精细有机合成单元反应基础PPT课件
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有机合成反应理论PPT课件
• 芳香族亲核取代反应 • 反应动力学与历程； • 对氢的亲核取代反应； • 对非氢的亲核置换反应。
• 芳香族亲电取代反应 • 苯的一元亲电取代反应； • 苯的二元亲电取代反应； • 苯的多元亲电取代反应； • 稠环芳烃的亲电取代反应。
第17页/共42页
芳香族亲核取代反应
反应类型：
芳环上氢的亲核取代 芳环上已有取代基的亲核取代 通过苯炔中间体的亲核取代
X Nu
X Nu
X Nu
+ Nu
N OO
N OO
N OO
N OO
络合 物共振 式
N OO
X Nu
Nu
ONO 络 合物
N OO
产物
证实：迈森海默络合物的获得（P49， 37）
第19页/共42页
反应动力学与历程
单分子反应（芳香重氮盐的亲核置换）
慢 ArN2+
Nu + Ar
N2 + Ar 快
ArNu
证实：
多例子。
第25页/共42页
芳香族亲电取代反应
反应的可逆性：
吸电子基团取代后，导致苯环上电子云密度降低，特 E 别是与吸电子基团相连的碳原子电子云密度降低更多，
H＋更加不容易进攻，所以反应不可逆。
推电子基团取代后，导致苯环上电子云密度增加，尤 E 其是与吸电子基团相连的碳原子电子云密度增加更多，
有利于H＋进攻，所以反应可逆。
第22页/共42页
1.4. 2 芳香族亲电取代反应
苯的分子结构：
亲电取代反应
结 构
•C原子是sp2杂化，p轨道相 互重叠，形成一个大p键；
特 点
•p电子高度离域，环上下面 电子云密度高；
•容易发生亲电反应；
• 芳香族亲电取代反应 • 苯的一元亲电取代反应； • 苯的二元亲电取代反应； • 苯的多元亲电取代反应； • 稠环芳烃的亲电取代反应。
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芳香族亲核取代反应
反应类型：
芳环上氢的亲核取代 芳环上已有取代基的亲核取代 通过苯炔中间体的亲核取代
X Nu
X Nu
X Nu
+ Nu
N OO
N OO
N OO
N OO
络合 物共振 式
N OO
X Nu
Nu
ONO 络 合物
N OO
产物
证实：迈森海默络合物的获得（P49， 37）
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反应动力学与历程
单分子反应（芳香重氮盐的亲核置换）
慢 ArN2+
Nu + Ar
N2 + Ar 快
ArNu
证实：
多例子。
第25页/共42页
芳香族亲电取代反应
反应的可逆性：
吸电子基团取代后，导致苯环上电子云密度降低，特 E 别是与吸电子基团相连的碳原子电子云密度降低更多，
H＋更加不容易进攻，所以反应不可逆。
推电子基团取代后，导致苯环上电子云密度增加，尤 E 其是与吸电子基团相连的碳原子电子云密度增加更多，
有利于H＋进攻，所以反应可逆。
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1.4. 2 芳香族亲电取代反应
苯的分子结构：
亲电取代反应
结 构
•C原子是sp2杂化，p轨道相 互重叠，形成一个大p键；
特 点
•p电子高度离域，环上下面 电子云密度高；
•容易发生亲电反应；
精细有机合成化学PPT课件
置换磺化
Na2SO3 回 流
H2NCH2CH2SO3H
Na2SO4
+ + H2NCH2CH2OH
催 化 剂 ， 高 温CH2 脱水环合
N
H
CH2 NH4HSO3 开环加成磺化
H2NCH2CH2SO3H
NH3
第8页/共52页
硝化和亚硝化 内容： 硝化反应历程、混酸硝化、硫酸介质中的硝化、 有机溶剂-混酸硝化、在乙酐或乙酸中的硝化、 稀硝酸硝化、置换硝化法、亚硝化。 C-硝化---硝基化合物； N-硝化 ---硝胺；O-硝化---硝酸酯
96.5% H2SO4 160 162 OC
SO3H 硝化
HO3S HO3S
NO2 还原
NO2 还原
HO3S HO3S
NH2 NH2
T-3 牛磺酸的制备（三种方法—乙醇胺雾化发、酯化法）
+ + H2NCH2CH2OH
硫酸酯化 H2SO4 减压脱水 H2NCH2CH2OSO3H
H2O
+ + H2NCH2CH2OSO3H
第2页/共52页
T-3 工业上生产三氯乙醛是用氯与乙醇作用：
CH3CH2OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
T-4 H2C=CHCH3 + HCl + 0.5O2 → H2C=CCH2Cl + H2O
羰基合成
T-5 HCHO + CO + H2O
