精细有机合成与设计——1精细有机合成的一般原理
《精细有机合成原理》课程教学探讨
《 精细有机合成化学原理》课程所采用 的教材 是唐培垄 、 冯亚青 主编的《 细有机合成化学及工 精 艺学》 。课 程 内容 涉及 精 细有 机 合成 的理 论及 工 艺 学基础 、３ １ 种单元反应的特点、反应机理 、影响因 素、 生产 实例 等 ， 知识体 系非 常零 散且 庞 。 对 于每 一种 单 元反 应 ， 习方法 应 该 从 以下 几 学 个 方 面考 虑 ： 反应 历 程 ； 应 特 点 ； 响 因素 和生 产 反 影 实例 。 对 每 一 个 单 元 反 应 ，首 先 要 了解 该 反 应 的历 程， 是属于亲电取代还是亲核置换反应 等等 ， 否则 在 分 析其 反 应 的影 响 因素上 理 不清 思 路 ； 后应 该 然 １ 从 学生 出发 ， 实际 出发 从 了解 这 个 反 应 的特 点 表 现 在 哪些 ，包 括 优 点 和缺 才 广 西 民族 师范 学 院是 刚 升 本 的 民族 、 边疆 地 方 点 。 因为学 生 只有 了解 了该 类 反 应特 点 ， 能 在进 行 合 成 设 计 路 线及 工 艺 设 置 上 更 好 的 把 握 住 关 键 院校 ， 据 学 生 对 基 础 知识 的掌 握 程 度 ， 根 在对 原 理 就是要搞清楚有哪些因素或者说条件可 的理解 、 操作 的规范等方面要有针对性 。所以， 在进 点 。再者 ， 行教学中要根据学生的具体实际情况 ， 合理安排上 以影响到这个反应 。否则在进行合成过程 中， 会忽 略掉某些 因素 ， 从而遇到多副产物 ， 低转化率 ， 产物 课 内容及其 上课 的方 式 。 后续分离 比较 困难等 问题 。最后 ， 需要给学生讲述 个典型的生产实例 ， 把反应历程及其特点体现出 ２ 从课 程设 置上进 行考 虑 来， 使学生更好的理解所讲述 的理论知识。 该课 程 的基 础是 有 机 化学 ， 是 有 机化 学 安 排 但
精细有机合成原理
1.浓硝酸作为硝化剂时，参加硝化反应的活性质点是NO2+，稀硝酸作为硝化剂时，参加硝化反应的活性质点是NO+。
是（邻对位）定位基；－COOH是（间位）定位基。
2.在芳香族的亲电取代反应中，苯环上的－OCH33.（间歇操作）是将各种反应原料按一定的顺序加到反应器中，并在一定的温度、压力下经过一定时间完成特定的反应，然后将反应好的物料从反应器中放出。
4.在连续操作的反应器中，有两种极限的流动模型是（理想混合型和理想置换型）10% 的发烟硫酸换算成硫酸的浓度是。
5.按照原料单体的种类和数目不同，缩聚反应可以分为（均缩聚、异缩聚、共缩聚）三类。
6.一氯苯的生产工艺经过了三个阶段的变革即（单锅间歇生产工艺、多锅连续生产工艺、塔式沸腾连续生产工艺）。
7.芳环的取代卤化属于亲电反应，在这个反应中，卤素做亲电试剂。
8.（芳伯胺）化合物转变成重氮化合物的反应称为重氮化反应。
9.在铁屑还原法还原硝基时，铁屑的高纯度对反应利。
10.羟基是第 1 类定位基。
三1以季铵盐为例，简述相转移催化的原理，并画出示意图在互不相溶的两相体系中，亲核试剂M＋Nu－只溶于水相而不溶于有机相，而有机反应物R－X＋只溶于有机溶剂而不溶于水相。
