精細(xì)有機合成單元反應(yīng)

前言

精細(xì)化工作為化學(xué)工業(yè)的一個重要領(lǐng)域，包括染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、涂料、表面活性劑、助劑及化學(xué)試劑，正以前所未有的速度發(fā)展著，并成為當(dāng)前世界化學(xué)工業(yè)激烈競爭的焦點，引起了世界各國的高度重視和大力發(fā)展。我國化學(xué)工業(yè)的精細(xì)化率已經(jīng)超過45%，精細(xì)化學(xué)品種類繁多、更新又快，隨著精細(xì)化工行業(yè)的快速發(fā)展，對精細(xì)化工專業(yè)人才的需求也日益增多，學(xué)習(xí)和掌握有機合成單元反應(yīng)的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用與實踐是很有必要的。因此作者在衢州學(xué)院、金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院、杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程與工藝、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)和化學(xué)制藥技術(shù)專業(yè)用的講義基礎(chǔ)上，結(jié)合多年教學(xué)、科研實踐經(jīng)驗，在企業(yè)技術(shù)人員的支持和幫助下，參考了國內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料，編寫了《精細(xì)有機合成單元反應(yīng)》一書，該教材被列入2009年度浙江省高學(xué)校重點教材建設(shè)項目。 本書注重理論聯(lián)系實際，堅持“夠用”為度的原則，主要介紹了有機合成中常見的各種單元反應(yīng)，著重闡明其基本原理和應(yīng)用范圍，探討反應(yīng)的影響因素，并輔以重要的應(yīng)用實例，使讀者加深對基本原理的理解和掌握。書中部分實驗方法由企業(yè)提供，具有較強的實用性和“工學(xué)結(jié)合”特色，非常適合作為化學(xué)工程與工藝、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)、化學(xué)制藥技術(shù)、有機化工生產(chǎn)技術(shù)開設(shè)有機合成相關(guān)課程的各類專業(yè)教材。編寫過程中也注重可供科技人員自學(xué)之用，希望對他們也有所裨益。 全書共分為19章，第1～8、18章分別由衢州學(xué)院呂亮、王玉林、陳劍君和鄭土才編寫；第12～14、17章由金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉振香、羅罹和陳鋆編寫；第9、10、16章由杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院俞鐵銘和謝建武編寫；第11、15、19章由杭州格林香料化學(xué)有限公司胡建良、范宇鵬和黃旺生編寫。全書由呂亮教授擔(dān)任主編，劉振香、王玉林、俞鐵銘和胡建良擔(dān)任副主編，由王玉林負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。北京化工大學(xué)理學(xué)院何靜教授、李峰教授，衢州學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院吾國強教授對本書進(jìn)行了審閱，提出了許多有益的意見，在此一并表示感謝。 限于編者水平有限，不妥之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。 編者 2011年12月于衢州

內(nèi)容概要

　　精細(xì)化學(xué)品種類繁多、更新又快，涉及脂肪族、芳香族和雜環(huán)化合物?！毒?xì)有機合成單元反應(yīng)》注重理論聯(lián)系實際，介紹有機合成中常見的各種單元反應(yīng)，著重闡明其基本原理和應(yīng)用范圍，探討反應(yīng)的影響因素，并輔以重要的應(yīng)用實例，使讀者加深對基本原理的理解和掌握?！　　毒?xì)有機合成單元反應(yīng)》共分19章，包括緒論、有機合成反應(yīng)的基本理論、有機合成單元反應(yīng)的工業(yè)應(yīng)用統(tǒng)計、磺化與硫酸化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、酰基化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、氨解反應(yīng)、重氮化反應(yīng)、羥基化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、烯化反應(yīng)、重排反應(yīng)、有機合成路線設(shè)計方法與技巧和實驗，每章附有習(xí)題便于讀者進(jìn)一步鞏固學(xué)到的理論知識?！　　毒?xì)有機合成單元反應(yīng)》具有很強的實用性和“工學(xué)結(jié)合”特色，非常適合高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)、化學(xué)制藥、有機化工生產(chǎn)技術(shù)等專業(yè)作為教材使用，還可供化工和化學(xué)的相鄰專業(yè)師生以及在有機合成和精細(xì)化工領(lǐng)域工作的科技人員參考。