HOCH2COOH
第3页/共52页
磺化和硫酸化
CH3
200 OC H2SO4 SO3H
CH3 SO3H
磺化
ArH + H2SO4 水解 ArSO3H + H2O
《精细有机单元反应》PPT课件
10
多品种、小批量
洗涤用品 -肥皂
洗衣皂,高级增白洗衣皂,香皂,富脂皂,美 容皂,香药皂,中草药香皂,透明皂,半透明 皂,老人皂,儿童香皂,复合皂,去油皂,复合 皂粉,液体皂,旅游皂,大理石花纹皂,浮水 膏,肥皂膏,皂片,工业皂,减肥皂,脚气皂,浴 油
11
多品种、小批量
洗涤用品-衣物洗涤剂
高泡洗衣粉,低泡洗衣粉,加酶洗衣粉, 浓缩洗衣粉,无 磷洗衣粉,低磷洗衣粉,增白洗衣粉,中性丝毛洗衣粉, 柔软漂白洗衣粉,洗衣机专用洗衣粉,消毒洗衣 粉; 重垢液体洗涤剂,轻垢液体洗涤剂,块状洗 涤剂,浆状洗涤剂, 干洗剂
0.4g
❖ 柠檬黄 3.3g 羧甲基纤维素 125g
❖ 柠檬酸 250g
21
大量采用复配技术
❖ ( 1 ) 橘汁汽水配方〔按1 000 瓶，每瓶250mL 量计〕
❖ 原料名称 原料用量 原料名称 原料用量
❖ 白砂糖 21kg
橘子香精 292g
❖ 橘子汁 12.5kg 苯甲酸钠 33g
❖ 柠檬酸 250g
或单兵手持式摄像仪,军用的空间遥感(星载、机载)、 直升机、坦克和舰艇的微光夜视设备和各种扫描器、 潜望镜,单兵携带的双目或单目夜视眼镜,头盔瞄准器 和中距离武器瞄准器,用于战略导弹飞行试验的摄像系 统,以及轻武器的激光瞄准器,用于地-空导弹、空-空导 弹、地-地导弹等多种类型导弹的激光制导跟踪系统 的激光操测器等均与精细化工中的信息材料有着密切 关系
精细有机单元反响
第1章 绪论
❖ 精细化工的含义 ❖ 精细化工的特点 ❖ 精细化工在国民经济中的作用 ❖ 精细有机合成的原料资源 ❖ 精细有机合成单元反响
2
1.1 精细化工的含义
精细化工产品〔Fine Chemicals〕:具有特 定的应用功能、合成工艺中步骤繁多、产 量小而纯度高的产品. 通用化工产品〔Heavy Chemicals〕:以 天然资源(煤、石油、天然气、矿物、农副 产品等)为根本原料，经过简单加工而制成 的大吨位，附加价值率与利润率较低，应 用范围较广的化工产品。
多品种、小批量
洗涤用品 -肥皂
洗衣皂,高级增白洗衣皂,香皂,富脂皂,美 容皂,香药皂,中草药香皂,透明皂,半透明 皂,老人皂,儿童香皂,复合皂,去油皂,复合 皂粉,液体皂,旅游皂,大理石花纹皂,浮水 膏,肥皂膏,皂片,工业皂,减肥皂,脚气皂,浴 油
11
多品种、小批量
洗涤用品-衣物洗涤剂
高泡洗衣粉,低泡洗衣粉,加酶洗衣粉, 浓缩洗衣粉,无 磷洗衣粉,低磷洗衣粉,增白洗衣粉,中性丝毛洗衣粉, 柔软漂白洗衣粉,洗衣机专用洗衣粉,消毒洗衣 粉; 重垢液体洗涤剂,轻垢液体洗涤剂,块状洗 涤剂,浆状洗涤剂, 干洗剂
0.4g
❖ 柠檬黄 3.3g 羧甲基纤维素 125g
❖ 柠檬酸 250g
21
大量采用复配技术
❖ ( 1 ) 橘汁汽水配方〔按1 000 瓶，每瓶250mL 量计〕
❖ 原料名称 原料用量 原料名称 原料用量
❖ 白砂糖 21kg
橘子香精 292g
❖ 橘子汁 12.5kg 苯甲酸钠 33g
❖ 柠檬酸 250g
或单兵手持式摄像仪,军用的空间遥感(星载、机载)、 直升机、坦克和舰艇的微光夜视设备和各种扫描器、 潜望镜,单兵携带的双目或单目夜视眼镜,头盔瞄准器 和中距离武器瞄准器,用于战略导弹飞行试验的摄像系 统,以及轻武器的激光瞄准器,用于地-空导弹、空-空导 弹、地-地导弹等多种类型导弹的激光制导跟踪系统 的激光操测器等均与精细化工中的信息材料有着密切 关系
精细有机单元反响
第1章 绪论
❖ 精细化工的含义 ❖ 精细化工的特点 ❖ 精细化工在国民经济中的作用 ❖ 精细有机合成的原料资源 ❖ 精细有机合成单元反响
2
1.1 精细化工的含义
精细化工产品〔Fine Chemicals〕:具有特 定的应用功能、合成工艺中步骤繁多、产 量小而纯度高的产品. 通用化工产品〔Heavy Chemicals〕:以 天然资源(煤、石油、天然气、矿物、农副 产品等)为根本原料，经过简单加工而制成 的大吨位，附加价值率与利润率较低，应 用范围较广的化工产品。
《精细有机合成基础》PPT课件(2024版)
I: -CH3是斥电子基 使苯环上电子云密度
+C、+I同向，都使苯环上电子云 密度
15
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。
16
有-I，-T： 如-NO2、-CN、-COOH、-CHO等 （1）诱导效应与共轭效应作用一致； （2）则使苯环钝化； （3）间位定位基。
℃) 2.47
26
