有機(jī)合成工藝

內(nèi)容概要

　　本書作為化工專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的一門骨干課程，具有應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)，內(nèi)容涉獵面廣、跨度大、知識(shí)點(diǎn)多等特點(diǎn)，其在化工生產(chǎn)實(shí)際中，在化工類及相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)中有著重要的地位和作用。有機(jī)合成工藝課程是在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課為基礎(chǔ)上的提升，本教材注意與先修專業(yè)基礎(chǔ)課的銜接，在內(nèi)容上突出有機(jī)合成工藝過程的基礎(chǔ)理論和工藝優(yōu)化，并注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，拓寬在有機(jī)合成領(lǐng)域的知識(shí)面，以適應(yīng)多種專業(yè)化方向和化工企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。
根據(jù)化工類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方向，我們編寫了《有機(jī)合成工藝》，以適應(yīng)培養(yǎng)新世紀(jì)高水平專業(yè)技術(shù)人才的需要。本教材定位為應(yīng)用型教材，使用對(duì)象為教學(xué)研究型與教學(xué)型學(xué)校的學(xué)生，面向化工生產(chǎn)實(shí)際，面向就業(yè)，突出應(yīng)用性；編寫原則是“強(qiáng)化基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、聯(lián)系實(shí)際、信息豐富、啟發(fā)思維、引導(dǎo)創(chuàng)新和便于自學(xué)”。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，要求能掌握有機(jī)合成基本理論和工藝條件優(yōu)化方法，了解重要的有機(jī)合成理論、工藝優(yōu)化、影響因素分析、有機(jī)合成清潔生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和有機(jī)合成產(chǎn)品分離技術(shù)的，重視現(xiàn)代有機(jī)合成技術(shù)及其前沿發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、活躍的創(chuàng)新意識(shí)、具備一定的分析和解決實(shí)際問題能力以及利用先進(jìn)的研究手段從事相關(guān)領(lǐng)域研究的能力。
本書包括有機(jī)合成的介紹、有機(jī)合成的基本理論基礎(chǔ)、有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、有機(jī)合成工藝影響因素、有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)、有機(jī)合成中的催化技術(shù)、常用單元反應(yīng)類型、有機(jī)化工清潔生產(chǎn)過程、有機(jī)合成新方法新技術(shù)和有機(jī)合成產(chǎn)物的分離與提純等內(nèi)容。該書以有機(jī)合成工藝優(yōu)化和設(shè)計(jì)為主線，注重理論聯(lián)系實(shí)際，密切結(jié)合工程實(shí)際問題，內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)，力求概念清晰、層次分明，便于自學(xué)。本書可作為高等工科院?；瘜W(xué)工程與工藝及相關(guān)專業(yè)研究生和本科生的教材，亦可供化工領(lǐng)域從事科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的科技人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　趙德明，男，1976年8月生，山東泰安人，博士后，副教授，浙江工業(yè)大學(xué)化材學(xué)院化學(xué)工藝學(xué)科黨總支書記。
2003年6月獲浙江大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)博士學(xué)位，2008年10月-2009年4月美國加州理工學(xué)院（California
Institute of
Technology）作訪問學(xué)者，2009年10月-2011年10月浙江大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)博士后流動(dòng)站在職博士后研究，主要從事有機(jī)中間體清潔生產(chǎn)工藝、功能高分子材料、藥物中間體合成和水污染控制與資源化處理等方面的研究。
主持及參與的中國博士后科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、江蘇省科技廳重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、浙江省教育廳項(xiàng)目、重大橫向項(xiàng)目等共計(jì)20余項(xiàng)。在核心學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文近40篇，多篇被SCI和EI收錄。編寫教材《分離工程》1部。
