精细有机合成化学及工艺学.ppt

精细有机合成化学及工艺学第一章绪论1.2精细化工的特点
1高技术密集度
2多品种
3综合生产流程和多用途，多功能生产设备
4商品性强，市场竞争激烈
5新产品开发成功率低，时间长，费用高
6技术垄断性强，销售利润高，附加值高
1.3精细化工在国民经济中的作用
1.直接用作最终产品或它的主要成分，如医药，农药等。
2.增加或赋予各种材料以特性。
3.增进和保障农，林，牧，渔业的丰产丰收。
4.丰富人民生活。
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。1.5精细有机合成的单元反应

2.石油加工
包括：1）催化重整2）热裂解3）催化裂解4）临氢脱烷基化
3.天然气的利用
天然气主要是甲烷，可用来制碳黑，乙炔，氢氰酸，甲醇，甲醛等。
4.农林牧渔副产品的利用
含糖或淀粉的农副产品经水解可得到各种单糖，经适当的微生物酶发酵，可分别得到乙醇，乳酸，葡萄糖酸等物质。第2章精细有机合成的理论基础2.芳香族亲电取代定位规律
1.影响定位的主要因素：芳环已有一个或几个取代基，若再引入新取代基时，其进入的位置和反应进行的速度，主要取决于以下因素：
（1）已有取代基的性质，包括极性效应和空间效应，如果已有几个取代基，则决定于它们的性质和相对位置。
（2）亲电试剂的性质，也包括极性效应和空间效应。
（3）反应的条件，主要是温度，催化剂和溶剂的影响。
2.两类定位基
第一类定位基：
第二定位基：
（1）取代基只有正的诱导效应（+I），如烷基，可使苯环活化，且是邻，对定位。其中甲基还具有超共轭效应，其活化作用大于其它烷基。
（2）取代基中同苯环相连的原子具有未共用电子对，如等，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。
（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

其中某些取代基除诱导效应外，还有负的共轭效应，它们使苯环钝化，是间位取代。
（2）已有取代基的空间效应
表1单烷基苯一硝基化时异构产物比率

3.亲电试剂的极性效应
表2四种卤代苯一硝化时异构产物比率

6.已有两个取代基的定位规律
（1）当两个取代基属于同一类型，并处于间位，其定位作用是一致的
（3）当两个取代基属于不同类型并处于间位时，其定位作用就是不一致的，这时新取代基进入第一类定位基的邻位或对位。

（4）当两个取代基属于同一类型并处于邻位或对位，则新取代基进入的位置决定于定位能力较强的取代基。
4.萘环的定位规律
萘环的α位通常比β位活波，亲电试剂一般比较容易进入萘环的α位。
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。
2.3亲核取代反应
通式：（2）单分子历程（SN1）
3.芳香族已有取代基的亲核置换反应
4.消除反应
E2历程：E1历程：α-消除反应
α-消除反应是在相同的碳原子上消除两个原子，形成高度活泼的缺电性质点（即卡宾），卡宾能与多种单键发生插入反应。

消除反应影响因素
1.反应物分子的空间效应：被消除原子所连的碳原子有支链时，对消除反应有利。
2.反应物分子的电子效应：分子中在β-碳原子上有吸电基（CN，NO2等），增加β-氢原子的活性，使E2消除反应加速。
3.离去基团的性质：离去基团吸电能力增加，使β-氢原子的电子云密度下降，有利于双分子E2消除反应，离去基团对E1历程无明显影响。
4.反应条件的影响：试剂的碱性对于E2和SN2是有影响的，碱性即是对质子的亲和力，试剂的碱性增大，E2反应更容易进行；溶剂的极性对反应的影响与亲核取代反应相似；对于反应温度，无论是单分子历程还是双分子历程，提高反应温度，都有利于消除反应的进行。2.5自由基反应
自由基反应又称游离基反应，它一经引发，就能很快进行反应，是快速链反应。
自由基的产生有：
1.热离解法：化合物受热到一定温度发生热离解，产生自由基.
2.6加成反应
有亲电加成，亲核加成和自由基加成三种类型
1.亲电加成：一般发生在碳-碳重键上，烯烃和炔烃分子中的π电子具有较大的活动性，易与多种亲电试剂发生亲电加成反应；常见的亲电试剂有卤素，卤化氢，次卤酸，卤代烷和硫酸。
2.亲核加成：最重要的是碳氧双键