精细有机合成单元反应 与合成设计 第七章
精细有机合成单元反应
精细有机合成单元反应第二章磺化、硫酸化反应1. 什么叫磺化反应？什么叫硫酸化反应？哪些物质可以作磺化剂？三氧化硫硫酸发烟硫酸氯磺酸硫酰氯磺化反应为亲电取代，硫酸磺化时，亲电质点是什么？2. 脂肪饱和烃磺氧化，磺氧化的历程。
3. 硫酸的浓度对磺化反应的影响4. 简述“共沸去水磺化法”5. 写CH 3+SO3生成三种异构体的机理6. 反应式R CH CH 2+NaHSO 3R CHCH 2+H 2SO 4ROH +ClSO 3HClNO 2NO 2+NaHSO 3+MgO60-65℃nahso37. 磺化活性排序浓硫酸、发烟硫酸，SO 3（CH 3）3N ·SO 38. 用硫酸磺化法合成OH加100%硫酸磺化，加NaOH 成盐，加NaOH 成酚钠盐，加硫酸成酚 9. 为什么芳香烃磺化时浓硫酸的浓度越高越容易生成砜？用什么方法可以阻止砜的生成？第三章硝化反应1. 混酸硝化反应机理2. 与硝酸比，混酸硝化法的优点3. 如何除掉硝基化合物中的酚杂质4. 如何去掉NO2NO2由少量的NO2NO2NO2NO25. (烟)H SO 36. 合成OHCH 3OCHO OHCH 3OCHONO 27.CH3亚硝化反应历程第四章 卤化反应1.写出FeCl 3催化氯化芳烃的Mechanism 。
为什么单质碘对芳环氢化有催化作用2.写出次氯酸进行酸催化氢化的历程及特点具有较小的空间阻碍3.FeCl3催化氯化芳烃时，为什么原料的纯度有很大影响4.简述沸腾氯化法流态化氯化又称沸腾氯化。
流态化 简称流化 利用流动流体的作用 将固体颗粒群悬浮起来 而使固体颗粒具有某些流体 表现特征 因此强化了气一固间或液一固间的接触过程。
这种使固体颗粒具有某些流体特征的技术被称为流态化技术。
5.为什么OH在无催化剂存在的条件下，能以很高的速度进行氯化6.Ar-H+Cl2CuClAr-Cl+HCl7.写出芳烃侧链氯化光引发历程？链引发链增长链终止8.+CH2O+HCl2氯甲苯+H2O9.CH3O NH2NaNO2/HBF410℃10.OCH3ICl碘化对甲氧基苯11.OH+PCl5第五章还原反应1. 举例说明芳硝基化合物Fe还原成芳胺后的分离方法。
第七章 酯化反应
第七章酯化反应7.1 涵义狭义：醇或酚和含氧酸（有机或无机）作用生成酯和水的过程。
广义：凡是能大生成酯类的反应。
有时叫成酯反应。
成酯反应方法大约有六十二种，其中有十四种是常见的。
⑴R'OH + RCOOH RCOOR' + H2O⑵R'OH + (RCO)2O RCOOR' + RCOOH⑶R'OH + RCOCl RCOOR' + HCl⑷R''OH + RCOOR' RCOOR'' + R'OH⑸R''COOR''' + RCOOR' RCOOR''' + R''COOR'⑹R'OH + RCN + H2RCOOR' + NH3⑺R'OH + RCONH2RCOOR' + NH3⑻ROH + CH2=C=O CH3COOR⑼CH=CH + RCOOH RCOOCH=CH2⑽CH3O CH33COO CH3⑾RCH2CHO + HOOCCH2COOR' RCH=CHCOOR'⑿CH3COC Cl3 + R'OH CH3COOR⒀RCOOR' + NaX⒁RCOOR' + R''COOH R''COOR' + RCOOH以下我们主要分析第一个反应，2，3，4略为介绍，其它则不谈。
7.2 羧酸法酯化⑴特点不论是什么酸和醇的反应都有三个特点。
①可逆反应；②需要催化剂；③要加热椐研究，等摩尔的乙酸和乙醇反应，要达到平衡，在室温，需16年；150~170℃要24小时；150~170℃，加酸只要2~3小时。
⑵平衡转化率的控制CH3COOH + CH3 CH2OH CH3COO CH2 CH3 + H2O 起始浓度1mol 1mol 0 0 平衡浓度1-x 1-x x x 实测平衡浓度0.335 0.335 0.665 0.665 平衡常数K = [酯][水]/[酸][醇] = 0.6652/0.3352 = 3.94若起始浓度为 1 2 0 0 平衡浓度1-x 2-x x x 平衡常数K不变∴K = 3.94 = x2/(1-x)(2-x) = x2/( x2-3x+2)求得x = 0.845若按1：3投料，则转化率x = 99.6%因此控制转化率的方法是：①增加醇的投料量②及时蒸出水或酯经实践证明，工业生产的投料比是1：1.5（乙醇回收率问题，成本）不同的酯类采取的方法是不同的，对于低沸点酯类则蒸出酯；中沸点的酯类蒸出酯、水、醇三元混合物；高沸点的酯类蒸出水，但往往要加入带水剂（如苯或甲苯）⑶酯化反应的影响因素①醇结构的影响Ⅰ 根据实验有，反应速度 V 伯醇＞V 仲醇＞V 叔醇 其原因是：A. 存在空间位阻效应。