書籍目錄

1緒論1 1 1精細(xì)化學(xué)品的含義1 1 2精細(xì)化工的范疇1 1 3精細(xì)化工的生產(chǎn)特性2 1 4發(fā)展精細(xì)化工的戰(zhàn)略意義及重點和動向4 1 4 1發(fā)展精細(xì)化工的戰(zhàn)略意義4 1 4 2精細(xì)化工發(fā)展的重點和動向5 1 5學(xué)習(xí)精細(xì)化工對發(fā)展我國精細(xì)化工的重要性與迫切性5 習(xí)題6 2有機合成反應(yīng)的基本理論7 2 1脂肪族取代反應(yīng)7 2 1 1脂肪族親核取代反應(yīng)7 2 1 2脂肪族親電取代反應(yīng)11 2 2芳香族取代反應(yīng)12 2 2 1芳香族親電取代反應(yīng)12 2 2 2芳香族親核取代反應(yīng)16 2 3自由基反應(yīng)18 2 3 1自由基反應(yīng)和自由基的形成18 2 3 2自由基反應(yīng)的分類20 2 4加成反應(yīng)21 2 4 1親電加成21 2 4 2親核加成22 2 4 3自由基加成22 習(xí)題23 3有機合成單元反應(yīng)的工業(yè)應(yīng)用統(tǒng)計24 3 1醫(yī)藥工業(yè)合成反應(yīng)統(tǒng)計與分析24 3 1 1縮合、烷基化及酰基化24 3 1 2鹵化25 3 1 3還原反應(yīng)25 3 1 4溶劑分解26 3 1 5酸化26 3 1 6氧化反應(yīng)26 3 2農(nóng)藥工業(yè)合成反應(yīng)統(tǒng)計與分析26 3 2 1酯化反應(yīng)27 3 2 2烷基化與?；?7 3 2 3鹵化反應(yīng)28 3 3香料工業(yè)合成反應(yīng)統(tǒng)計與分析28 3 4染料、顏料工業(yè)合成反應(yīng)統(tǒng)計與分析29 習(xí)題31 4磺化、硫酸化反應(yīng)32 4 1磺化、硫酸化反應(yīng)基本原理32 4 1 1磺化劑、硫酸化劑32 4 1 2磺化、硫酸化反應(yīng)歷程33 4 2磺化及硫酸化反應(yīng)的影響因素35 4 2 1被磺化物質(zhì)的結(jié)構(gòu)35 4 2 2磺化劑的影響36 4 2 3磺化溫度和反應(yīng)時間的影響37 4 2 4磺化物的水解及異構(gòu)化作用37 4 2 5催化劑及添加劑的影響38 4 3磺化方法38 4 3 1過量硫酸磺化法38 4 3 2共沸去水磺化法39 4 3 3烘焙磺化法39 4 3 4三氧化硫磺化法40 4 3 5氯磺酸磺化法40 4 3 6置換磺化法41 4 4硫酸化方法41 4 4 1高級醇的硫酸化41 4 4 2天然不飽和油脂和脂肪酸的硫酸化41 4 5磺化產(chǎn)物的分離方法42 4 6應(yīng)用實例43 4 6 1β萘磺酸鈉的生產(chǎn)43 4 6 2十二烷基硫酸酯的合成45 習(xí)題45 5硝化反應(yīng)46 5 1硝化原理46 5 1 1硝化劑46 5 1 2硝化劑的活潑質(zhì)點47 5 1 3硝化反應(yīng)機理48 5 2硝化反應(yīng)的影響因素48 5 2 1被硝化物的結(jié)構(gòu)48 5 2 2硝化劑及其濃度和用量49 5 2 3反應(yīng)溫度49 5 2 4攪拌50 5 2 5相比與硝酸比50 5 2 6硝化副反應(yīng)50 5 3硝化方法51 5 3 1混酸硝化51 5 3 2硝酸硝化52 5 3 3在溶劑中的均相硝化52 5 3 4取代硝化53 5 4硝化產(chǎn)物分離方法54 5 4 1化學(xué)法54 5 4 2物理法54 5 5應(yīng)用實例54 5 5 1硝基苯54 5 5 2α硝基萘的制備55 習(xí)題56 6鹵化反應(yīng)57 6 1加成鹵化57 6 1 1鹵素與不飽和烴的加成57 6 1 2鹵化氫與不飽和烴的加成58 6 1 3其他鹵化物與不飽和烴的加成58 6 2取代鹵化59 6 2 1芳環(huán)上的取代鹵化59 6 2 2脂肪烴及芳烴側(cè)鏈的取代鹵化62 6 3置換鹵化64 6 3 1羥基的置換鹵化64 6 3 2芳環(huán)上硝基、磺酸基和重氮基的置換鹵化66 6 4應(yīng)用實例67 6 4 1氯苯的合成67 6 4 