两者不易相互靠拢而发生化学反应。
在上述体系中加入季铵盐Q＋X－，它的季铵盐正离子Q+具有亲油性，因此季铵盐既能溶于水相又能溶于有机相。
当季铵盐与水相中的亲核试剂M＋Nu－接触时，亲核试剂中的负离子Nu－可以同季铵盐中的负离子X－进行交换生成Q＋Nu－离子对。
这个离子对可以从水相转移到有机相，并且与有机相中的反映物R－X发生亲核取代反应而生成目的产物R＋Nu－，在反应中生成的Q＋X－离子对又可以从有机相转移到水相，从而完成相转移催化的催化循环，使上述的亲核取代反应顺利完成。
2.在进行芳香族重氮化反应时，往往加入亚硝酸钠，然后再用淀粉－碘化钾试纸鉴定有过量的亚硝基存在时，再加入脲，把过量的亚硝基除去，才进行下一步的反应。
有机合成基本反应
①过量硫酸磺化
大多数芳香族化合物的磺化采用此法。用浓硫酸磺化时，反应通式为： ArH+H2SO4→Ar-SO3H+H2O 反应生成的水使硫酸浓度下降、反应速率减慢，因此要用过量很多的磺化剂。难 磺化的芳烃要用发烟硫酸磺化。这时主要利用其中的游离三氧化硫，因此也要用 过量很多的磺化剂。 Ar-H+SO3→Ar-SO3H
四、分子内重排
基团带着一对电子迁徙（如形成带电子基团） 基团带着原键中一个电子迁移（如形成自由基团） 基团迁移时不带原键中电子（如碳骨架重排）
五、电子传递
通过有机、无机介质进行有机氧化、还原反应。
1.2 有机反应的分类
一、加成——包括亲电加成和亲核加成
亲电加成 控制步骤为碳正离子中间体的形成 亲核加成 控制步骤为亲核试剂的加成
2、酯缩合
3、安息香缩合 4、迈克尔缩合
5、狄尔斯-阿德尔缩合
五、重排 1、分子内重排
2、分子间重排
六、周环反应 1、环化反应 2、电环化反应 3、螯键反应 4、δ-位移重排闭环 5、烯-烯反应
七、氧化还原反应
1、催化氧化；
4、催化还原；
2、电解氧化；
5、电解还原；
3、化学试剂氧化； 6、化学试剂还原。
三、卤化氢与烯烃加成 HX与烯烃加成属离子型加成，遵循马氏规则； 在光、过氧化物加成时属自由基，反马氏规则： C6H5CH2CH=CH2 + HCl C6H5CH2CHClCH3
BPO
C6H5CH2CH2CH2Cl
四、次卤酸及其盐与烯烃加成（离子型亲电） C6H5CH2CH=CH2 + HOCl 或 Ca(OCl)2
导入磺酸基可增加分子水溶性和酸性，可提高乳化湿润、 发泡能力或作为保护基团以制备酚、腈、胺。用于有机物分 离、制备重要中间体。
精细有机合成的一般原理
环丁二烯
p electrons: 4
三元环
环丙烯体系
.
.-.
+
p electrons: 3
p electrons: 4
antiaromatic
p electrons: 2
aromatic
七元环 环庚三烯离子 Cycloheptatrienyl Ions
p electrons: 8
环庚三烯负离子 antiaromatic
HO OH
* COOH NHAc
OCH3 R
P Ph
L-多巴
均相手性催化剂用于手性丁内酯旳合 成
H3C O H3C
OO
H2 BPPM-Rh* 87% e.e.