精细有机合成单元反应复习.docx
精细有机合成单元反应复习第一章精细有机合成基础知识要点一、取代基效应1、诱导效应1）因为成键原子的电负性差异而引起的电荷传递作用2）所有取代基都存在诱导效应，即诱导效应无处不在3）了解诱导效应强弱、方向是认识该效应的核心2、共辄效应1）了解共觇效应的类型、能够判断分子或屮间体是否存在共觇效应2）共辘效应影响的结果是因为电子离域或共享而使分子、活性中间体稳定。
如正离子、负离子或自由基都能够被共辘所稳定。
3）共轨效应方向受诱导影响如分析下面分子或活性中间体的共轨方向H2C^=C—C^=CH2H2C^=C—H3C—C CH—c—OC2H5H H H3、空间效应1）空间效应产生原因一般有两种：A因为取代基体积而产生的空间位阻；B因为分子的刚性结构或键角张力2）与诱导效应一样，所有分子都可能存在空间效应3）空间效应对分子或活性中间体的影响可能是起促进或阻碍作用二、有机反应历程1、脂肪族取代反应重点了解亲核取代反应的影响因素2、芳香族亲电取代了解一般反应历程、取代反应的定位是重点（包括多取代基存在下的取代反应、稠环的单取多取代）3、芳香族亲核取代了解影响亲核収代的影响因素特别是环上已有収代基存在下对亲核取代的活性影响三、溶剂1、了解溶剂的分类2、溶剂对反应活性的影响Huges-Ingold规则3、了解非质子传递性溶剂对亲核反应的影响例题：作为亲核试剂，卤素阴离子在一般极性溶剂屮亲核活性顺序如何？在非质子传递性溶剂中亲核性顺序又如何？试对此作出合理解释。
考占.P 八、、•1、収代基效应的判断：下面反应物或活性中间体存在共轨效应的是（）2、极性溶剂对下面反应有活化作用的是（）3、下面芳香族亲核取代反应活性最高的是（）4、下面亲核试剂亲核性最强的是（）5、下面自由基稳定性最好的是（）6、在水中卤素阴离子亲核性顺序是：在DMF溶剂中亲核性顺序是：解释其原因？7本章习题28、芳香族亲电取代定位效应第二章卤代反应知识要点一、芳香族环上卤代反应1、亲电反应历程、酸催化反应或无需催化2、连串反应（即有多卤代反应），控制反应产物的关键是卤化反应深度3、反应有较弱的可逆性4、反应的一般条件：反应溶剂：反应物本体、有机溶剂、酸、水反应试剂：单质、次卤酸、NCS、NBS、HX+氧化剂反应活性：与反应物有关、与试剂有关、与溶剂有关主要反应：苯卤代、甲苯卤代、苯酚卤代、苯胺卤代5、碘代反应的特殊性二、不饱和桂的加成卤代1、加成反应活性都很高，在温和的条件下都能够实现加成2、加成方向马氏规则（本质上是取代基效应）3、加成试剂HX、X2、HOX4、共觇烯坯的加成1, 2■加成比1, 4■加成活性更高，所以反应可能首先生成1, 2■加成产物，但1, 4■加成产物稳定性更好，较高的反应温度或较反的反应时间，1, 4■加成产物可能会成为主要产物三、烯丙位或侧链的自由基卤代1、反应是自由基历程，反应条件光照或加热，引发剂能够促进反应2、当有多个位置可能被取代时，节位或烯丙位优先3、反应有多取代异构体，由卤化深度的控制4、侧链卤代吋，不能有过渡金属离子存在（即Lewis酸），否则可能有环上卤代发生5、烯丙位卤代反应的竞争是双键的加成，高温不会发生加成，但低温下反应，主要产物是加成产物四、疑基置换反应1、醇的置换卤代反应活性：短链〉长链、叔醇〉仲醇〉伯醇醇〉酚卤代试剂：浓HX酸-浓盐酸、浓蛍澳酸（HI不宜）含磷卤代试剂・PX3、PX5含硫卤代试剂-SOCb2、酚的置换卤代只能用强卤代试剂如PX3、PX.53、酸的卤代制备酰卤卤代试剂一般用SOCB、PX3五、拨基a—位卤代1、反应是指醛、酮、酸衍生物的。
精细有机合成技术课程设计介绍课件
反应的优化和 放大
反应的安全性 和环保性
反应的工业化 和应用
反应的案例分 析和实践操作
反应的创新和 改进
反应的挑战和 前景
反应的交叉学 科应用
反应的实验设 计和数据分析
反应的文献检 索和报告撰写
实验操作演示
01
实验目的：掌握 精细有机合成技
术的基本操作
02
实验原理：介绍 精细有机合成技 术的基本原理和
的意见和建议
2
教师评价：教师 对课程设计的评
价和改进建议
3
同行评议：邀请 同行专家对课程 设计进行评议和
改进建议
4
持续改进：根据 反馈和评价，持 续改进课程设计，
提高教学质量