2.1 芳香族亲电取代的定位规律
4、亲电试剂的空间效应（P10 表2-3） 5、新取代基的空间效应 6、反应的可逆性
27
7、反应条件的影响
温度
（1）通常情况下，温度升高，亲电取代反应活性增 高，选择性下降。
混NO酸2 硝化
NO 2
NO 2
NO 2
＋
＋
NO 2
0℃ 5％
94％
NO 2 NO 2
-I:吸电子 ＋I:供电子 共轭效应（T）：包括π-π共轭和p-π共轭。
-T:吸电子 ＋T:供电子
14
有+I，无T： 如-C2H5，-CH3 （1）使σ-配合物稳定，活化苯环；
（2）使H 邻、对位取代产物更稳定H ； （3）H 为C 邻H、对位定位基。 H C H
C: s-p超共轭 使苯环上电子云密度
四、苯环上已有两个取代基的定位规律
已有两个取代基为同一 类型定位基，且处于间 位，则定位作用一致。
已有两个取代基为同一 类型定位基，且处于邻、 对位，则定位作用不一 致——取决于定位能力 的强弱。
CH3
少量
COOH
CH3
主产物
精细有机合成基础1精品PPT课件
1.1 精细化学品的定义与分类
据日本《精细化学品年鉴》，1985年将精细化学品 分为35类，1990年扩大为36类。
医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、 香料、化妆品、表面活性剂、肥皂、洗涤剂、印刷油墨、 有机橡胶助剂、照相感光材料、催化剂、试剂、高分子絮 凝剂、石油添加剂、食品添加剂、兽药、饲料添加剂、纸 及纸浆用化学品、塑料添加剂、金属表面处理剂、芳香消 臭剂、汽车用化学品、杀菌防霉剂、脂肪酸、稀土化学品、 精密陶瓷、功能性高分子、生化制品、酶、增塑剂、稳定 剂、混凝土外加剂、健康食品、有机电子材料等。
⑤产品质量要求高； ⑥商品性强，多数以商品名销售； ⑦技术密集高，要求不断进行新产品的技 术开发和应用技术的研究，重视技术服务； ⑧设备投资较小； ⑨附加价值率高等。
1.1 精细化学品的定义与分类
1.1.2 精细化学品的定义及分类:
无差别产品(通用化学品)： 通用化工产品 硫酸、烧碱、乙烯、苯等
精细有机合成基础
2010.09—2010.11
为什么开设本课程
化学工程与工艺关注的是化学工业生产中 所进行的化学过程和物理过程的共同规律， 它更强调过程和设备。
精细有机合成关注的是化学产品的生产原理、 技术、性能及其应用方法，强调化学反应与产 品性能。 ——扩展综合知识
传统的化学工程技术在发展过程中受到了制约。 化学工程领域（石油化工、乙烯、丙烯、化
[2]《精细化工导论》（第二版），钱旭红，徐玉芳等编， 化学工业出版社，北京，2000年
[3]《精细有机合成化学及工艺学》 ，唐培堃主编， 天津大学出版社，天津，1993年
第一章 精细化工概论
1.1 精细化学品的定义与分类 1.2 精细化学品的特点 1.3 精细有机合成的原料资源 1.4 精细化工在国民经济中的作用
有机合成反应理论-PPT精选文档
第一章 有机合成反应理论
朱健
本章内容
• • • • • 1.1 单元反应的分类 1.2 有机反应的基本过程 1.3 脂肪族取代反应理论 1.4 芳香族取代反应理论 1.5 自由基反应理论
1.1 单元反应的分类
• 单元反应：为了在脂链、脂环、芳环、杂环上引 入或者形成各种取代基，所采用的各种化学反应。 • 常见的取代基 • 单元反应分类：
– SN2历程反应，空间效应决定； – SN1历程反应，电子效应决定。
• 立体化学和重排：
– SN2----构型翻转； – SN1----消旋。
• 进入基团：碱性和极化性
– 碱性强，亲核性强，但是容易受溶剂影响（溶剂选择）； – 可极化性大，亲核性强，不受溶剂影响。
• 离去基团：碱性弱，易离去 • 溶剂效应：
1.2 有机反应的基本过程
• 五个基本过程：
– 键的断裂 – 链的形成 – 键的断裂与形成同步发生 – 分子内重排作用 – 电子传递
键的断裂
均裂
A B (a) Cl2 Heat or Light 2 Cl CH 3 CH 3 CH3 oC 60~70 (b) NC C N N 2 NC C CN + N2 CH 3 CH 3 CH3
H OH - + H H C Br
慢 Nu…R…X
HO
Br
能 量
快 HO C
H + Br H
Nu- + RX
DE’ RNu + X反应进程
反应动力学与底物和亲核试剂 浓度都有关系。
SN2反应能量变化图
SN1历程
R X R
慢 R 快 + X R Nu
反应分步进行；
R3C…Nu
朱健
本章内容
• • • • • 1.1 单元反应的分类 1.2 有机反应的基本过程 1.3 脂肪族取代反应理论 1.4 芳香族取代反应理论 1.5 自由基反应理论
1.1 单元反应的分类