H3C H3C
* OH
OO
Ph2P
BPPM :
N CH3 COOBu-t
α-酮酸
手性硼氢化试剂ⅠpcBHR*用于 （1s,2s）-反-2-甲基环戊醇旳合成
科学与艺术融合期
20世纪后半叶至今
合成反应和措施学研究 天然产物全合成 功能分子旳合成研究
E. J. Corey提出逆合成份析
E. J. Corey提出了一套进行有机合成设 计旳原则和措施，即拟定怎样将要合成旳 目旳分子按可再结合旳原则在分子旳合适 部位进行切割，而成为较小旳起始原料分 子，然后再将这些原料分子按一定顺序和 反应结合起来（涉及分子旳立体构造）， 从而得到目旳化合物。
O. Hassel确立了环己烷体系旳椅式构象、 直立和平伏键以及构象转换
1950年有机化学家D. H. R. Barton建立了 构象分析理论体系
环辛四烯 Cyclooctatetraene
4n systems, 8 pi electrons Nonplanar “tub” conformation Huckel’s rule does not apply
精细有机合成课程设计
精细有机合成课程设计本文将介绍一个精细有机合成的课程设计，该课程旨在帮助学生了解有机合成的基本原理和方法，并在实践中应用这些知识。
该课程设计旨在让学生学习如何合成具有生物活性的分子，并了解背后的化学反应和技术。
课程背景有机合成是有机化学的一个重要分支，它是一种在实验室中将小分子有机化合物转化为更复杂的化合物的方法。
自从有机合成学问的诞生以来，研究人员一直致力于发展出更加高效的、可控的、环保的合成路线。
在本课程中，学生将掌握一系列的化学实验技能，如混合反应、加热、冷却、溶剂蒸馏等。
除此之外，他们还将使用现代有机化学实验装置，如旋转蒸发器、球磨机、液氮存储罐等，进行实验操作。
课程目标通过这个有机合成课程，学生应该能够：•理解有机合成的基本原理和反应类型。
•学会使用化学实验技术，并能够通过实验操作合成目标有机化合物。
•掌握有机合成的重要技术方法，如溶剂蒸馏、萃取、结晶分离等。
•学会使用现代有机化学实验装置，比如旋转蒸发器、液氮存储罐等。
课程内容实验1：对溴苯甲酸的合成这个实验旨在介绍有机合成化学中的基本原理和各种反应类型。
学生将通过醋酸和苯甲酸的存在下，使用过氧化氢和溴合剂生成对溴苯甲酸。
实验2：苄基溴化合物的合成在这个实验中，学生将学习有机化学中的烷基卤素化反应。
该反应将苯甲酸苄酯和氯化亚铜作为催化剂，与溴甲烷反应，生成苄基溴化合物。
实验3：苯乙烯的制备这个实验旨在让学生学习不饱和化合物的合成方法。
在这个实验中，学生将通过酸催化反应，将苯乙酸酯转化为苯乙烯。
实验4：巴比妥酸的合成本实验旨在让学生学习酰化反应和分子筛分离技术。
学生将使用乙酰乙酸酐将对苯二酚进行酯化，随后使用酸碱分离和分子筛分离技术，制备巴比妥酸。
实验5：氨基酸的合成这个实验旨在让学生熟悉氨基酸的合成方法。
学生将使用氧化亚铜和氢氧化钠，将2-甲基-2-丁酸转化为L-缬氨酸。
课程总结这个精细有机合成的课程设计旨在让学生了解有机化学的基本原理，掌握合成有机化合物的方法和技术。
精细有机合成路线设计基本方法与评价
第一节 精细有机合成基础知识
（a）同周期的元素中，其电负性和－Is随族数的增大而递 增，但+Is则相反。如：
－Is：—F＞—OH＞—NH2＞—CH3 （b）同族元素中，其电负性和－Is随周期数增大而递减， 但+Is则相反。如：
第一节 逆向合成法及其常用术语
从目标分子出发，运用逆向合成法往往可以得出几 条合理的合成路线。但是，合理的合成路线并不一定就 是生产上适用的路线，还需对它们进行综合评价，并经 生产实践的检验，才能确定它在生产上的使用价值。
在逆向合成中所涉及的“原料”、“试剂”、“中 间体”都是相对而言的，因为从构成目标分子骨架的本 质来看，它们都是组成骨架的结构单元，唯一的区别是 “原料”和“试剂”均为市场上容易购得的脂肪族化合 物或芳香族化合物，而“中间体”通常需要自行合成。