谢谢
提高学生创新 思维能力
培养创新思维
01
激发学生的创新意识，培 养创新精神
02
提高学生的创新实践能力， 培养解决问题的能力
03
培养学生的团队力， 提高自主解决问题的能力
课程设计内容
基本原理讲解
有机合成反应 的基本原理
反应机理和反 应条件
反应的选择性 和反应速率
提高生产效率， 降低生产成本
课程设计目标
掌握基本原理
01
了解精细 有机合成 技术的基 本原理和 概念
02
掌握有机 合成反应 的基本原 理和规律
03
学会设计 和优化有 机合成反 应路线
04
掌握有机 合成实验 的基本操 作技能和 注意事项
提高实践能力
培养学生动手 操作能力
提高学生解决 问题的能力
培养学生团队 协作能力
源转化
材料科学：新 材料研发、材
料合成
食品科学：食 品添加剂、食
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
精细有机单元反应合成技术手册
精细有机单元反应合成技术手册精细有机单元反应合成技术是有机合成化学中非常重要的一个分支，通过该技术可以合成出高纯度、高质量的有机化合物，是有机化学领域的重要研究方向之一。
下面，本手册将详细介绍精细有机单元反应合成技术的相关知识。
精细有机单元反应合成技术是指针对有机化合物中特定的化学键或化学基团进行反应，以合成高纯度、高质量的有机化合物的技术。
其特点是化学反应条件温和，反应时间短，得率高，产品纯度高，适用范围广等。
二、精细有机单元反应的分类1、加成反应加成反应是指在有机化合物中，两个单体通过化学键的形式结合在一起，生成新的含有多个化学基团的有机化合物的反应。
常见的加成反应有有机酸酐的开环反应、氨基酸与酸酐的酰化反应等。
2、消除反应消除反应是指在有机反应中，有机分子中的两个基团通过一个化学键的断裂分离为两个分子的化学反应。
常见的消除反应有脱水反应、烷基化反应等。
3、取代反应取代反应是指有机化合物中原子或基团被其他原子或基团所取代的化学反应。
常见的取代反应有亲核取代反应、电子转移取代反应等。
4、重排反应重排反应是指在有机反应中，有机化合物中某些化学键的位置重新排列，生成新的有机化合物的化学反应。
常见的重排反应有Wittig重排反应、Hofmann重排反应等。
精细有机单元反应的研究是有机合成领域中非常活跃和重要的研究方向。
目前，有机合成化学的发展和技术的不断改进，加速了精细有机单元反应合成技术的研究。
研究的主要方向是开发新的精细有机单元反应，提高精细有机单元反应的反应选择性和反应效率，开发新的催化剂和溶剂，在实际应用中得到广泛的应用。
精细有机合成原理与工艺思考题-化工02
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。
精细有机单元反应(含习题集和答案解析)_精细有机单元反应习题集
技术资料精细有机单元反应习题集精细有机单元反应教材编写组2007，6第一章绪论一、填空题1、所谓“精细化率”是指。
2、精细化学品是经加工的，具有或最终使用性的，品种、产量小、附加高的一大类化工产品。
3、我国原化学工业部上个世纪八十年代颁布的《关于精细化工产品的分类的暂行规定和有关事项的通知》中明确规定，中国精细化工产品包括个产品类别。
4、有机精细化学品的合成是由若干个基本反应组成。
这些基本反应我们称之单元反应。
重要的单元反应有。
5、在新的合成路线设计和选择时，要优先考虑、污染环境不大且容易治理的工艺路线。
6、天然气的主要成分是。
根据甲烷含量的不同，天然气可分为两种。
7、煤通过方法提供化工原料。
8、催化重整是得到三种重要芳烃原料的方法。
二、判断题1、氧化锌类感光材料、铁酸盐类磁性材料、精细陶瓷产品、包括导电陶瓷、透光陶瓷等一般均属有机精细化学品。
2、在合成路线设计中，反应的排列方式也直接影响总收率。
一般来说，在反应步数相同的情况下，线性法的总收率高于收敛法，因此，尽可能采用线性法。
3、碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成，它们的分子组成一般可表示为Cx(H2O)y, 如葡萄糖C6H12O6=C6(H2O)6，蔗糖C12H22O11=C12(H2O)11，所以说碳水化合物是由碳和水组成的化合物。
4、在进行合成路线设计和选择时，应尽量少用或不用易燃、易爆和有剧毒原料和试剂。
5、合成路线中反应步数和反应总收率是评价合成路线的最直接、最主要的标准。