23氯丙烯的合成69 6 4 32，4二氟苯胺的合成70 習(xí)題70 7還原反應(yīng)71 7 1催化氫化71 7 1 1烯烴的催化氫化71 7 1 2芳香族和雜環(huán)化合物的催化氫化73 7 2影響催化氫化反應(yīng)的主要因素75 7 3化學(xué)還原77 7 3 1活潑金屬77 7 3 2含硫化合物79 7 3 3肼及其衍生物80 7 3 4氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移試劑81 7 4電解還原85 7 5應(yīng)用實例——環(huán)己醇的制備86 習(xí)題87 8氧化反應(yīng)88 8 1催化氧化與催化脫氫88 8 1 1催化氧化88 8 1 2催化脫氫90 8 1 3光催化氧化91 8 1 4氨氧化92 8 2化學(xué)氧化92 8 2 1過氧化物93 8 2 2錳化合物95 8 2 3鉻酸及其衍生物97 8 2 4硝酸100 8 2 5含鹵素氧化劑100 8 2 6二氧化硒102 8 2 7四乙酸鉛103 8 2 8二甲基亞砜104 8 3電解氧化105 8 4應(yīng)用實例106 習(xí)題108 9烷基化反應(yīng)110 9 1概述110 9 2芳環(huán)上的C烷基化110 9 2 1芳環(huán)上C烷基化的反應(yīng)機理110 9 2 2芳環(huán)上C烷基化的催化劑111 9 2 3芳環(huán)上C烷基化的特點113 9 2 4芳環(huán)上C烷基化的方法114 9 3活潑亞甲基化合物上的C烷基化115 9 3 1活潑亞甲基化合物上的C烷基化反應(yīng)機理115 9 3 2影響活潑亞甲基化合物C烷基化的因素117 9 4N烷基化119 9 4 1N烷基化劑及反應(yīng)類型119 9 4 2N烷基化方法119 9 5應(yīng)用實例123 習(xí)題124 10?；磻?yīng)126 10 1碳酰基化反應(yīng)126 10 1 1芳環(huán)上的碳?；?26 10 1 2芳環(huán)上的甲?；?28 10 1 3活潑亞甲基化合物的碳?；?30 10 2氮原子上的酰化131 10 2 1羧酸為?；瘎┑孽；?31 10 2 2酸酐為?；瘎┑孽；?32 10 2 3酰氯為?；瘎┑孽；?32 10 3應(yīng)用實例132 習(xí)題134 11酯化反應(yīng)135 11 1概述135 11 2酯化反應(yīng)的類型135 11 3酯化反應(yīng)的影響因素136 11 4應(yīng)用實例137 習(xí)題138 12氨解反應(yīng)139 12 1概述139 12 1 1氨基化反應(yīng)139 12 1 2氨基化類型和氨基化試劑139 12 1 3氨解反應(yīng)的應(yīng)用139 12 2氨解方法140 12 2 1醇或酚羥基的氨解140 12 2 2脂肪族鹵素衍生物的氨解141 12 2 3磺酸基的氨解143 12 2 4硝基的氨解143 12 2 5芳環(huán)的直接氨解144 12 2 6不飽和化合物的胺化145 12 2 7環(huán)氧化合物的胺化145 12 3應(yīng)用實例——對硝基苯胺的合成146 習(xí)題148 13重氮化反應(yīng)149 13 1概述149 13 1 1重氮化反應(yīng)定義149 13 1 2重氮化合物、偶氮化合物和重氮鹽的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)149 13 1 3重氮化反應(yīng)的用途150 13 2重氮化反應(yīng)的條件和方法150 13 2 1重氮化反應(yīng)的一般條件150 13 2 2重氮化方法152 13 3重氮化合物的反應(yīng)153 13 3 1放氮反應(yīng)153 13 3 2保留氮的轉(zhuǎn)化反應(yīng)157 13 4應(yīng)用實例——酸性橙Ⅱ的合成160 習(xí)題160 14羥基化反應(yīng)162 14 1概述162 14 2鹵化物的水解羥基化162 14 2 1脂肪族鹵化物的水解162 14 2 2芳香族鹵化物的水解163 14 3芳磺酸鹽的堿熔165 14 3 1芳磺酸鹽堿熔的定義165 14 3 