－Is：—F＞—Cl＞—Br＞—I （c）同种中心原子上，带有正电荷的比不带正电荷的-Is要 强；带有负电荷的比同类不带负电荷的+Is要强。例如：
－Is：—+NR3＞—NR2 +Is：—O－＞—OR （d）中心原子相同而不饱和程度不同时，则随着不饱和程 度的增大，－Is增强。 －Is：=O＞—OR；≡N＞=NR＞—NR2 当然这些诱导效应强弱次序的比较是以官能团与相同原子 相连接为基础的，否则无比较意义。
对于动态诱导效应，其强度与施加影响的原子或基团的性质有关，也与受 影响的键内电子云可极化性有关。
第一节 精细有机合成基础知识
一、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。电子效应又可分为诱导效应和共轭效应。 （1）诱导效应 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。
精细有机合成与设计PPTPPT课件
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目 录
• 引言 • 精细有机合成基础知识 • 有机合成设计原理 • 常见有机合成反应 • 有机合成中的选择性控制 • 有机合成设计实践 • 有机合成中的绿色化学与可持续
发展
01 引言
课程背景
01
精细有机合成是化学领 域的重要分支，涉及复 杂有机化合物的合成和
固相合成
02
通过固相载体将有机分子连接起来，实现连续 化、高效的合成，减少溶剂使用和废物产生。
光化学合成
04
利用光化学反应进行有机合成，具有条件温和、 选择性高等优点，可以用于一些难以通过传统
方法合成的有机分子。
有机合成中的可持续发展策略与实践
优化合成路线
通过优化有机合成的路 线和方法，降低能耗、 减少废物产生，提高合
详细描述
取代反应是有机合成中常见的一类反应，通过将有机物分子中的某一基团替换为 另一基团，以改变有机物的结构。常见的取代反应包括烷烃的取代、芳烃的取代 、卤代烃的取代等。
加成反应
总结词
通过加成的方式将两个或多个有机物 结合在一起，生成新的有机物的反应。
详细描述
加成反应是有机合成中常用的反应类 型，通过将两个或多个有机物分子结 合在一起，生成新的有机物。常见的 加成反应包括烯烃的加成、炔烃的加 成、醛酮的加成等。
类型烷基化产物的选择性合成。
氧化还原反应中的选择性控制
02
在氧化还原反应中，可以通过选择合适的氧化剂或还原剂以及
反应条件，实现选择性控制。
环化反应中的选择性控制
03
通过选择合适的反应条件和催化剂，可以实现不同类型环化产
物的选择性合成。
06
精细有机合成与工艺
精细有机合成与工艺有机合成是通过人工的化学方法，通过不同的反应步骤，将无机物或有机物转化为有机化合物的过程。
它在化学领域中扮演着非常重要的角色，因为它不仅能够合成药物、有机材料和功能性分子，还可以提供新药研发的基石。
精细有机合成是有机合成中的一种高级技术，它要求反应具有高选择性和高产率。
在精细有机合成中，合成目标通常是一种具有特定结构和性质的化合物。
为了实现这一目标，合成路线需要经过精心设计和优化。
在精细有机合成中，一些关键的工艺因素需要考虑。
首先，反应条件需要精确控制。
这包括温度、压力、溶剂选择等，这些条件对反应速率和产物选择性都有重要影响。
其次，催化剂的选择也非常重要。
催化剂可以提高反应速率，同时还可以改变反应路线，使得所得产物更具特异性。
此外，一些高级技术，如微波辐射和超声波技术，也可以用于促进反应。
这些新兴技术在精细有机合成中具有巨大潜力。
精细有机合成还需要解决一些困难的问题，如手性合成和选择性烯烃合成。
手性合成是指合成具有手性结构的化合物，这在药物研发中尤为重要，因为手性药物通常比其等效物表现出不同的活性和副作用。