三、简答题1、为什么说合成路线中反应步数和反应总收率是评价合成路线的最直接、最主要的标准。
2、简述精细化学品合成的原料来源。
3、在设计精细有机合成路线时，需要考虑哪些主要问题？4、写出以下基本化工原料主要来自哪种资源：（1）甲烷；（2）一氧化碳；（3）乙炔；(4)乙烯；（5）C18～C30直链烷烃；（6）C12～C18直链脂肪烃；（7）苯；（8）萘。
5、对精细化学品的定义进行释义。
精细有机合成单元反应
第二章精细有机合成的理论基础1、蒽醌环的定位规律：（磺化）有催化剂（汞盐，钯、铊、铑）α取代，无催化剂β取代。
2、去氢苯：第四章卤化3、氯化深度：每摩尔纯苯消耗的氯气的量（摩尔），也称为苯氯比。
4、氯化反混：在苯的连续氯化反应时，如果对反应器型式选择不当、传质不匀，是反应生成的产物未能及时离开，又返回到反应区促进连串反应的进行，这种现象称为氯化反混。
5、卤化过程中，高温宜于发生在α位，低温宜于发生在β位。
6、氟利昂中的A表示C原子数+1，B表示H原子数-1，C表示F原子数。
第五章磺化和硫酸化7、在磺酸基水解过程中，温度越高，水解反应的速度越快。
温度每升高10℃，水解反应增加2.5~3.5倍，而相应的磺化反应的速度仅增加2倍（可利用此水解特性，在反应过程中去掉磺酸基）。
温度升高也会促进副反应速度加快。
8、液相磺化：用过量硫酸磺化是以硫酸为反应介质，反应在液相进行，在生产上常称“液相磺化”。
9、由于芳磺酸大多是固体，易溶于水，有些芳磺酸在50%~80%的硫酸中溶解度较小，故采用以下几种分离与精制的方法：稀释析出法、稀释盐析法、中和盐析法、脱硫酸钙法（为了使产品与过量的硫酸得到分离，并且能尽量减少产品中的无机盐含量，某些硫酸特别是多硫酸，可以可以采用脱硫酸钙的方法分离）10、共沸去水磺化，也成为气相磺化，对于挥发性较高、沸点较低的芳烃，水可以与过量的芳烃共沸一起蒸出。
同时，硫酸的利用效率可以提到90%以上。
反应介质要求沸点适当，又不易被磺化。
且能与水形成共沸混合物而蒸出。
11、在烘焙磺化过程中，由于有机胺类都有剧毒，故温度控制在180℃~200℃。
第六章硝化及亚硝化12、非均相混酸硝化（工业上最常用，最重要的硝化方法）：当被硝化物和硝化产物在反应温度下都呈液态且难溶或不溶于废酸时，常采用非均相的混酸硝化法。
或答，被硝化物与硝化剂介质不完全互溶的液相硝化反应，称为非均相硝化反应。
13、在100%的硝酸中，有1%的硝酸转化成NO2+；未解离的硝酸分子约占97%，NO3-约占1.5%，H2O约0.5%。
精细有机合成单元反应与合成设计
精细有机合成单元反应与合成设计
精细有机合成单元反应是有机合成中的一个重要概念，它指的是一类常用的、特定的有机反应，可用于在有机合成中实现特定的转化。
这些单元反应通常是高效、选择性和可控的，能够在合成中非常有效地引入功能团或构建化学键。
常见的精细有机合成单元反应包括：氧化还原反应、取代反应、缩合反应、加成反应、消除反应等。
这些反应可以根据不同的反应类型进行分类，同时也可以根据反应底物的特异性选择进行适当的反应。
合成设计是指在有机合成中根据特定的化合物目标设计出可行的合成路径。
它可以看作是有机合成中的艺术，要求化学家充分了解相关的反应和合成方法，以便能够选择最适合的反应来实现目标分子的合成。
在合成设计中，可以利用精细有机合成单元反应来设计和优化合成路线。
首先，需要了解目标分子的结构和所需的功能团；然后，根据已知的反应和转化，结合化学直觉和经验，提出可能的合成路径；最后，通过实验验证和优化选择最佳的合成路线。
合成设计的目标是使合成路径更高效、更经济，并确保合成的产率和选择性尽可能高。
合成设计还需要考虑实验的可行性、化合物的可得性和可用性、以及合成过程中产生的废物排放和环境友好性。
总之，精细有机合成单元反应和合成设计是有机合成中不可或缺的两个重要方面，通过合理地运用它们，可以实现高效、选择性和可控的有机合成。
有机合成单元反应
2．3．3 芳香族环上氢的亲核取代 反应
• ．3．4．2 反应历程 • 1． 双分子历程 • ．2. 单分子历程 • 3． 去氢苯历程
2．3．4．3 芳环上其他取代基对反 应的影响
• 在S N2反应中，当取代基x的邻位或对位有 吸电基时，反应较易进行；
• 当吸电性基在x的间位时，对反应的影响很 小。
2．2．3．2 两类定位基
• 属于第一类定位基的主要有： • 一Oˉ、一N(CH3)2、一NH2、一OH、一 OCH3、…… • O N(3) C(R) X • 第二类定位基的主要有： • 一N+(CH3)3、一CF3、 一NO 2…… • S N+(5) C(O＝C＜ CN CX ）