• 单元反应：为了在脂链、脂环、芳环、杂环上引 入或者形成各种取代基，所采用的各种化学反应。 • 常见的取代基 • 单元反应分类：
– SN2历程反应，空间效应决定； – SN1历程反应，电子效应决定。
• 立体化学和重排：
– SN2----构型翻转； – SN1----消旋。
• 进入基团：碱性和极化性
– 碱性强，亲核性强，但是容易受溶剂影响（溶剂选择）； – 可极化性大，亲核性强，不受溶剂影响。
• 离去基团：碱性弱，易离去 • 溶剂效应：
1.2 有机反应的基本过程
• 五个基本过程：
– 键的断裂 – 链的形成 – 键的断裂与形成同步发生 – 分子内重排作用 – 电子传递
键的断裂
均裂
A B (a) Cl2 Heat or Light 2 Cl CH 3 CH 3 CH3 oC 60~70 (b) NC C N N 2 NC C CN + N2 CH 3 CH 3 CH3
H OH - + H H C Br
慢 Nu…R…X
HO
Br
能 量
快 HO C
H + Br H
Nu- + RX
DE’ RNu + X反应进程
反应动力学与底物和亲核试剂 浓度都有关系。
SN2反应能量变化图
SN1历程
R X R
慢 R 快 + X R Nu
反应分步进行；
R3C…Nu
《精细有机合成基础》PPT课件
slow RX
R+ + X -
R+ + Nu-
R Nu
反应速度=k[RX] 历程一般表示为：
slow RX
δ+
δ-
RX
R+ X
验证SN2 或SN1 反应，可通过添加N3（叠氮阴离子，亲核性高），观察对反 应速度的影响。
SN2 反应速度明显提高 SN1 无影响
（3）四面体历程
对不饱和键（C=O，C=S和C=N）上的亲核 取代反应。如酯的水解、羧酸的酯化等。
C6H5 H
+
C6H5 H C OH
CH3
CH3 CH3
R构型
S构型
R构型
原料为旋光性，产物外消旋。
（2）中间生成的碳正离子寿命很短
R
R' R
R' C X
CX
R''
Nu
R''
sp3杂化
sp2杂化
R Nu C R'
R''
构型反翻
离去基团还没有完全离去，亲核试剂已开始反应。此时，正面进攻受离 去基团的阻碍，故主要从反面进攻。
R
R C
R
有利于SN1
如：
SN2相对活性：
CH3Br>CH3CH2Br>(CH3)2CHBr>(CH3)3CBr
150： 1：
0.01： 0.001
（SN1的相对活性刚好相反）
（2）亲核试剂的影响 Nu-
对SN1无影响。
slow RX R+ + Nu-
R+ + X R Nu
在SN2中，Nu-的亲核性越大，反应速度越快。
精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件
在酸性较强的位置上发生。
SE2和SEi
Y C
Y C
X
X
SE2(前面进攻) 构型保持
X CY
X CY
SE2(后面进攻) 构型转化
精细有机合成02精细有机合成的理 论与技术基础课件
SE1
R X慢
R-
+
+X
R- +Y+ 快 RY
取代反应的的动 力学是一级的， 包括两步：慢的 离解和快的结合
精细有机合成02精细有机合成的理 论与技术基础课件
由于该亲核取代反应中控制反应速度的一步是单分子，因此这 种反应称为单分子亲核取代反应。 SN1反应能量变化图 :
精细有机合成02精细有机合成的理 论与技术基础课件
➢双分子亲核取代反应(SN2)
溴甲烷在碱性水溶液中的水解反应:
C H 3 B r+ O H - C H 3 O H + B r -
溴甲烷在碱性水溶液中的水解反应速度取决于两个反应物的浓度， 该反应的反应历程可认为卤代烷和羟基离子都参与了限速步骤。
第二章 精细有机合成的 理论与技术基础
精细有机合成02精细有机合成的理 论与技术基础课件
复习: p轨道、C－H σ键、C－C π键、元素周期表和电负性概念
原子的电负性：指原子吸收电子的能力。鲍林指定氟原子的电负性为 4.0，其它原子与其比较计算得电负性值，是相对值，无单位。
精细有机合成02精细有机合成的理 论与技术基础课件
动态诱导效应 当进攻试剂接近底物时，因外界电场的影响也会
使共价键上电子云发生改变，键的极性发生变化，这种变化用Id表示。
Id:
-I>-Br>-Cl>-F -CR3>-NR2>-OR>-F
精细有机合成化学及工艺学PPT课件
-
3
5.促进技术进步。 6.高经济效益
1.4 本书的讨论范围
有机化工产品：基本有机原料，有机中间体和有机产 品。 基本有机原料：指从石油，天然气或煤等天然资源经 过一次或次数较少的化学加工而制得的结构比较简单 的有机物，如乙烯，苯，甲苯等。 中间体：指将基本原料经进一步加工而制得的结构比 较复杂但还不具有特定用途的有机物，如甲醇，乙酸， 环氧乙烷等。 有机化工产品：指将有机中间体加工制得有特定用途 的有机物，如医药，塑料，合成橡胶等。