选择性烯烃合成是指向特定位置引入烯烃基团的反应，这在天然产物合成和杂环合成中也经常需要。
为了解决这些问题，有机化学家们致力于开发新的反应和催化剂。
他们使用计算化学方法来预测反应的机理和选择性，以指导实验设计。
此外，高通量实验方法也被应用于快速筛选合成路线和催化剂。
总之，精细有机合成是有机化学领域的重要分支，它不仅推动了药物研发和有机材料的合成，还为新颖分子的合成提供了技术基础。
通过精心设计合成路线和优化反应条件，有机化学家们不断努力提高合成的选择性和产率，为科学研究和工业应用提供强有力的支持。
精细有机合成是有机化学领域中的一项重要技术，在药物研发、有机材料合成以及功能性分子合成等方面具有广泛的应用。
它的发展不仅推动了药物工业的进步，还为新药研制和开发提供了大量的优质化合物。
在精细有机合成的过程中，许多关键的工艺需要被仔细考虑和优化，以确保合成的高选择性和高产率。
精细有机合成化学及工艺学
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。
有机合成反应的基本原理与机制
有机合成反应的基本原理与机制有机合成反应是在有机化学领域中最重要的分支之一，也是化学工业实践所必须的基本技能之一。
有机合成反应是指人们利用有机化合物上原子之间的相互作用和化学键的特性，以特定的反应条件在化学反应中引发化学键的重组和再排列，进而合成出具有特定结构和化学性质的有机化合物。
由于有机合成反应种类繁多、反应条件复杂，因此任何一种有机合成反应都需要有其自身的特定的基本原理和反应机理。
1. 有机反应基本原理有机合成反应的基本原理可以归结为两个方面：反应物的选择和反应条件的设计。
反应物的选择通常是指人们根据目标合成化合物的结构和性质，在已有的化合物库或者通过自行设计来选择初始的反应物。
反应条件的选择则包括反应温度、反应时间、反应物摩尔配比、反应溶液或气体的组成等等。
这些条件都会影响反应物在反应中的转化率和生成物的构成和纯度。
2. 有机反应机制一个有机化学反应的机制通常将反应物的转化过程分成若干不同的反应步骤。
每一个反应步骤都描述了化学键的重组或裂解等重要的化学过程，同时也清晰地指出了可能参与其中化学键的原子和离子。
例如，酯化反应在机理上可以被分成酸催化和酶催化两类反应。
(1)酸催化反应的机理可以概述为：酸催化先使得醇和羧酸形成离子化的过渡态，以便进一步生成酯。
过渡态的正,负离子之间形成了一个氢键，修饰了传统极性酸催化网状簇沟壑模型。
此外，酸催化反应的机理还包括酸催化生成的亲电离子进攻的部分或全部过程，以及可能会发生的加成消失反应等等。
(2)酶催化反应的机理可以概述为：在水中溶解羧酸的第2羟基，形成一个较强的氢键基团；一方面，酶的活性部位会引导醇和羧酸分子准确地接触到这个氢键基团；另一方面，酶会同时引导络合氧离子与门控酸（gatekeeper acid）接触，形成催化席位，从而参与进一步的酯化过程，这个过程中酶同时发生了构象变化。
需要注意的是，酯化反应发生的机制和实际的反应条件都必须进行调整来优化反应产率和化合物纯度等化学反应的主要性质。
精细有机合成原理
溶剂分解反应，主要是水解反应，占溶剂分解反应的77％，可以合成醇
酸化反应，是药物合成中常用的对碱性药物的成盐修饰反应，可以提高
药物的水溶性，改善剂型加工性能以及药物的转运和代谢过程，提高生物 利用度。主要使用盐酸、硫酸、酒石酸、抗坏血酸等。
CH2CH2CH2NHNH2 N Cl HCl / CH3CH2OH S （药物：盐酸氯丙嗪） CH2CH2CH2NHNH2 HCl N Cl
％，硫化物还原占8％。
O Et ph O N
加氢还原反应，催化加氢占45％，电子还原占29％，氢负离子还原占17
O Zn / HCl Et ph N N
S N
O （药物：扑米酮）