3
• 第一类定位基使苯环各碳原子的电子云密 度均有所增加，邻、对位增加得相对较多。 • 第二类定位基使苯环各碳原子的电子云密 度均有所减少，邻、对位减少得相对较多。
第二章 精细有机合成的理论基础
• 2．1 反应试剂的分类 • 有机化学反应通常是在反应试剂的作用 下，有机物分子发生共价键断裂，然后与 试剂生成键，提供碳的物质叫“基质”， 从基质上分裂下来的部分叫“离去基”。 促使有物共价键断裂的物质叫进攻试剂， 也称为反应试剂，有如下两种。
• 2、1、1、极性试剂 • 极性试剂是指那些能够供给或接受一对 电子以形成共价键的试剂。极性试剂又分 为亲电试剂和亲核试剂。 • 2．1．2 游离基试剂 • 含有未成对单电子的游离基或是在一定 条件下可产生游离基的化合物称游离基试 剂。
亲电试剂
• 1） 阳离子：N03、NO+、R+、R—C+＝O、A rN+、 R+N+等。 • 2） 含有可极化和已经极化共价镀的分子：C12、Br2、 HF、HCl、 SO3、 RCOCl、 • 3）含有可接受共用电子对的分子(未饱和价电子层原于的 分子) • 4）羰基的双键。 • 亲电试剂是从基质上取定一对电子形成共价键的试剂。 这种试剂具有亲电性能，包括以下几类： • 5）氧化剂：Fe+3· 、O 3、H 2O2等。 • 6）酸类。 · • 7）卤代烷中的烷基：R—x。 • 由该类试剂进攻引起的离子反应叫亲电反应。
浙江大学化学系
浙江大学化学系《精细有机合成单元反应》课程教学大纲英文名称：Organic Synthesis Unit Reaction of Fine Chemical一、本课程性质、目的和任务本课程是精细化学品生产技术专业必修的重要专业基础理论课。
本专业的学生在学完无机及分析化学、有机化学、物理化学的基础理论知识的前提下，系统学习本课程的理论知识，与后设课程《有机精细化化工工艺学》等有密切相关；同时与毕业论文等实训密不可分。
理论教学：使学生掌握精细有机合成反应的基本理论，对合成方法有所掌握，合成路线的推导方法有所了解并予以运用。
实验教学：结合理论教学的内容，安排相应的实验内容，引导学生运用精细有机合成理论指导实验，加深对有机合成理论的理解，同时提高学生的动手操作能力。
通过本课程的学习，要求学生：（1）掌握精细有机合成反应中常见的各种反应的基本概念及基本理论和有关反应的规律。
（2）掌握各类精细有机合成的特点、方法及其适用范围，并能予以正确应用。
（3）掌握有机合成单元反应的影响因素及其催化剂的选择，掌握各类有机合成反应的机理。
（4）掌握有机合成路线的设计、原理、方法和应用。
（5）通过有机合成实验，进一步理解所学的理论知识，并掌握实验中的各种实验技能。
二、课程教学内容及要求第一章绪论1、教学内容(1)介绍有机合成的基本概念，精细化学品的特征；(2)复习基础有机化学中部分概念。
2、重点、难点重点：有机合成的基本概念，精细化学品的特征，基础有机化学中部分概念及规律。
难点：无3、教学基本要求(1)了解精细化学品的特征。
(2)熟练掌握有机合成的基本概念，基础有机化学中部分概念及规律。
第二章磺化反应、硫酸化反应1、教学内容§1 概述：磺化反应的概念、硫酸化反应；工业上磺化和硫酸化的方法；磺化产物的性质及其用途。
§2 磺化剂、硫酸化剂：三氧化硫、硫酸、发烟硫酸、氯磺酸、硫酰氯§3 磺化反应历程，硫酸化反应历程(1)芳烃的取代反应；链烯烃的和成反应；饱和长碳链脂肪酸或脂的磺化。
《精细有机合成单元反应》说课稿
《精细有机合成单元反应》说课稿课程基本信息前期课程：有机化学、高等有机化学、化工原理一.课程定位与教学目标课程定位：本课程是为应用化学专业精细化工模块学生开设的一门专业方向课程。
教学目标：使学生进一步掌握有机合成反应的基本原理和基本操作，了解一些精细化学品的合成方法和合成工艺，掌握复杂有机化合物的合成路线设计技巧，为学生将来从事精细化学品的生产和新产品的开发奠定必要的理论基础。
二、学情与学法学情：第七学期，学生就业和考研压力明显增加。
需要更好、有效的方法将学生的“心”拉回课堂，提高学生出勤率和学习主动性，保证教学质量。
学法：引起思想重视，一定要使学生明确本门课程对完成学业的重要性；课上要勤记笔记，便于巩固复习；有疑问时，要及时解决，不能让问题堆积起来；四年级学生学习方法已达较成熟阶段，但需引导学生不要因考研、找工作等挤占课下学习时间，要多利用零散时间。