2008年獲得國家留學(xué)基金委“青年骨干教師進(jìn)修項(xiàng)目”資助赴美國進(jìn)修，2009年和2011年獲得浙江省科協(xié)“育才工程”資助，2009年入選浙江省“151人才工程”第三層次。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 有機(jī)合成發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢(shì)
1.2 有機(jī)合成原料資源
1.3 有機(jī)合成單元反應(yīng)的分類
1.4 有機(jī)合成的性質(zhì)、任務(wù)和內(nèi)容
第2章 有機(jī)合成的基本理論基礎(chǔ)
2.1 有機(jī)反應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)
2.2 有機(jī)反應(yīng)理論
2.3 用動(dòng)力學(xué)方法研究有機(jī)反應(yīng)過程
第3章 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
3.1 逆向合成法概述
3.2 逆向合成路線設(shè)計(jì)技巧
3.3 導(dǎo)向基和保護(hù)基的應(yīng)用
3.4 合成路線的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
第4章 有機(jī)合成工藝的影響因素
4.1 引言
4.2 反應(yīng)溫度
4.3 反應(yīng)物濃度
4.4 反應(yīng)壓力
4.5 溶劑
4.6 催化劑
4.7 反應(yīng)設(shè)備
4.8 分離工藝選擇
第5章 有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)
5.1 引言
5.2 溶劑的形成及分類
5.3 溶劑對(duì)有機(jī)反應(yīng)的影響
第6章 有機(jī)合成中的催化技術(shù)
6.1 均相催化
6.2 非均相催化
6.3 相轉(zhuǎn)移催化
第7章 磺化與硫酸化反應(yīng)
7.1 引言
7.2 磺化劑、硫酸化劑
7.3 磺化和硫酸化反應(yīng)歷程
7.4 磺化反應(yīng)的主要影響因素
7.5 推薦的磺化及硫酸化方法
7.6 磺化產(chǎn)物的分離
7.7 磺化與硫酸化反應(yīng)實(shí)例
第8章 硝化反應(yīng)
8.1 引言
8.2 硝化劑的類型和硝化方法
8.3 硝化理論
8.4 硝化反應(yīng)條件的控制
8.5 其他引入硝基的方法
8.6 硝化反應(yīng)實(shí)例
第9章 鹵化反應(yīng)
9.1 引言
9.2 芳環(huán)上的取代鹵化反應(yīng)
9.3 芳烴的側(cè)鏈鹵化反應(yīng)
第10章 烷基化反應(yīng)
10.1 芳烴的烷基化反應(yīng)的機(jī)理和特征
10.2 C—烷基化反應(yīng)
10.3 N—烷基化反應(yīng)
10.4 O—烷基化反應(yīng)
第1l章 酰基化反應(yīng)
11.1 ?；磻?yīng)的機(jī)理和特征
11.2 ?；瘎?br />11.3 ?；磻?yīng)的工藝條件
11.4 N—?；磻?yīng)
11.5 C—酰基化反應(yīng)
11.6 ?；に嚦Ｒ姷膯栴}
11.7 酰基化反應(yīng)實(shí)例
第12章 酯化反應(yīng)
12.1 引言
12.2 羧酸法
12.3 羧酸酐法
12.4 酰氯法
12.5 酯交換法
12.6 烯酮法
12.7 腈的醇解反應(yīng)
第13章 羥基化反應(yīng)
13.1 引言
13.2 芳磺酸鹽的堿熔反應(yīng)
13.3 鹵代化合物的水解反應(yīng)
13.4 芳伯胺的水解反應(yīng)
13.5 重氮鹽的水解反應(yīng)
13.6 硝基化合物的水解反應(yīng)
13.7 異丙苯過氧化氫的酸解反應(yīng)
13.8 環(huán)烷的氧化—脫氫反應(yīng)
13.9 芳羧酸的氧化—脫羧反應(yīng)
第14章 縮合反應(yīng)
14.1 引言
14.2 醛酮縮合反應(yīng)
14.3 醛酮與羧酸縮合反應(yīng)
14.4 醛酮與醇縮合反應(yīng)
14.5 酯縮合反應(yīng)
第15章 水解反應(yīng)
15.1 引言
15.2 脂鏈上鹵基的水解反應(yīng)
15.3 芳環(huán)上鹵基的水解反應(yīng)
15.4 芳磺酸及鹽類的水解反應(yīng)
15.5 芳環(huán)上硝基的水解反應(yīng)
15.6 芳環(huán)上氨基的水解反應(yīng)
15.7 酯類的水解反應(yīng)
第16章 有機(jī)化工清潔生產(chǎn)過程
16.1 引言
16.2 綠色有機(jī)化工原理和技術(shù)
16.3 有機(jī)合成反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性
16.4 有機(jī)合成中常見單元反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性
16.5 提高化學(xué)反應(yīng)原子利用率的途徑
16.6 實(shí)現(xiàn)綠色有機(jī)化工的方法、技術(shù)與途徑
16.7 有機(jī)化工生產(chǎn)中的廢物排放及控制技術(shù)
第17章 有機(jī)合成新方法新技術(shù)
17.1 無水無氧操作技術(shù)
17.2 用于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的微波技術(shù)
17.3 微反應(yīng)器技術(shù)在有機(jī)化工中的應(yīng)用
17.4 有機(jī)聲化學(xué)合成技術(shù)
第18章 有機(jī)合成產(chǎn)物的分離與提純