第一章
医药工业常用化学反应：
概 论
• 精细化工中的常用的化学反应：
（酚）、醛、羧酸等，同时羟基OH、氨基NH2、羰基CO的去保护也通过 溶剂分解反应来实现。来自 精细化工的加工方法：
（1）物理方法：
萃取、精馏、蒸馏、重结晶、浸取、升华、溶解、混配、包埋（膜）
（2）化学方法
各种化学反应
精细化工的产品形式：
精细化学品工业很注重产品的剂型加工，其产品形式很多。可 以直接以化学品面市、也可以以各种剂型的终端产品面市。
第一章
医药工业常用化学反应：
反应类型 烷基化 溶剂解 使用频率 22.3 12.3 反应类型 酯化 氧化
基化使用频率最高。
烷基化反应 C－ 使用频率 20.6
概 论
• 精细化工中的常用的化学反应：
烷基化反应，主要有C－、N－、O－、S－烷基化反应，其中以N－烷
N－ 54.3 O－ 16.5 S－ 8.6
酰化反应，和烷基化反应一样，同样是N－酰化反应使用频率最高
第二章精细有机合成基础
例如丙烯分子中，甲基上的氢原子比丙烷中的甲基氢原子活 泼得多。
第一节 精细有机合成基础知识
C—H键的电子云也可离域到相邻的空p-轨道或仅有单 个电子的p-轨道上，形成σ-p超共轭效应，使电荷分散， 体系稳定性增加。例如：
第二类取代基的主要有：—N(+)R3、—CF3、—NO2、—CN、—
SO3H、—COOH、—CHO、—COOR、—COR、—CONR2、—
N(+)H3和—CCl3等。
• 有+I，无T： 如-C2H5 （1）使σ-配合物稳定，活化苯环； （2）使邻、对位取代产物更稳定； （3）为邻、对位定位基。
• 有-I，无T： 如-N+(CH3)3,-CF3,-CCl3等 （1）使σ-配合物均不稳定，使苯环钝化； （2）使邻、对位取代产物更不稳定； （3）为间位定位基。
第一节 精细有机合成基础知识
（2）共轭效应 ①共轭效应
单双键交替排列或具有未共用电子对的原子与双键直 接相连的体系。
电子离域
第一节 精细有机合成基础知识
共轭效应也分为静态（以Ts表示）和动态（以Td表示） 两种类型，其中又可细分为给电子效应的正共轭效应（+Ts， +Td）和吸电子效应的负共轭效应（－Ts，－Td）；
（b）同周期元素与碳原子形成p-π共轭时，+T效应随原子序数 的增加而变小；与碳原子形成π-π共轭时，－T效应随原子序数的增 加而变大。 +T： —NR2＞—OR＞—F
（c）带正电荷的取代基具有相对更强的－T效应，带负电荷的取 代基具有相对更强的+T效应：
精细有机合成实训指导书
精细有机合成技术实训指导书广东轻工职业技术学院苯并三氮唑为白色至淡褐色结晶，熔点90～95℃。
对酸、碱、氧化还原剂稳定，易溶于甲醇、丙酮、环己烷、乙醚等，难溶于水和石油系溶剂。
能与铜原子形成共价键和配位键相互交替成链状聚合物，在铜表面形成多层保护膜，阻止铜发生氧化还原反应，从而起到防锈作用；对铝、铸铁、镍、锌等金属材料也有同样的防腐作用。
1．实验目的（1）掌握缓蚀剂苯并三氮唑的合成原理和操作方法（2）掌握重氮化反应和成环缩合反应的特点（3）了解缓蚀剂的防锈原理。
2．实验原理合成反应式如下：NH2 NH22N=N－OHNH22NNH3．试剂与仪器试剂：溴，二溴甲烷，无水三绿化铝，联苯醚，氢氧化钠。
仪器：机械搅拌，回流冷凝器，温度计，带有插底管的滴液漏斗，过滤装置，分液漏斗。
4．实验内容（1）操作步骤在1000mL烧杯中加入108g邻苯二胺、120g冰醋酸和300mL水，加热得到透明溶液。
外用冰水冷却至5℃，一次性加入由75g亚硝酸钠和120mL水配成的冷溶液，搅拌混合物，变成暗绿色，温度很快升到70～80℃，溶液颜色变为透明的桔红色。
把烧杯从水浴中取出，放置1h，冷却溶液，苯并三氮唑一以油状物形式析出。
在冰中搅拌混合物，直至凝固成固体。
继续冷却3h，过滤，用200mL冰水洗涤，在40～50℃干燥，得到黄褐色产物（粗品）。