三、教材分析与内容处理1.教材分析郝素娥.《精细有机合成单元反应与合成设计》．哈尔滨工业大学出版社．2008 优点：本教材知识广度、深度适当，知识框架与大纲相近度高，可便于学生学习。
缺点：应用实例较少，实例讲解粗略；习题题量小。
2.内容处理主要内容：单元反应：引入合适生产实例，通过实例讲解学习各单元反应；由于单元反应较多，连续学习易使学生产生疲劳感，可在3-4个单元反应结束后，引入合适“大”生产实例复习巩固已学的各单元反应。
合成设计：由于学时有限，在学习了基本概念后，可通过多个合成设计实例进行综合分析，来学习本章内容，并进一步巩固、加深所学单元反应的运用。
四、课程设计的观念与思路1. 设计观念专注知识应用能力及专业素养的培养；培养学生分析问题、解决问题的能力，侧重培养应用型人才。
2. 设计思路讲做练结合理论知识融合于实际生产问题，提高学生学习兴趣五、教学方法与手段主要教学方法：讲授式教学法、练习式教学法、讨论式教学法（还不成熟）。
要有硬性要求（考勤、平时作业等与成绩挂钩。
精细有机合成单元反应07烷基化反应
典型反应
+ H2C CH CH3
+ H2SO4
NH2 2CH3OH
CH3 CH CH3
N(CH3)2
+ OH CH3Cl
OCH3
§7.1 C－烷基化反应
★§7.1.1 C-烷化剂
? 卤烷 ? 烯烃
乙烯、丙稀、异丁烯；一般AlCl3作催化剂，也 可用BF3、HF ? 醇类 一般选用硫酸、氯化锌作催化剂 ? 醛、酮
优点：价廉易得，催化活性好 缺点：生成铝盐废液；由于副反应不适于活泼芳香族物
（酚、芳胺等） 三氯化铝在贮存和运输过程中必须注意密封
（B）BF3
?活泼的催化剂 ?沸点低（－101℃），容易从反应物中蒸出，可以
循环使用 ?优点：可以同醇、醚或酚类等形成具有催化活性的
络合物，副反应少 当用烯烃或醇类作烷基化剂时， BF3还可以作硫酸、 磷酸和 HF的促进剂 ?缺点：价格贵，使用受到限制
+
CH
CH3 ] AlCl4-
+
R
CH
+-பைடு நூலகம்
CH3 + H Cl [AlCl3 ]
H
CH CH3 R
AlCl4-
（5）烯烃和炔烃：CH2=CH2, CH3CH=CH2, R-CH=CH2,
CH2=CHCN, CH2=CHCOOCH3, CH≡CH;
（6）羰基化合物：HCHO, CH3CHO, C3H7CHO, Ph-CHO,
CH3COCH3,
O
类型
?C－烷基化 C－H → C－R
有机芳环化合物在催化剂作用下，用卤烷，烯烃 等烷基化剂可以直接将烷基接到芳环上。
第7章逆合成分析法与合成路线设计
7.1.1 逆合成分析法概念
1．合成子
C M+ X C
C MgX + O
O C
OEt COOEt
C C + MX
C C OH O
COOEt
7.1 逆合成分析法
7.1.1 逆合成分析法概念
1．合成子
C：+ C C： + O C
CC C CO
O C
COOEt
O COOEt
7.1 逆合成分析法
7.1.1 逆合成分析法概念
CH2CH2COOCH3
(e) CH2CH2COOCH3
(f) CH3OCOCH2 (g) OCH3 CH2 CHCOOCH3
在这些结构单元中，只有(d)和(e)是有效的，叫有效合成子。因为(d)可以
修饰为C6H5COC-HCOOCH3，(e)可以修饰为 。
CH2
CH2COOCH3
7.1 逆合成分析法
逆向合成分析过程图
合成子：在切断时所 得出的概念性的分子 碎片，通常是个离子
6
7.1 逆合成分析法
7.1.1 逆合成分析法概念
反应
反应
原料
中间物
目标分子 ( 产物 )
官能团转换
目标分子
逆合成转变
另外的目标分子
逆合成转变
前体的前体
原料
前体(合成子)
目标分子
A
B
CO
D E
F GJ K L
H
M
N
多路线逆合成分析示意图
X
1
C
2
C
3
C
C4
C5
C
FG
X=杂原子 FG=官能团
广东石油化工学院《精细有机合成》期末考试题库
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。
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使用骨架镍时，则要求在较高的温度下进行氢化反应。
用高活性的骨架镍时，反应温度若超过100℃，会使 反应过于激烈，甚至会使反应失去控制。
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Lindlar催化剂 2.9×105Pa