2芳磺酸鹽堿熔的影響因素165 14 3 3芳磺酸鹽堿熔的方法166 14 4烴類氧化法制酚167 14 5芳環(huán)上直接羥基化168 14 6酚類的變色原因及其防止169 14 7應(yīng)用實例——苯酚的合成170 習(xí)題172 15縮合反應(yīng)173 15 1縮合反應(yīng)的類型173 15 2成環(huán)縮合反應(yīng)176 15 3應(yīng)用實例178 習(xí)題179 16烯化反應(yīng)180 16 1Wittig反應(yīng)及相關(guān)反應(yīng)180 16 1 1Wittig反應(yīng)180 16 1 2HWE反應(yīng)182 16 1 3HornerWittig反應(yīng)183 16 1 4砷葉立德183 16 1 5Peterson反應(yīng)185 16 1 6Tebbe試劑185 16 2烯烴復(fù)分解反應(yīng)185 16 3醇醛縮合反應(yīng)186 16 3 1含α氫的醛或酮的自身縮合187 16 3 2不同醛、酮分子間的縮合188 16 3 3芳醛與含有α氫的醛、酮之間的縮合189 習(xí)題190 17重排反應(yīng)191 17 1重排反應(yīng)的概念和分類191 17 1 1重排反應(yīng)的概念191 17 1 2重排反應(yīng)的分類191 17 2碳原子碳原子的重排192 17 2 1頻哪醇重排192 17 2 2WagnerMeerwoin重排193 17 2 3二苯基乙二酮二苯基乙醇酸重排194 17 3碳原子其他原子的重排195 17 3 1Hoffmann重排（C→N）195 17 3 2Curtius（庫爾提斯）重排195 17 3 3Beckmann重排（C→N）196 17 3 4BaeyerVilliger重排（C→O）197 17 4其他原子碳原子的重排197 17 4 1SommeletHauser重排（N→C）197 17 4 2Claisen重排（O→C）198 17 4 3Witting重排（O→C）199 17 5應(yīng)用實例——己內(nèi)酰胺的合成199 習(xí)題200 18有機合成路線設(shè)計方法與技巧202 18 1常用術(shù)語202 18 1 1合成子與合成效劑202 18 1 2逆向切斷、逆向連接及逆向重排203 18 1 3逆向官能團(tuán)變換203 18 2逆向切斷技巧204 18 2 1優(yōu)先考慮骨架的形成204 18 2 2碳雜鍵先切斷205 18 2 3目標(biāo)分子活性為先行切斷205 18 2 4添加輔助基團(tuán)后切斷206 18 2 5回推到適當(dāng)階段再切斷206 18 2 6利用分子的對稱性206 18 2 7常見幾種類型化合物的逆向切斷技巧207 18 3導(dǎo)向基的應(yīng)用208 18 4保護(hù)基的應(yīng)用209 18 4 1羥基的保護(hù)210 18 4 2氨基的保護(hù)210 18 4 3羰基的保護(hù)211 18 4 4羧基的保護(hù)211 18 5合成路線的綜合評價212 18 5 1原料和試劑212 18 5 2反應(yīng)步數(shù)和總收率212 18 5 3中間體的分離與穩(wěn)定性212 18 5 4設(shè)備要求213 18 5 5安全性213 18 5 6“三廢”問題213 習(xí)題213 19實驗214 19 1十二烷基苯磺酸鈉的合成（磺化反應(yīng)）214 19 2硝基苯的合成（硝化反應(yīng)）215 19 3鄰二氟苯的合成（鹵化反應(yīng)）217 19 4對羥基苯甲醛的合成（氧化反應(yīng)）218 19 5吐納麝香的合成（烷基化反應(yīng)）219 19 6乙酰苯胺的合成（?；磻?yīng)）221 19 7乙酸乙酯的合成（酯化反應(yīng)）222 19 8對硝基苯胺的合成（氨解反應(yīng)）223 19 9酸性橙的合成（重氮化反應(yīng)）224 19 10檀香194的合成（縮合反應(yīng)與還原反應(yīng)）226 19 111,2二苯乙烯的合成（烯化反應(yīng)）227 19 12己內(nèi)酰胺的合成（重排反應(yīng)）228 參考文獻(xiàn)231

