃是N-烷基化 常用的烷基化试剂,其反应活性较醇强。 卤代烷进行的N-烷基化反应是不可逆的。烷化反应时生 成的卤化氢会与芳胺成盐,而芳胺的盐难于烷化,为了避免 这个不利影响,在N-烷化时通常要加入与卤烷等当量的缚酸 剂,例如NaOH、Na2CO3, NaHCO3、Fe (OH)2、Ca (OH)2和 MgO等。
+ N
C H C H C l2 6 5
C H 3
4.1.3 卤代烷作为O-烷基化试剂
O-烷基化反应是制备醚的方法之一。许多芳醚的制备不宜采 用烷氧基化的合成路线,而需要采用酚羟基化(即O-烷基化)的合 成路线。 对于被烷基化的醇或酚来说,它们的负离子R-O-的反应活性 远远大于醇或酚本身的活性。因此,通常都是先将醇或酚与氢 氧化钠、氢氧化钾或金属钠相作用生成醇钠或酚钠,然后再与 卤代烷反应。
第九章 羧酸及其衍生物
24
五、二元羧酸
1、物理性质 (1) 物态 二元羧酸都是固态晶体,熔点比相近分子量的 一元羧酸高得多。 (2) 溶解度 比相应的一元酸大,易溶于乙醇,难溶于其 它有机溶剂。
25
2、二元羧酸的化学性质 (1) 具有羧酸的通性
对酸性而言 pKa1 < pKa2 (2) 二元羧酸受热反应的规律
醇相同时
R3CCOOH
HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > 13
成酯方式 酯化时,羧酸和醇之间脱水可有两种不同的方式:
究竟按哪种方式脱水,与羧酸和醇的结构及反应条 件有关。经同位素标记醇的办法证实:
A. 伯醇和仲醇与羧酸的酯化是按酰氧键断裂进行的。
B. 叔醇与羧酸的酯化是按烷氧键断裂进行的。
各类含羰基化合物的还原产物和还原情况比较如下:
名称 羧酸
结构 RCOOH
NaBH4/乙醇 (-)
LiAlH4/乙醚 RCH2OH
H2/催化 (-)
酰氯 酯
酰胺
RCOCl RCOOR’
RCONH2
RCH2OH (-)
(-)
RCH2OH
RCH2OH, R’OH
RCH2NH2
RCH2OH RCH2OH, R’OH
酰胺 >>相应的羧酸
原因:酰胺的氨基上的氢原子可在分子间形成较强的氢键。
30
显然,随着酰胺的氨基上的氢原子被取代,分子间的 氢键缔合作用将逐渐削弱,以致不能发生氢键缔合,其沸 点必然↓。
酰胺 > N - 一取代酰胺 > N - 二取代酰胺
2. 溶解度 酰卤、酸酐和酯不溶于水,但低级酰卤、酸酐遇水则分解。 低级酰胺溶于水,随着M↑,溶解度↓。
石油加工工艺学习题.doc
石油加工工艺习题第一篇石油及其产品的性质第一章石油的一般性质和化学组成思考题:1.什么叫石油?它的一般性质如何?2.石油中的元素组成有哪些?它们在石油中的含量如何?3.什么叫分馅、馅分?它们的区别是什么?4.石油中有哪些烧类化合物?它们在石油中分布情况如何?5.烷炷在石油中有儿种形态?什么叫干气、湿气?6.石油中所含的石蜡、地蜡有何区别?7.石油中非炷化合物有哪些?分别叙述它们各自的分类、在石油馅分中分布情况以及对石油加工有何危害?8.什么是胶质、沥青质?它们有什么不同?在石油加工及在产品中有何害处?9.什么是硅胶胶质、硫酸胶质?10.什么叫蒸汽压?纯物质及混合物的蒸汽压各与哪些因素有关?为什么?11.蒸汽压的测定方法是什么?12.什么叫馅程(沸程)、恩氏蒸馅的初馅点、终馅点?13.为什么要引入平均沸点的概念?平均沸点有哪几种表示法?它们都怎样求?14.什么叫密度、相对密度?它们之间有何区别及联系?15.常用的相对密度表示方法有儿种?它们之间如何换算?16.影响液体相对密度的因素有哪些?如何进行计算?17.如何计算混合油品的相对密度?它的依据是什么?有何实用意义?18.什么是油品的特性因数?为什么特性因数的大小可以大致判断石油及其儒分的化学组成?19.有二种油品的特性因数大小相同,旦油品A的相对密度d:°与油品B的相对密度d;。