85%
5%
10%
15%
硝 化
环 上 的 氯 化
低 温 磺 化
当萘环上已有了一个第一类取代基时，新取代基进入它的同环， 如已有取代基在α位，则新取代基进入它的邻位或对位，并且常常以其
中一个位置为主。
ONa
OH
+ CO2
羧 化
CO O Na
-
17
NH2
NH2
+
N NCl
NN
当已有取代基是第二类定位基，新取代基通常进入没 有取代基的另一环上，并且主要是α位取代。
如 -O -NR2 -OH -F -C l 等，其未共用电
子对和苯环形成正的共轭效应（+T或+C），它们是邻，
对定位，同时它们也具有诱导效应，如氨基和羟基，
其（+T）大于（-I），所以它们使苯环活化。对于卤素，
其正的共轭效应小于负的诱导效应，所以使苯环稍稍
钝化。
-
11
（3）取代基具有负的诱导效应，且同苯环相连的原子没 有共用电子对，如
-
9
第二定位基：
- N （ C H 3 ） 3- C F 3 - N O 2 - C N - S O 3 H- C O O H- C H O- C O O C H 3 - C O C H 3 - C O N H 2- N H 3 - C C l3 等
精细有机合成单元反应与合成设计第四章优秀课件
空气中的水汽会使少量AlCl3水解，所以普通的 无水三氯化铝中总是含有少量的气态氯化氢。在液态 烃中HCl能与AlCl3形成络合物，这个络合物能与烯烃 形成烷基阳离子，它是活泼的烷化质点。
无水三氯化铝能溶于许多给电子型溶剂中形成 络合物。
这类无机溶剂有：SO2、COCl2、CS2、HCN等。 这类有机溶剂有硝基苯、二氯乙烷等。许多可 溶性的AlCl3-溶剂络合物可用作付氏反应的催化剂。
✓当环上卤原子、羰基、羧基等吸电子基团 时，则不容易进行烷基化反应，此时必须选 用包括多量的强催化剂和提高反应温度，才 能进行烷基化反应。
✓当芳环上连有硝基时，烷基化反应不能进行， 但硝基苯可做反应溶剂，因为它能很好溶解 芳烃和三氯化铝。
烷基进入芳环的位置，应注意在低温、 低浓度、弱催化剂、反应时间又较短的条件下， 烷基进入的位置遵循亲电取代反应规律。但如 不在上述反应条件下，烷基进入的位置往往就 缺乏规律。
但为了避免芳烃的磺化、烷基化剂的聚合、酯化、 脱水、和氧化等反应，必须选用适宜的硫酸浓度。
例如，对于异丁烯要用85~90%硫酸。这时除了 C-烷化反应以外，还有一些酯化反应；
如果用80%硫酸则主要是聚合反应，也有一些酯 化反应，但不发生烷化反应；
如果用70%硫酸则主要是酯化反应，不发生烷化 和聚合反应。
对于丙烯要用96%以上的硫酸。 对于乙烯要用接近98%的硫酸，但这足以引起苯 和乙苯的磺化。因此，在苯的乙基化时，不宜用硫酸 作催比剂。
B 氢氟酸 无水氢氟酸沸点19.5℃，凝固点-83.5℃，可用作 多种付氏反应的催化剂。其主要优点是： (1)液态HF对于含氮、含氧和含硫的有机物有较高 的溶解度，对烃类也有一定的溶解度。另外，HF在这 些液态有机物中也有一定溶解度。因此，它既是催化 剂，又是溶剂。 (2)不易引起副反应 当用AlCl3或硫酸作催化剂会 引起副反应时，改用HF是有利的。例如，HF可用作酚 类和氨基酚等的C-烷化的催化剂。
无水三氯化铝能溶于许多给电子型溶剂中形成 络合物。
这类无机溶剂有：SO2、COCl2、CS2、HCN等。 这类有机溶剂有硝基苯、二氯乙烷等。许多可 溶性的AlCl3-溶剂络合物可用作付氏反应的催化剂。
✓当环上卤原子、羰基、羧基等吸电子基团 时，则不容易进行烷基化反应，此时必须选 用包括多量的强催化剂和提高反应温度，才 能进行烷基化反应。
✓当芳环上连有硝基时，烷基化反应不能进行， 但硝基苯可做反应溶剂，因为它能很好溶解 芳烃和三氯化铝。
烷基进入芳环的位置，应注意在低温、 低浓度、弱催化剂、反应时间又较短的条件下， 烷基进入的位置遵循亲电取代反应规律。但如 不在上述反应条件下，烷基进入的位置往往就 缺乏规律。
但为了避免芳烃的磺化、烷基化剂的聚合、酯化、 脱水、和氧化等反应，必须选用适宜的硫酸浓度。
例如，对于异丁烯要用85~90%硫酸。这时除了 C-烷化反应以外，还有一些酯化反应；
如果用80%硫酸则主要是聚合反应，也有一些酯 化反应，但不发生烷化反应；
如果用70%硫酸则主要是酯化反应，不发生烷化 和聚合反应。
对于丙烯要用96%以上的硫酸。 对于乙烯要用接近98%的硫酸，但这足以引起苯 和乙苯的磺化。因此，在苯的乙基化时，不宜用硫酸 作催比剂。