R C C R'
H2, Pd/CaCO3/PbO
R HC CH R
室温 9.8×104Pa 室温
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（5）有机金属络合物型催化剂－均相催化剂
反应活性大、条件温和、选择性较好、不易中 毒等优点，但因催化剂溶解于溶液中，使分离和回 收较困难。 （Ph3P）3RhCl、 （Ph3P）3RuClH 、（Ph3P）3IrH 、
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三 、影响因素
1．催化剂的影响 不同的催化剂，其适用范围和所要求的反应条件，以
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催化加氢（催化氢化）
含有不饱和键的有机物分子，在催化剂的 存在下，与氢分子反应，使不饱和键全部或部 分加C C
芳杂环
O O
O C H
O C OH
N
C N
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CH3
CH 3
H2,Ni,异丙醇 8～10MPa,120 ～130℃
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第七章 还原反应
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第七章 还原反应
从广义上讲，凡使反应物分子得到电子
或使参加反应的有机物碳原子上的电子云密度
增高的反应均称为还原反应；
从狭义上讲，凡使反应物分子的氢原子
数增加或氧原子数减小的反应即为还原反应。
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分类（还原剂及操作方法）： （1）催化还原反应（催化剂） （2）化学还原反应（化学物质） （3）电解还原
制备好的灰黑色骨架镍在于燥状态下会在空
气中自燃，所以需保存在乙醇或蒸馏水中，使用 时要注意安全。
镍系催化剂对硫化物敏感，可造成永久中毒， 无法再生。
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（2）钯(Pd)为催化剂
PdCl2+H2 Pd↓+HCl Pd(黑 色 粉 末 )
钯黑
PdCl2+HCHO+NaOH
Pd↓+HCOONa+NaCl+H2O
C-＞-C=C-＞-C=O,R-NO2＞ArH
直链烯烃＞环状烯烃＞萘＞苯＞烷基苯＞芳烷基苯
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3. 原料 在催化氢化时可以使用纯氢及与一氧化碳或其 它惰性气体的混合氢。许多大吨位的品种的催化氢化 反应大多数采用纯氢做为氢源。工业上提供氢源的主
顺式比例，％ 53
反式比例，％ 47
C2H5OH/HCl/H2O
C2H5OH/KOH
93
35～50
7
65～50
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四、均相催化氢化反应
非均相催化氢化具有工艺简便、原料低廉、对许
多基团的加氢、氢解均有较高的催化活性、且易分离
回收等优点。
但这类催化剂存在着明显的缺陷，例如当被还原
物分子中存在多个不饱和基团时，往往缺乏反应选择 性；副反应较多，常有不同程度的双键异构化或氢解 反应伴随发生等，致使催化氢化反应达不到预想的效 果。
羟基去氢维生素A
(1)CH3COCl (2)HBr (3) －HBr,重排
CH 2OH O
＋
CH 2OH O
CH 2OCOCH 3
VA
VA醋酸酯
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2 被氢化物的结构与性能
空间效应越大，越不易靠近催化剂，需要强化反应
条件，如升高温度、增加压力、提高催化剂活性等。 分子结构不同，催化氢化的难易程度不同： Ar-NO2＞- C
铂催化剂 （氧化铂、铂黑和载体铂 ）
见P134表7.1所示
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几种重要的催化剂
（1）骨架镍 液相加氢催化剂
•RNi(Raney Ni)(活性Ni):
常采用含镍30%～50%的铝镍合金为原料。W1； W-2； W-3；…..