也一样, 试问这二种油品的蒸汽压一样吗?若不一样,哪一个油品的蒸汽压大?为什么?20.有二种油品的馅程一样,但油品A的相对密度d摆大于油品B的相对密度d/°,这二种油品的特性因数哪一个大?为什么?21 .什么叫粘度?常用的粘度表示法有几种?如何进行换算?22.影响粘度的因素有哪些?为什么说不标明温度的粘度就没有意义?23.什么叫粘温性能?它有几种表示法?如何求法?粘温特性有何实用意义?24.怎样求油品的混合粘度?它有何实用意义?25.有A、B二种润滑油,它们的特性因数相同,且油品A的u20与油品B的u50相同,比较这二种油品的平均沸点、相对密度、平均分子量及蒸汽压。
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4,醛、酮
HCHO, CH3CHO, C3H7CHO, Ph-CHO,
CH3COCH3,
O
工业上付-克芳烃烷基化反应最常用的烷基化试 剂是烯烃和卤烷,其次是醇、醛和酮。
二、芳环结构对C-烷基化的影响
1,芳环上有给电子基团
(1)烷基,有利于反应 (2)-NH2、-OR、—OH等,与催化剂络合而降低 芳环上的电子云密度而不利于反应。
最常用的是对甲苯磺酸甲酯
四、用环氧乙烷的N-烷基化
环氧乙烷是一种活性较强的烷基化剂,容 易开环,和分子中有活性氢的化合物(如水、 醇、氨、胺、羧酸及酚等)发生加成反应。
环氧乙烷的蒸气与空气的混合物的爆炸范围 很宽,空气含量为3%~98%时都在爆炸范围内。
特点
50
(1)反应活性高,在N上引入CH2CH2OH; (2)连串反应;
HO
CH3
+ 2 H2C
CH3 浓 2SO4 H C CH3
C(CH3)3 HO CH3 C(CH3)3
抗氧剂264
5. 烷基苯胺
是制造农药除草剂拉索的重要中间体,此外 还是制备杀虫剂、植物生长调节剂、医药和染 料中间体。汽油抗爆剂、橡胶抗臭氧剂。 由苯胺与烯烃经烷基化制取。
NH2 C2H5 + 2 H2C CH2 Al(NHC6H5)3
2. 异丙基甲苯
用途: 氧化和酸解可得到混合甲酚和丙酮,间甲酚 是生产彩色电影胶片和高效、低毒农药的原料, 并可用于制造树脂、增塑剂和香料。 甲苯与丙烯烷基化,得到邻、间和对位异丙 基甲苯的混合物。
工艺条件
反应可在釜式串联反应器或塔式反应器中以间 歇或连续方法进行。
CH3
3 + CH2=CH-CH3 100oC
NH2
+
CH2Cl
NH
CH2
+ HCl
(3)反应中有HX产生,易与芳胺成盐
NH2·HCl
常用缚酸剂如:NaOH、Na2CO3、MgO、Ca(OH)2等
(4)R-X的沸点较低,反应宜在压力下进行 如:氯甲烷的沸点:-23.7℃,氯乙烷的沸点 13℃
主要产品:N-乙基-N-苄基苯胺
NHC2H5 + ClCH2
C4H9
浓H 2SO4 C4H9OH 发烟硫酸 磺化 NaOH 中和
C4H9 SO3Na
C4H9
渗透剂BX(拉开粉)
C4H9
在合成橡胶生产中用作乳化剂,在纺织印染 工业中大量用作渗透剂。
B、醛类作为C-烷基化试剂 DDT滴滴涕(1,1,1-三氯-2,2’-双(对氯苯基)乙烷)
O Cl3C-C-H + 2
特点:
(1)烷化剂活泼性
R越长,RX的活性越低 卤代烃的活性与C-X键的键能成反比。 RI > RBr > RCl > RF 卤素相同时
CH3X
RCH2X > R2CHX > R3CX >
(2)反应不可逆,为连串反应
ArNH2 + RX → ArNHR + HX ArNHR + RX → ArNR2 + HX
2,芳环上有吸电子基团
(1)-X、羰基、羧基等,反应需要较苛刻条件。 (2)硝基(-NO2),腈基(-CN),不能进行反 应。
3,烷基进入芳环的位置 (1)低温、低浓度、弱催化剂、短时间,烷基
进入的位置遵循亲电取代反应的规律.
(2)不在上述条件下,烷基进入的位置缺乏规
律.
三、C-烷基化反应的催化剂
(含量0.5%)
用来制备染料、橡胶硫化促进剂、炸药和医药中间体。
Al2O3 . SiO2
NH3 + CH3OH
CH3NH2 + H2O
350℃~500℃
500℃反应时,NH3:CH3OH为2.4:1时,产物比例: 一甲胺54%,二甲胺26%,三甲胺20%.