B 氢氟酸 无水氢氟酸沸点19.5℃，凝固点-83.5℃，可用作 多种付氏反应的催化剂。其主要优点是： (1)液态HF对于含氮、含氧和含硫的有机物有较高 的溶解度，对烃类也有一定的溶解度。另外，HF在这 些液态有机物中也有一定溶解度。因此，它既是催化 剂，又是溶剂。 (2)不易引起副反应 当用AlCl3或硫酸作催化剂会 引起副反应时，改用HF是有利的。例如，HF可用作酚 类和氨基酚等的C-烷化的催化剂。
精细有机合成单元反应与合成设计全解PPT课件
第五章 酰基化反应
在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子上引入脂肪族或芳 香族酰基的反应称为酰化反应。
O R C Z+G H
O R C G + HZ
RCOZ为酰化剂，Z代表X、OCOR、OH、OR`、NHR`等， GH为被酰化物，G代表ArNH、R`NH、R`O、Ar等。
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5.1 N-酰化反应 N-酰化是胺类化合物与酰化剂反应，在氨基的氮原子上引入酰
第33页/共64页
5.2 C-酰化反应
C-酰化是在芳环上引入酰基，制备芳 酮或芳醛的反应过程，它是以酰卤或酸酐 为酰化剂，对芳环进行亲电取代的反应， 属于F-C反应中的重要一类。
第34页/共64页
5.2.1 C-酰化反应历程
+R C OAlCl3 +
Cl
+
-
R C O + AlCl4 +
O AlCl3 R C Cl H
OC2H5 NHCOCH3
OCH3
第14页/共64页
例：
2-羟基-3-萘甲酸(简称2，3-酸)和苯胺或其衍生物进行N-酰化 可得到一系列色酚，用于制备冰染染料。这类酰化反应的通式为：
OH + H2N Ar
COOH
- H2O
OH CONH Ar
第15页/共64页
反应中的2, 3-酸是很弱的酰化剂，它与芳胺的酰化过程是在三 氯化磷存在下进行的。按反应时2,3-酸的形态可分为酸式法及钠盐 法两种。
CH3 + HCl
第25页/共64页
（2）用芳羧酸酰氯及芳磺酰氯酰化
OC2H5 NH2 +
OC2H5
COCl
H2O, Na2CO3 85oC-90oC
在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子上引入脂肪族或芳 香族酰基的反应称为酰化反应。
O R C Z+G H
O R C G + HZ
RCOZ为酰化剂，Z代表X、OCOR、OH、OR`、NHR`等， GH为被酰化物，G代表ArNH、R`NH、R`O、Ar等。
第1页/共64页
5.1 N-酰化反应 N-酰化是胺类化合物与酰化剂反应，在氨基的氮原子上引入酰
第33页/共64页
5.2 C-酰化反应
C-酰化是在芳环上引入酰基，制备芳 酮或芳醛的反应过程，它是以酰卤或酸酐 为酰化剂，对芳环进行亲电取代的反应， 属于F-C反应中的重要一类。
第34页/共64页
5.2.1 C-酰化反应历程
+R C OAlCl3 +
Cl
+
-
R C O + AlCl4 +
O AlCl3 R C Cl H
OC2H5 NHCOCH3
OCH3
第14页/共64页
例：
2-羟基-3-萘甲酸(简称2，3-酸)和苯胺或其衍生物进行N-酰化 可得到一系列色酚，用于制备冰染染料。这类酰化反应的通式为：
OH + H2N Ar
COOH
- H2O
OH CONH Ar
第15页/共64页
反应中的2, 3-酸是很弱的酰化剂，它与芳胺的酰化过程是在三 氯化磷存在下进行的。按反应时2,3-酸的形态可分为酸式法及钠盐 法两种。
CH3 + HCl
第25页/共64页
（2）用芳羧酸酰氯及芳磺酰氯酰化
OC2H5 NH2 +
OC2H5
COCl
H2O, Na2CO3 85oC-90oC
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精细有机合成化学
➢有机合成反应理论 ➢磺化、硫酸化反应 ➢硝 化 反 应 ➢烷 基 化 反 应 ➢羟 基 化 反 应
➢还 原 反 应ห้องสมุดไป่ตู้➢卤 化 反 应 ➢酰 化 反 应 ➢氧 化 反 应 ➢酯 化 反 应
1
绪论
一、精细化学品的释义 欧美 产量小、纯度高的化工产品。
日本
具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、 多品种、小批量生产的化学品。
三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维 。
注意：原料与产品的划分不是绝对的。有的化学品从 上游看是产品从下游看则是原料。划分的界限也有所 不同。
10
第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念