把粗品于克氏烧瓶中减压蒸馏，收集201～204℃/2000Pa的馏分，得到白色固体，用苯进行重结晶，得到无色的产物。
（2）结果记录表9-6 缓蚀剂苯并三氮唑的合成实验记录表产品名称产品质量/g 产率/% 形态和色泽粗产品精制产品5．注意事项（1）重氮化反应一定要在低温下进行，避免副反应增加。
（2）减压蒸馏时，要控制好温度与真空度的关系。
习题与思考题1． 反应混合物的颜色为什么由暗绿色变为桔红色？2． 为什么重氮化反应应在低温下进行？3． 苯并三氮唑防锈的原理是怎样的？苯磺酸钠（sodium benzene acid ）是白色针状晶体，熔点450℃，能溶于水，易溶于热水，微溶于热醇。
精细有机合成技术：催化加氢的基本原理—碳-碳双键加氢
1、加氢非常容易，选择性很高，而且副产物少。 2、加氢的活性与分子结构有关，分子越简单，即双键碳原子上取代基越少、越小，则活性 越高，乙烯的加氢反应活性最高
直链双烯烃较单烯烃更容易加氢，加氢的位置与双烯烃的结构有关。双烯烃的 加氢可停留在单烯烃。
多烯烃的加氢也有类似过程。即每一个双键可吸收一分子氢，直至饱和。如果 选择合适的催化剂和反应条件，就可以对多烯烃进行部分加氢，保留一部分双键。
精细合成化学
许航线
碳-碳双键加氢
烯烃加氢常用的催化剂有：铂、骨架镍、载体镍和各种多金属催化剂（铜-铬、锌 -铬等）。
在催化剂存在下，100～200℃、1～2MPa下加氢反应很快。若原料中含有硫化物， 则会使催化剂中毒，因此必须对原料进行精制。否则需要采用抗硫催化剂，通常为金 属硫化物如：硫化镍、钨、钼等，但是这类催化剂的活性较低，所需要的反应条件为： 300～320℃、25～30MPa。
环烯烃的加氢有发生开环副反应的可能，因此要得到环状产物则需要控制反应 条件。通常五元环和六元环较稳定。
碳-碳双键的加氢反应主要用于汽油的加工和精制。另外一些重要的中间体的 制备也是其重要的应用。
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四、分子内重排
1.基团带着一对电子迁移（Ｃ＋重排）
2.基团带着一个电子迁移（自由基重排）
C6H5 C6H5 C CH2
C6H5
自由基的稳定性决定
C6H5 C6H5 C CH2
C6H5
3.基团不带原来键合的电子迁移
稳定性： O- 〉Ｃ-
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五、电子的传递—电有机合成
Fe2++RO—OH→Fe3++RO·+OH Fe3++PhO—H → Fe2++PhO·+H+
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热均裂产生
O CH3CO
辐射均裂产生
O OCCH3
55 - 85oC
C6H6
O CH3CO
光
Br Br 25oC 2Br
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自由基的稳定性
CH2 > CH2 CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH
苯甲基自由基
稀丙基自由基 三级丁基自由基 异丙基自由基
> CH3CH2 > CH3 >
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二、键的形成 1.两个游离基结合成键 2.正、负离子成键 3.一个离子与一个中性分子成键
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三、断键与成键同步发生(过渡态理论)
任何一个化学反应都要经过一个过渡态才能完成。
A + BC
A B C ........ ...........