二、用卤烷作烷化剂的N-烷化反应
卤烷是N-烷基化常用的烷基化剂,其反应活 性较醇强。当需要引入长碳链的烷基时,由于 醇类的反应活性随碳链的增长而减弱,此时就 要用卤烷作烷基化剂。
C-H → C-R N-H → N-R O-H → O-R
烷基化种类
+
H2C
CH CH3
CH3 CH CH3
N(CH3)2
NH2
+ 2CH3OH
H2SO 4
OH
+ CH3Cl
OCH3
§9.2 C-烷基化反应
一、C-烷化剂
1,卤烷
烷基相同时,反应活性为 RCl > RBr > RI 卤原子相同时
烷化试剂:醇、卤代烷、酯、烯烃、醛和酮、 环氧乙烷等。 用途:(1)引入-CH2CH2OH、-CH2CH2CN极性、 非水溶性基团; (2)制备季铵盐型阳离子化合物; (3)其它助剂、医药中间体。
一、用醇或醚的N-烷基化
反应历程
ROH + H+ R+-OH2 R+ + H2O
Ar-NH2 + R+
1.异丙苯
用途: 航空汽油的添加剂,提高油品的辛烷值。 经过氧化和分解,制备苯酚和丙酮。 工业上苯和丙烯的连续烷基化用液相和气 相两种方法均可生产。
+
AlCl3: H3PO4(固) 6~7
CH2=CH-CH3
1
CH3 CH CH3
95~100 ℃,0.2~0.3MPa 170-190 ℃,2~4MPa
用硫酸酯的N-烷化 (1)可在-NH2的N上烷基化而不影响-OH; (2)有多个氨基时,可根据N原子的碱性,选 择性地对一个N烷基化; (3)缺点:毒性大。
R'NH2 + ROSO2R R'NHR + ROSO2OH
R'NH2 + ROSO2Na
R'NHR + NaHSO4
最常用的是硫酸二甲酯。
C、酮类作为C-烷基化试剂 双酚A(2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷)
O CH3-C-CH3 + 2
过量
OH 酸性催化剂 脱水缩合
HO
CH3 C CH3
双酚A
OH
§9.3 N-烷基化反应
氨基上的氢原子被烷基取代,或者通过 直接加成而在氮原子上引入烷基的反应,叫 做N-烷基化反应。 ArNH2 + R-Z → ArNHR + HR ArNHR + R-Z → ArNR2 + HR
<100 C 水介质
o
C2H5 N CH2 + HCl
用途:用作酸性橙50;酸性红119;酸性蓝5、7; 酸性绿5、15、65;阳离子兰65等染料的中间体。
三、用酯作烷化剂的N-烷基化
O R-O-S-O-R O
O Ar-S-OR O
O HO-P-OR OH
硫酸二烷基酯
芳磺酸酯
磷酸单酯
都是很强的烷基化试剂,反应可在常压下进 行,但是有些价格高,限制其应用。
三氯乙醛
Cl
浓H 2SO4 o 15-30 C
Cl
H C CCl3
Cl
农药
扩散剂N的制备
SO3H 2 + CH2O 130℃
H2 C + H2O HO3S SO3H
纺织印染的重要助剂
4,4’-二氨基二苯甲烷
NH2
2
+ CH2O
HCl 100℃
H2N
H2 C
NH2
+ H2O
偶氮染料的重氮组分,又是制造压敏染料的 中间体。
路易斯酸 质子酸 酸性氧化物 烷基铝 (AlR3)
1,路易斯酸
质子酸
酸性氧化物
烷基铝
四、烷基化反应历程
催化剂的作用下使烷基化剂强烈极化成为活 泼的亲电质点 亲电质点进攻芳环生成σ-络合物 脱去质子变为最终产物
烯烃做烷基化剂时:
+ R CH CH3 AlCl4
慢
H + CH CH3 AlCl4R
用磷酸酯的N-烷化
磷酸酯与苯胺或其他芳香胺反应可以得到收 率较好、纯度较高的N,N-二烷基芳胺。
NH2 3 + 2(RO)3PO 3 NR2 + 2H3PO4
用芳磺酸酯的N-烷化
ArNH2 + ROSO2Ar'
ArNHR + Ar'SO3H
烷基化用的芳磺酸酯应在反应前制备:芳磺酰 氯与相应的醇在氢氧化钠存在下于低温反应,可 得到芳磺酸酯。/
伯胺
H Ar-N+-R H
Ar-N-R + H+ H 仲胺 R+
R Ar-N-R + H+
叔胺
R Ar-N+-R H
R
+
R Ar-N+-R R
季铵盐
特点 (1)以R+为活性质点的亲电取代反应; (2)使用强酸性催化剂以提供质子; (3)连串反应; (4)可逆反应。
Ar-NH2 + ROH Ar-NHR + ROH K1 K2 ArNHR + H2O ArNR2 + H2O
苯分子引入乙基或异丙基后,进一步烷基化的速 度比苯快1.5~3.0倍。
(2)C-烷基化反应是可逆反应烷基的转移和歧化 (3)烷基可能重排 1-氯丙烷与苯反应产物
六、用烯烃的C-烷基化
在C-烷基化剂中,烯烃是最便宜和活泼的烷基 化剂,广泛应用于工业上芳烃、芳胺和酚类的C烷基化。
液相法:路易斯酸和质子酸为催化剂。 气相法:固体酸催化剂(如:磷酸-硅藻土, BF3-γ-Al2O3)