产品生产过程的顺序：
精细化工产品
起始原料
基础有机原料
基本有机化学品
三大合成材料
起始原料：石油、天然气、煤、农林产品（副产品）。
中国 原则上采用日本对精细化学品的释义。
2
美国克林教授的释义
无差别化学品： 差别化学品：
具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构 式表示其结构的
不具备上述条件的
通 用 化 学 品 大量生产的无差别化学品（无机酸、碱、甲醇等）
准通用化学品 较大量生产的差别化学品（塑料、合成纤维等）
精细化学品 专用化学品
第一门类又可分为许多小类。中国的分类暂行规定中，不
包括国家医药管理局管理的药品。
5
三、精细化工的特点
1）除化学合成反应、前后处理外，还常涉及剂型制备和 商品化（标准化）才得到最终商品 2）生产规模小，生产流程大多为间歇操作的液相反应，常 采用多品种综合生产流程或单元反应流程 3）固定投资少、资金产出率高 4）产品质量要求高，知识密集度高；产品更新换代快、寿命 短；研究、开发难度大，费用高
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。
9
第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念
基本有机化学品（有机中间体）：醇、醛、酮、酸、
胺类、酚类、卤代物、硝基化合物等。“它是由初始原料 或基础原料经初级加工得到的大吨位产品”。
中国将精细化工产品分为11个产品类别
1）农 药
2）染 料
3）涂 料（含油漆、油墨）
4）颜 料
5）试 剂、高纯物
7）食 品、饲料添加剂
6）信息用化学品（含感光材料、磁性材料等能接受电磁波
的化学品）
8）粘合剂
9）催化剂、各种助剂
10）（化工系统生产的）化学药品（原料药）和日用化学品
11）（高分子聚合物中的）功能高分子材料（含功能膜、偏 光材料等）
2）增加或赋予各种材料以特征
3）增进和保障农、林、牧、渔业的丰产丰收
4）丰富人民生活
5）渗入其他行业、促进技术进步、更新换代
6）高经济效益
精细化工（产值）率
精细化工产品的总值 全部化工产品的总值100%
7
五、精细有机合成的原料资源
1）煤
煤的高温干馏（焦炭、煤焦油、粗苯和煤气） 煤的气化（水煤气、半水煤气、空气煤气）
You Know, The More Powerful You Will Be
14
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX
XX年XX月XX日
15
小量生产的无差别化学品（原料医药、原料农药等） 小量生产的差别化学品（医药制剂、农药制剂等）
3
二、精细化学品的分类
欧美按其使用性能分为 1）准商用（通用）化学品 2）多功能、多用途化学品 3）最终用途化学品或直接上市化学品 每一大类又分类许多。
日本将精细化学品分为32个门类
4
二、精细化学品的分类
5）在生产工艺、技术和配方等方面都有很大改进余地，生产 稳定期短，需要不断地进行技术改进。配方和加工方面的技 术秘密和专利，造成市场上的垄断性和排他性
6）商品性强，市场竞争激烈，因此市场调查和预测非常重 要。在产品推销上，应用技术和技术服务非常重要
6
四、精细化工在国民经济中的作用
1）直接用作最终产品或它们的主要成分。
11
四、精细有机合成的原料资源
4）动植物原料
水解
单糖
① 含糖或淀粉
发酵
葡萄糖 果糖 甘露蜜糖 木糖 半乳糖
乙醇
丙酮
丁醇
丁酸
葡萄糖酸
乙酸
乳
酸
12
四、精细有机合成的原料资源
4）动植物原料
水解
② 含纤维素
发酵
己糖（葡萄糖）
乙醇
水解
戊糖（木糖）
糠醛
③ 含油动植物
动物油
水解
植物油
甘油
脂肪酸
13
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
（主要成分为碳、氢、氧、硫和氮等） 催化重整（芳烃）
烃类热裂解（三烯为主、BTX、乙炔、炭黑）
2）石油
芳烃生产新技术（BTX、C9 的芳烃） 石油萘（萘）
石油蜡（C9 ~ C18 液蜡、 C18 ~ C30 固蜡） （主要成分为烷烃、环烷烃和少量芳烃）
3）天然气（甲烷为主）
（主要成分为甲烷）
8
第1章 绪论
➢有机合成反应理论 ➢磺化、硫酸化反应 ➢硝 化 反 应 ➢烷 基 化 反 应 ➢羟 基 化 反 应
➢还 原 反 应ห้องสมุดไป่ตู้➢卤 化 反 应 ➢酰 化 反 应 ➢氧 化 反 应 ➢酯 化 反 应
1
绪论
一、精细化学品的释义 欧美 产量小、纯度高的化工产品。
日本
具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、 多品种、小批量生产的化学品。