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   2 有機合成反應(yīng)的基本理論 精細(xì)化學(xué)品種類多、更新快、涉及范圍廣，其合成過程所應(yīng)用的反應(yīng)方式也較多，但從有機合成的角度來看，任何一種精細(xì)化學(xué)品都可以看成是一個或多個基本有機反應(yīng)的產(chǎn)物，都不外乎是一些單元反應(yīng)的排列與組合的結(jié)果。如同化工單元操作是化工生產(chǎn)的最基本要素一樣，精細(xì)有機合成基本反應(yīng)也是精細(xì)有機化學(xué)品合成的基礎(chǔ)。通過這些基本反應(yīng)和有機合成技術(shù)，才能實現(xiàn)各種精細(xì)有機化學(xué)品的生產(chǎn)。 有機化學(xué)反應(yīng)大致可分為取代反應(yīng)、消除反應(yīng)、加成反應(yīng)、重排反應(yīng)、氧化一還原反應(yīng)等。下面對一些基本的反應(yīng)原理，分別作簡單介紹。 2.1 脂肪族取代反應(yīng) 取代反應(yīng)應(yīng)用范圍最廣，根據(jù)反應(yīng)試劑的性質(zhì)和反應(yīng)物中共價鍵斷裂的方式不同，可分為離子型取代反應(yīng)和自由基取代反應(yīng)。其中，離子型取代反應(yīng)包括親核取代反應(yīng)和親電取代反應(yīng)兩類。 2.1.1 脂肪族親核取代反應(yīng) 親核取代反應(yīng)在有機合成中既可以用于各種官能團(tuán)的互變，又可以用于C-C鍵的生成，是最為重要的一類反應(yīng)。脂肪族親核取代反應(yīng)最典型的是鹵代烷與許多親核試劑發(fā)生的親核取代反應(yīng)。 鹵代烷中鹵素電負(fù)性很強，C-X鍵上的一對電子偏向鹵素，使C原子上帶部分正電荷，容易受帶有一對電子的親核試劑進(jìn)攻，然后鹵素帶著一對電子離開。反應(yīng)的通式如下： RX+Nu￣→RNu+X￣ 由于該反應(yīng)是親核試劑對帶正電荷的碳原子進(jìn)行攻擊，因此稱為親核取代反應(yīng)，用SN表示。鹵代烷是受試劑攻擊的對象，稱為底物；Nu為親核試劑，稱為進(jìn)入基團(tuán)；X-為反應(yīng)中離開的基團(tuán)，稱為離去基團(tuán)。因攻擊的對象是脂肪族化合物，故稱為脂肪族親核取代反應(yīng)。表2-1列出了常見的鹵代烷與多種親核試劑發(fā)生的親核取代反應(yīng)。

編輯推薦

《精細(xì)有機合成單元反應(yīng)》注重理論聯(lián)系實際，堅持“夠用”為度的原則，主要介紹了有機合成中常見的各種單元反應(yīng)，著重闡明其基本原理和應(yīng)用范圍，探討反應(yīng)的影響因素，并輔以重要的應(yīng)用實例，使讀者加深對基本原理的理解和掌握?！毒?xì)有機合成單元反應(yīng)》具有很強的實用性和“工學(xué)結(jié)合”特色，部分實驗方法由企業(yè)提供，具有較強的實用性和“工學(xué)結(jié)合”特色，非常適合作為化學(xué)工程與工藝、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)、化學(xué)制藥技術(shù)、有機化工生產(chǎn)技術(shù)等開設(shè)有機合成相關(guān)課程的各類專業(yè)教材。編寫過程中也注重可供科技人員自學(xué)之用，希望對他們也有所裨益。《精細(xì)有機合成單元反應(yīng)》非常適合高學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)、化學(xué)制藥、有機化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)作為教材使用，還可供化工和化學(xué)的相鄰專業(yè)師生以及在有機合成和精細(xì)化工領(lǐng)域工作的科技人員參考。

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