过渡态的特点:
AB + C
（1）能量高。 （2）极不稳定，不能分离得到。 （3）旧键未完全断开，新键未完全形成。
第一章 精细有机合成的一般原理
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1.1 有机反应的基本过程 1.2 有机反应的分类 1.3 有机合成新技术 1.4 有机合成方案设计(正交设计)
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1.1 有机反应的基本过程
一、键的断裂：
均裂：A-B→A+B（成键的一对电子平均分给两个原子或原子团）
均裂生成的带单电子的原子或原子团，称为游离基（或自由基）经过 均裂生成游离基的反应，称为游离基反应（或自由基反应）
季砷盐、季锑盐、季铋盐和季锍盐等翁盐也可以，但制备 困难、价格昂贵，目前只用于实验室研究。
有时也可以用叔胺(例如吡啶和三丁胺等)作相转移催化剂， 这是因为它们在反应条件下可生成季铵盐。
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季铵盐作相转移催化剂时的主要影响因素
①季铵正离子的结构
四个烷基的总碳原子数一般是15~25，使Q+两亲性佳。
②季铵盐中负离子的种类
最常用Q+·Cl-，价廉、易得。当亲核试剂负离子Nu(例
如F-、OH-)比Cl-更难提取到有机相时，就需要使用季
铵的酸性硫酸盐Q+·HSO4- ，但后者制备复杂、价格 贵，很少使用。
③用量 1mol有机反应物用0.005～0.100mol季铵盐。
④溶剂 有水存在时，可用不溶于水的非质子传递溶剂。
2）特点：既能溶于水相，又能溶于有机相；能与其中 一个反应物的部分基团作用。提高产率、降低反应温度、 缩短反应时间。
3）相转移催化剂
①翁盐类 季铵盐：三乙基苯甲基氯化铵（TEBA）
四正丁基溴化铵（TBAB）
三辛基甲基氯化铵（TOMAC）
季磷盐:结构和季铵盐相似、催化原理的也相同，但对碱和 热的稳定性比季铵盐好，催化性能上也比季铵盐好。
RX + Q+CN-
反应物
NaX43;X- +
相转移催化剂
Q+X- +
相转移催化剂
RCN
产物
NaCN
反应物
有机相 水相
从上图可以看出；相转移催化剂不断地将CN-从水相运送到有 机相，然后又将X-从有机相运送到水相。
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2、相转移催化剂
1）定义：能把反应物从一相转移到另一相的催化剂。
异裂：A-B→A++B- （成键的一对电子为某一原子或原子团所占有）
经过异裂生成离子的反应称为离子型反应（分为亲电和亲核反应两种）
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均裂： 分子本身的键能较小(如O-O,Cl-Cl), 或是在裂解时能同时释放出一个键合很牢的 分子(如N2，CO2),
——必须从外接受一定的能量才能发生键的 均裂。最常见的方法是通过加热(△)或光照 (hν)提供能量。例如：
1968年由Starks首先提出,并逐渐发展起来的有机合成新方法 。 技术特点：条件温和,操作简单,产率高,速率快,选择性好。
不在同一相的反应如何发生？
PTC
n-C8H17Br + NaCN → n-C8H17CN
+有N机a相Br
水相
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1、相转移催化原理 利用相转移催化剂在两相之间运送离子使反应发生
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1.2 反应的分类
一、加成
1.亲电加成（C=C）
2.亲核加成（C=O）
二、消除
1.β-消除（E1、E2）
2.α-消除
快：CHCl3+OH-
CCl3-+H2O
慢：CCl3-→：CCl2(二氯卡宾)
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三、取代 1.SN1、SN2 2.先加成再消除 亲核取代 （羰基） 亲电取代 （芳香环）
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四、缩合
Claisen （酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）
酯中的- H显弱酸性,在醇的作用下可与另一分子酯发 生类似与羟醛缩合的反应,称为Claisen （酯）缩合反应
O
O OR'
RCH2 C OR' + RCH C OR'
H
O
O
RCH2 C CH C OR' + HOR'
R
-羰 基 酯
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五、重排 1.分子内重排 2.分子间重排 六、周环反应 七、氧化还原反应
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1.3 精细有机合成新技术
一、相转移催化技术 二、微波促进有机合成技术 三、超声有机合成技术 四、电解有机合成技术 五、光照有机合成技术 六、超临界有机合成技术
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一、相转移催化技术(PTC , Phase Transfer Catalysis)
乙基自由基 甲基自由基 苯基自由基
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异裂：当断键后形成的带电荷质点相对稳 定时,容易发生键的异裂。大多数反应均 为异裂反应。例如
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影响异裂的因素： 1.碳正离子的稳定性：烯丙基 > 3o > 2o > 1o > +CH3
Cl
〉
CH3Cl
2.阴离子离去基团稳定性
(CH3)3C-I〉(CH3)3C-Br 〉(CH3)3C-Cl 〉(CH3)3C-F (CH3)3C-Cl 〉(CH3)3C-OAC 〉(CH3)3C-OH
无水状态下进行固液相转移催化时，可用非质
子传递强极性溶剂。
eg 1. eg 2.
NaOH(4%)
+ KMnO4 CH2Cl2