18.1 引言
18.2 重結(jié)晶法
18.3 萃取法
18.4 蒸餾、分餾與水蒸氣蒸餾法
18.5 色譜法

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   毒化現(xiàn)象，有的是由于反應(yīng)物中含有的雜物（如硫、磷、砷、硫化氫、砷化氫、磷化氫）以及一些含氧化合物（如一氧化碳、二氧化碳、水等）造成的；有的是由于反應(yīng)中的生成物或分解物所造成的。毒化現(xiàn)象有時(shí)表現(xiàn)為催化劑部分活性的消失，呈現(xiàn)出選擇性催化作用。如噻吩對(duì)鎳催化劑的影響，可使其對(duì)芳核的催化氫化能力消失，但保留其對(duì)側(cè)鏈及烯烴的氫化作用。這種選擇性毒化作用，生產(chǎn)上也可以加以利用。例如，被硫毒化后活性降低的鈀，可用來還原酰鹵基，使之停留在醛基階段，即Rosenmund反應(yīng)。 4.7 反應(yīng)設(shè)備 4.7.1 反應(yīng)設(shè)備的分類 按反應(yīng)物相分類，反應(yīng)器分為均相和非均相兩大類。均相反應(yīng)器又有氣相和液相均相反應(yīng)器之分。非均相反應(yīng)器有氣液、氣固、液液、液固非均相反應(yīng)器之分。按相態(tài)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行分類實(shí)質(zhì)是反映了傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的特性。對(duì)均相反應(yīng)，無相界面，反應(yīng)速率均與溫度和濃度有關(guān)。對(duì)于非均相反應(yīng)，反應(yīng)速率不僅與濃度和溫度有關(guān)，還與相間傳質(zhì)有關(guān)。 按操作方式分類，反應(yīng)器分為間歇式、連續(xù)式和半連續(xù)式三類。間歇操作一般采用攪拌釜式反應(yīng)器，適用于反應(yīng)速率慢、熱效應(yīng)小和生產(chǎn)規(guī)模不大的場(chǎng)合。連續(xù)操作時(shí)，反應(yīng)物和產(chǎn)物處在流動(dòng)狀態(tài)，在穩(wěn)定操作時(shí)，溫度、濃度等不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置改變。半連續(xù)操作系一部分物料一次加入，另一部分物料連續(xù)加入，或生成物之一連續(xù)從反應(yīng)器內(nèi)排出，這種操作方式適用于可逆反應(yīng)、氣液相反應(yīng)和強(qiáng)放熱快速反應(yīng)。 按設(shè)備形狀分類，反應(yīng)器分為釜式、塔式、管式、泵式、固定床和流化床反應(yīng)器等。 按傳熱方式分類，反應(yīng)器分為間壁傳熱、直接傳熱、蒸發(fā)傳熱和絕熱型反應(yīng)器等。 4.7.2理想反應(yīng)器 理想反應(yīng)器是指流體的流動(dòng)混合處于理想狀況的反應(yīng)器。 對(duì)于流動(dòng)混合，可以設(shè)想有兩種極限情況：一是理想混合，二是理想置換。 1.理想混合 理想混合是指反應(yīng)器內(nèi)的物料達(dá)到了完全混合，各點(diǎn)濃度、溫度完全均一。 槽式反應(yīng)器內(nèi)，物料經(jīng)強(qiáng)烈的攪拌，可以看成為理想混合。它通常是裝有攪拌器和傳熱裝置的反應(yīng)鍋，如圖4—2a所示。反應(yīng)原料連續(xù)不斷地加入到鍋中，在攪拌下于鍋內(nèi)停留一定時(shí)間，同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物也連續(xù)不斷地從鍋中流出。這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是，強(qiáng)烈的攪拌產(chǎn)生了反向混合作用（簡(jiǎn)稱返混），即新加入的物料與已存留在鍋內(nèi)的物料能瞬間完全混合，所以鍋內(nèi)各處物料的組成和溫度都相同，并且等于出口處物料的組成和溫度。但是，物料中各個(gè)粒子在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間并不相同。 鍋式連續(xù)反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是，強(qiáng)烈的攪拌有利于非均相反應(yīng)物的傳質(zhì)，可加快反應(yīng)速率，另外也有利于強(qiáng)烈放熱反應(yīng)的傳熱，可加大反應(yīng)鍋的生產(chǎn)能力。例如，苯、甲苯和氯苯的一硝化都采用鍋式連續(xù)反應(yīng)器。鍋式連續(xù)操作也有很多缺點(diǎn)：①鍋內(nèi)物料的組成等于出口物料的組成，即其中反應(yīng)原料的濃度相當(dāng)?shù)?，這就顯著影響反應(yīng)速率；②流出的反應(yīng)產(chǎn)物中勢(shì)必殘留一定數(shù)量未反應(yīng)的原料，從而影響收率；③鍋內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)的反應(yīng)物的濃度相當(dāng)高，它容易進(jìn)一步發(fā)生連串副反應(yīng)。例如，苯與混酸的一硝化過程，如果采用單鍋連續(xù)操作，不僅設(shè)備生產(chǎn)能力低，反應(yīng)物中含有較多未反應(yīng)的苯和硝酸，最不利的是產(chǎn)品硝基苯中含有高達(dá)2％～4％的副產(chǎn)物二硝基苯。因此，單鍋連續(xù)操作在工業(yè)上很少采用。

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