精细化学品合成

刘辉(博士)、梅崇珍(教授)

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 精细化工产品的特点
    • 1.2 精细化工产品的分类
    • 1.3 精细化工产品的发展趋势
  • 2 基本精细有机合成原理
    • 2.1 取代反应
    • 2.2 加成反应和消除反应
    • 2.3 氧化-还原反应
    • 2.4 聚合反应
  • 3 表面活性剂
    • 3.1 概述
    • 3.2 表面活性剂的基本性质和应用原理
    • 3.3 阴离子型表面活性剂
    • 3.4 非离子型表面活性剂
    • 3.5 阳离子型表面活性剂
    • 3.6 两性表面活性剂
    • 3.7 特种表面活性剂
    • 3.8 合成洗涤剂
  • 4 合成材料助剂
    • 4.1 增塑剂
    • 4.2 阻燃剂
    • 4.3 抗氧剂
    • 4.4 热稳定剂
    • 4.5 抗静电剂
  • 5 合成胶粘剂
    • 5.1 概述
    • 5.2 热塑性胶粘剂
    • 5.3 热固性胶粘剂
    • 5.4 橡胶胶粘剂
    • 5.5 丙烯酸酯类胶粘剂
    • 5.6 有机硅胶粘剂
    • 5.7 专用胶粘剂
  • 6 涂料
    • 6.1 概述
    • 6.2 涂料的基本原料
    • 6.3 涂料化学基本原理
    • 6.4 涂料的配方与生产工艺
    • 6.5 涂料的基本性能与检测
    • 6.6 涂料的储运、施工与回收利用
    • 6.7 常用涂料产品性能与应用
    • 6.8 专用涂料与特种涂料简介
    • 6.9 环境友好涂料
  • 7 药物中间体
    • 7.1 概述
    • 7.2 抗生素类药用中间体
    • 7.3 解热镇痛药用中间体
    • 7.4 化学治疗药用中间体
    • 7.5 心血管系统药用中间体
    • 7.6 抗肿瘤药用中间体
    • 7.7 抗病毒药物
  • 8 农药
    • 8.1 概述
    • 8.2 杀虫剂
    • 8.3 除草剂
    • 8.4 杀菌剂
    • 8.5 熏蒸剂、杀线虫剂和杀鼠剂
    • 8.6 植物激素和生长调节剂
    • 8.7 农药的发展前景
  • 9 食品添加剂和饲料添加剂
    • 9.1 食品添加剂
      • 9.1.1 食品添加剂概述
      • 9.1.2 食品防腐剂
      • 9.1.3 食品抗氧化剂
      • 9.1.4 食用色素
      • 9.1.5 食品营养添加剂
      • 9.1.6 食品调味剂
      • 9.1.7 食品增稠剂与乳化剂
      • 9.1.8 常见的食品添加剂及易超标食品添加剂
    • 9.2 饲料添加剂
      • 9.2.1 饲料添加剂概述
      • 9.2.2 氨基酸类饲料添加剂
      • 9.2.3 维生素类饲料添加剂
      • 9.2.4 矿物质添加剂
      • 9.2.5 微生物饲料添加剂
      • 9.2.6 药物饲料添加剂
      • 9.2.7 其他饲料添加剂
  • 10 香料与香精
    • 10.1 概述
    • 10.2 天然香料
    • 10.3 合成香料
    • 10.4 香精
  • 11 染料和颜料
    • 11.1 概述
    • 11.2 染料和颜料的分类
    • 11.3 染料中间体的基本化学过程
    • 11.4 偶氮染料和蒽醌染料的制备方法
  • 12 其他精细化学品
    • 12.1 石油化学品
    • 12.2 造纸化学品
    • 12.3 印刷化学品
    • 12.4 电子化学品
    • 12.5 汽车化学品
    • 12.6 皮革化学品
    • 12.7 建材化学品
    • 12.8 水处理化学品
  • 13 最后一次课
    • 13.1 最后一次课内容
  • 14 课程设计
    • 14.1 课程设计指导
取代反应