三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维 。
注意：原料与产品的划分不是绝对的。有的化学品从 上游看是产品从下游看则是原料。划分的界限也有所 不同。
10
第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念
产品生产过程的顺序：
精细化工产品
起始原料
基础有机原料
基本有机化学品
三大合成材料
起始原料：石油、天然气、煤、农林产品（副产品）。
中国 原则上采用日本对精细化学品的释义。
2
美国克林教授的释义
无差别化学品： 差别化学品：
具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构 式表示其结构的
不具备上述条件的
通 用 化 学 品 大量生产的无差别化学品（无机酸、碱、甲醇等）
准通用化学品 较大量生产的差别化学品（塑料、合成纤维等）
精细化学品 专用化学品
第一门类又可分为许多小类。中国的分类暂行规定中，不
包括国家医药管理局管理的药品。
5
三、精细化工的特点
1）除化学合成反应、前后处理外，还常涉及剂型制备和 商品化（标准化）才得到最终商品 2）生产规模小，生产流程大多为间歇操作的液相反应，常 采用多品种综合生产流程或单元反应流程 3）固定投资少、资金产出率高 4）产品质量要求高，知识密集度高；产品更新换代快、寿命 短；研究、开发难度大，费用高
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。
9
第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念
基本有机化学品（有机中间体）：醇、醛、酮、酸、
胺类、酚类、卤代物、硝基化合物等。“它是由初始原料 或基础原料经初级加工得到的大吨位产品”。
中国将精细化工产品分为11个产品类别
1）农 药
2）染 料
3）涂 料（含油漆、油墨）
4）颜 料
5）试 剂、高纯物
7）食 品、饲料添加剂
6）信息用化学品（含感光材料、磁性材料等能接受电磁波
的化学品）
8）粘合剂
9）催化剂、各种助剂
10）（化工系统生产的）化学药品（原料药）和日用化学品
11）（高分子聚合物中的）功能高分子材料（含功能膜、偏 光材料等）
2）增加或赋予各种材料以特征
3）增进和保障农、林、牧、渔业的丰产丰收
4）丰富人民生活
5）渗入其他行业、促进技术进步、更新换代
6）高经济效益
精细化工（产值）率
精细化工产品的总值 全部化工产品的总值100%
7
五、精细有机合成的原料资源
1）煤
煤的高温干馏（焦炭、煤焦油、粗苯和煤气） 煤的气化（水煤气、半水煤气、空气煤气）
You Know, The More Powerful You Will Be
14
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX
XX年XX月XX日
15
小量生产的无差别化学品（原料医药、原料农药等） 小量生产的差别化学品（医药制剂、农药制剂等）
3
二、精细化学品的分类
欧美按其使用性能分为 1）准商用（通用）化学品 2）多功能、多用途化学品 3）最终用途化学品或直接上市化学品 每一大类又分类许多。
日本将精细化学品分为32个门类
4
二、精细化学品的分类
5）在生产工艺、技术和配方等方面都有很大改进余地，生产 稳定期短，需要不断地进行技术改进。配方和加工方面的技 术秘密和专利，造成市场上的垄断性和排他性
6）商品性强，市场竞争激烈，因此市场调查和预测非常重 要。在产品推销上，应用技术和技术服务非常重要
6
四、精细化工在国民经济中的作用
1）直接用作最终产品或它们的主要成分。
11
四、精细有机合成的原料资源
4）动植物原料
水解
单糖
① 含糖或淀粉
发酵
葡萄糖 果糖 甘露蜜糖 木糖 半乳糖
乙醇
丙酮
丁醇
丁酸
葡萄糖酸
乙酸
乳
酸
12
四、精细有机合成的原料资源
4）动植物原料
水解
② 含纤维素
发酵
己糖（葡萄糖）
乙醇
水解
戊糖（木糖）
糠醛
③ 含油动植物
动物油
水解
植物油
甘油
脂肪酸
13
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
（主要成分为碳、氢、氧、硫和氮等） 催化重整（芳烃）
烃类热裂解（三烯为主、BTX、乙炔、炭黑）
2）石油
芳烃生产新技术（BTX、C9 的芳烃） 石油萘（萘）
石油蜡（C9 ~ C18 液蜡、 C18 ~ C30 固蜡） （主要成分为烷烃、环烷烃和少量芳烃）
3）天然气（甲烷为主）
（主要成分为甲烷）
8
第1章 绪论