Al-Ni+NaOH
H2O
Na2AlO4+Ni+H2↑
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及生成的还原产物有可能不同。
如苯甲酸乙酯分别采用骨架镍和亚铬酸铜进行催化 还原，其结果则不同。
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COOC 2H5
COOC 2H5
H2, Raney Ni 50℃,10.1MPa H2, CuCr2O4 160℃,27.6MPa
CH 2OH
H2, NiB
H2NCH2CH2NH2
C C CH3
R CH2CH2 R + R HC CH R
O 25℃ O Ni, H2 9.81MPa 260℃ 120℃ OH OH
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压力是强化催化氢化的重要手段。氢压增大
即氢的浓度增大，因而可加快反应速度。但压力
增大使反应的选择性降低。压力超过反应所需要 时，会出现副反应，有时会出现危险。
催化氢解
在催化剂存在下，含有碳杂键的有机物 分子与氢气反应，发生碳杂键断裂，分解成 两部分氢化产物的反应叫做催化氢解。
C Z
催 化 剂 H2
C H + HZ
Z=X, O, S
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H3C HC CH2
O
NO 2 C O Cl
催 化 剂 H2
H3C HC CH3 OH
NH 2
H2/Pd/C 50～60℃
③不易中毒，故可用来还原含硫的化合物。
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1．均相催化的特点
均相催化具有如下优点：
①氢化效率高，反应条件温和，大多数反应可在室 温和常压下进行，而且避免了非均相催化反应的 传质问题，大大加快了反应速度。 ②反应选择性高，副反应少。例如均相催化可以选 择性还原双链，而对分子中存在的另一些基团不 影响。
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C O
COOH + CH3
+ HCl
COO CH2
H2/Pd/C C2H5OH
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优点：反应易于控制，产品纯度较高，收率 较高，三废少，在工业上应用广泛。
缺点：需要使用带压设备，安全措施要求高， 催化剂的选择要求严格。
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二、 催化剂
催化剂的类型 一般金属系：Ni、Cu、Mo、Cr、Fe、Pb 贵金属系：Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Re 还原型纯金属粉： Pt、Pd、Ni等，如骨架镍、骨架铜 化合物型：氢氧化物、氧化物、硫化物如PtO2、MoS 载体型：如Pt/C、Pd/C
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（4）铜－硅胶载体型催化剂 铜-硅胶催化剂是由沉积在硅胶上的铜组成， 硅胶必须具有大的表面积和孔隙度，催化剂以浸 渍法制备硅胶放入硝酸铜、氨水溶液中浸渍、干 燥进行灼烧，使用前用氢气活化得含铜量为14% ～16%的金属态铜。 此催化剂具有成本低、选择性好、机械强度 高等优点，因而用于流化床硝基苯气相加氢中， 但抗毒性、热稳定性较差，原料中微量的有机硫 化物(如噻吩)，易引起催化剂中毒。
（2）有利于传热；
（3）便于催化剂的回收利用； （4）改变反应的选择性。 对溶剂要求 （1）沸点高于反应温度；
（2）对产物有较大的溶解度，有利于解析。
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溶剂的种类
CH3COOH ＞ H2O ＞ CH3CH2OH ＞ CH3COOC2H5
高压反应使用溶剂：H2O， ， ，
O O
高压催化氢化不能用酸性溶剂，以免腐蚀高压釜。
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介质的酸碱度
O OH
H2, 5%/PdC
+
表 溶剂酸碱度对产品收率的影响
溶剂
产率，％
0.20MCH3COOH
60
0.014MHCl
76
无
90
0.008MNaOH
100
OH
H+
H2
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H
H
H
O
H2, Pd/C, 溶剂 O 9.8×104Pa
+ O
H
H
反应溶剂 C2H5OH
铂黑
常压加氢
5%Pd-C
骨架镍
常压～0.5MPa
2～5MPa
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5.搅拌和装料系数的影响 搅拌的作用：
（1）影响催化剂在反应介质中的分布情况、面积
和催化效果； （2）有利于传热，防止局部过热。
装料系数：0.35～0.5
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6. 溶剂的极性与酸碱度 溶剂的作用 （1）溶解被氢化物；
H C C CH 3 H
H2, Raney Ni
CH2CH2CH3
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CH CH2
NiB, H2 C2H5OH
CH2CH3
CH CH2
Ni, H2
CH2CH3
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CH 2OH OH
+ H2
Pd/CaCO3/喹啉 9.81×104Pa 30～37℃
OH
CH 2OH
载 体 钯 ： 加 入 载 体 （ 活 性 炭 、 CaCO3、 BaSO4、 硅 藻 土 、 Al2O3) 增大比表面，增大活性
钯C（Pd/C)
Lindlar(林德拉）催化剂 Pd/BaSO4/喹啉 炔 Lindlar 烯
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（3）铂（Pt）为催化剂
铂 Na2PtCl6 + 2HCl + 6NaOH H2PtCl6 + NaBH4
要途径有食盐水电解、天然气转化、水煤气净化以及