在学习本节课之前,先来看一段好玩的有机分子舞蹈

日语配音,视频来自网络,版权归原作者所有


本节重点内容提示

1、元素的电负性

2、酸碱概念

3、电子流动

4、取代反应的机理




一、引言



合成化学是一门研究物质合成和合成方法的科学,它包含了无机、有机、高分子等各种物质的合成。

它是化学学科的基础和核心,是人类认识物质和创造物质的重要途径和手段。

建议国家教育和科学研究机构在组织化学教育活动中淡化原化学二级学科,在组织科研活动中按照科学问题引导。


、概述

1、元素电负性

电负性(简写 EN)(electronegativity),也译作电负度、负电性及阴电性,是综合考虑了电离能和电子亲合能,首先由莱纳斯·鲍林于1932年提出。它以一组数值的相对大小表示元素原子在分子中对成键电子的吸引能力,称为相对电负性,简称电负性。元素电负性数值越大,原子在形成化学键时对成键电子的吸引力越强。

1)判断元素的金属性和非金属性。一般认为,电负性大于1.8的是非金属元素,小于1.8的是金属元素,在1.8左右的元素既有金属性又有非金属性。

2)判断化合物中元素化合价的正负。电负性数值小的元素在化合物吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值;电负性大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值。

3)判断分子的极性和键型。电负性相同的非金属元素化合形成化合物时,形成非极性共价键,其分子都是非极性分子;电负性差值小于1.7的两种元素的原子之间形成极性共价键,相应的化合物是共价化合物;电负性差值大于1.7的两种元素化合时,形成离子键,相应的化合物为离子化合物。

由于分子内成键原子的电负性不同,而引起分子内电子云密度分布不均匀。这种影响沿分子链键静电诱导地传递下去,这种电子效应——诱导效应((Inductive effect))


常见的基团电负性

2、常见的重要官能团

3、有机化学反应类型



4、酸碱的概念

1Arrhenius 电离理论

2Brønsted酸碱理论

给出质子的分子或离子

接受质子的分子或离子

3Lewis酸碱理论(重点学习内容)

Lewis  (Lewis acids):能够接受未共用电子对的分子或离子

Lewis  (Lewis  bases):能够给出电子对的分子或离子


思考:你觉得烯烃和苯环属于酸还是碱?


5、电子流动(electron transfer

电子流动规则:

电子从亲核试剂流出(Electrons usually flow from one of these nucleophiles

电子流入到亲电试剂(Electrons usually flow to one of these eletrophiles



关于画电子流动的视频,视频的方向可能有点问题

如果感觉太快了,可以减慢速度播放


三、取代反应

包括亲核取代反应和亲电取代反应

1、脂肪族亲核取代反应


脂肪族亲核取代反应占有重要的地位,研究的也较为深入。

与不同的亲核试剂反应,生成多种重要官能团

脂肪族亲核取代反应(SN2

反应速率 = k [RBr] [HO-]

底物结构:空间效应;位阻越大,反应越慢

亲核试剂:碱性可极化性I- > Br-> Cl-

离去基团:RSO3- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > -OH > -NH2


思考:

亲核试剂亲核性强弱的一般性规律。

什么是可极化性?


脂肪族亲核取代反应(SN1


反应速率 = k [RX]

底物结构: 烯丙基卤代烷 ≈ 苄基卤代烷 > 叔卤代烷 > 仲卤代烷 > 伯卤代烷

离去基团:RSO3- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > -OH > -NH2


2、芳香族亲核取代反应(SNAr

双分子反应,取决于进攻试剂的亲核性和芳香化合物的亲电性

邻对位有吸电子基团加速反应进行

加成-消除机理


关于苯炔反应机理的视频,视频的方向可能有点问题

如果感觉太快了,可以减慢速度播放



3、芳香族亲电取代反应

定位规律:

给电子共轭效应的基团总是第一类定位基(邻对位定位基);

吸电子共轭效应的基团总是第二类定位基(间位定位基)




附件:教材章节扫描版(为了方便大家阅读,这个文档只有第2章,34页)


附件:第1讲课件