第1章緒論1.1 精細化學品的釋義關于精細化學品的釋義，國際上有三種說法：傳統釋義：產量小、純度高的化工產品。日本的釋義：具有高附加值、技術密集型、設備投資少、多品種、小批量生產的化學品。我國原則上采用日本對精細化學品的釋義。1.5精細有機合成的原料資源精細有機合成的原料資源是煤、石油、天然氣和動植物。第2章精細有機合成基礎2.1.2.環上已有取代基的定位規律兩類定位基：鄰、對位定位基（第一類定位基）：-O-,-N(CH3)2,-NH2,-OH,-OCH3,-NHCOCH3,-OCOCH3,-F,-Cl,-Br,-I,-CH3,-CH2Cl, -CH2COOH,-CH2F等。間位定位基（第二類定位基）：-N+(CH3)3, -CF3, -NO2, -CN, -SO3H,-COOH,-CHO-COOCH3, -COCH3,-CONH2, -N+H3, -CCl3等。2.1.3苯環上取代定位規律2.1.3.1已有取代基的電子效應誘導效應（I）：由電負性大小決定。共軛效應（T）：包括n-n共軛和p-n共軛。 有+I，無T：2.1.4苯環上已有兩個取代基時的定位規律2.1.4.1兩個已有取代基的定位作用一致兩個已有取代基為同一類型定位基，且處于間位。兩個已有取代基為不同類型定位基，且處于鄰、對位。2.1.4.2兩個已有取代基的定位作用不一致兩個已有取代基為不同類型定位基，且處于間位。——取決于第一類定位基兩個已有取代基為同一類型定位基，且處于鄰、對位。——取決于定位能力的強弱2.4精細有機合成中的溶劑效應（3）溶劑極性的本質——溶劑化作用每一個被溶解的分子或離子被一層或幾層溶劑分子或松或緊地包圍的現象，叫做溶劑化作用，它包括溶劑與溶質之間所有專一性和非專一性相互作用的總和。按Lewis酸堿理論分類按起氫鍵給體的作用分類按專一性溶質、溶劑相互作用分類無機溶劑與有機溶劑；極性溶劑（電子對受體（EPA）溶劑與電子對給體（EPD）溶劑）與非極性溶劑。2.4.2“相似相溶”原則一個溶質易溶于化學結構相似的溶劑，而不易溶于化學結構完全不同的溶劑。極性溶質易溶于極性溶劑，非極性溶質易溶于非極性溶劑。結構相近原則⑴溶質與溶劑的分子結構愈接近，溶質的溶解度愈大；⑵能與水形成氫鍵的小分子易溶于水；⑶隨著分子中碳原子數目增加，溶解性愈接近于碳氫化合物，隨著分子中極性基的增加，溶解性愈接近于極性基對應的小分子同系物；⑷高分子量的有機物(尤其含極性基的)，分子鏈以最低勢能態存在，一般不溶于結構相近的溶劑中。2.4.3電子對受體(EPA)溶劑和電子對給體(EPD)溶劑電子對受體EPA：具有一個缺電子部位或酸性部位，如HOH、ROH、ArOH、RCOOH、RCONH2等，都是氫鍵給體，他們可以通過氫鍵使電子對給體性的溶質分子或負離子溶劑化；電子對給體EPD：具有一個富電子部位或堿性部位，如HOH、ROH、ArOH、RCOOH、RCONR2等中的氧原子，毗啶等雜環化合物中的氮原子，都具有未共用電子對，又是氫鍵受體，可使正離子溶劑化，但不能使負離子溶劑化。2.4.4溶劑極性對反應速度的影響Houghes-Ingold規則電荷密度增大，反應速率增大親電取代：溶劑極性增大，反應速率增大親核取代：溶劑極性增大，反應速率減少硬軟酸堿原則(HSAB)與溶劑效應的關系硬酸和硬堿指的是由電負性高的小原子或小分子構成的酸和堿。硬酸：H+、Li+、Na+、BF3、AlCl3、氫鍵給體HX等；硬堿：F-、Cl-、RO-、H2O、ROH、R2S、NH3等。軟酸和軟堿指的是由電負性低的大原子或大分子構成的酸和堿。軟酸：Ag+、Li+、Hg+、12、1,3,5-三硝基甲苯、四氰基乙烯；軟堿：H-、I-、R-、RS-、RSH、烯烴、苯等。通常地，硬酸容易和硬堿結合，軟酸容易和軟堿結合。一一硬軟酸堿原則2.4.5有機溶劑中溶劑的使用和選擇影響：溶劑對主反應速度的影響溶劑對反應歷程的影響溶劑對反應方向和立體化學的影響其他因素：溶劑與反應物和反應產物不發生化學反應溶劑的反應物有良好的溶解性或分散性溶劑容易回收，損失少，不影響產品質量溶劑應盡可能不需要太高的技術安全措施溶劑的毒性小，含溶劑的廢水容易治理溶劑價格便宜、供應方便2.6.1相轉移催化原理2.6.2相轉移催化劑(PTC)滿足兩個基本要求能將所需離子從水相或固相轉移到有機相；有利于該離子的迅速反應。原理示意圖：I口 Q+X-+M+Nu-負離子交換M+X-+Q+Nu-水相 y季銨鹽 親核試劑(鹽) 離子對界面-相轉移 相轉移有機相Q+X-+R-Nu 親亥取代 R-X+Q+Nu-目的產物 有機反應物第3章鹵化(Halogenation)3.1概述3.1.1鹵化劑氯化劑：Cl2、HC1+氧化劑、HC1+空氣、HCl漠化劑：Br2、HBr+氧化劑、N-漠代酰胺碘化劑：12、IC13.2.1反應歷程和催化劑反應歷程無水FeC13的催化作用可簡單表示如下：在無水狀態下或在濃硫酸作用下，用氯氣進行氯化時，有時用碘作催化劑，其催化作用如下：在濃硫酸作用下，用氯氣進行氯化時，硫酸的催化作用可簡單地表示如下：C12+FeC13 【FeC13一印一C』FeC14+C1+FeC14+H—FeC13+HC1硫酰二氯SO2C12是溫和的氯化劑。SO2C12遇水分解成H2SO4和HC1，因此只能用在無水狀態下的氯化。 -注件 - +SO2C12 SO2C1—Cl SO2C1+ClAr—H+C「 Ar—Cl+H+SO2C1+H* SO2+HC13.4芳環側鏈a-氫的取代鹵化（自由基鏈反應）影響因素：光源；引發劑；雜質；溫度。3.7親電加成鹵化的影響因素：催化劑，溫度。被鹵化物結構的影響羰基a-碳原子上連有烷基等供電基時有利于酸催化下的烯醇化和烯醇的穩定，鹵原子主要取代a-碳原子上的氫。羰基a-碳原子上連有鹵基等吸電基時（1） 酸催化受到抑制，在同一個a-碳上引入第二個鹵原子比較困難；（2） 有利于堿催化反應，容易生成a多鹵化物。第四章一磺化與硫酸化磺化:向有機化合物分子引入磺酸基（-SO3H）的反應叫做磺化硫酸化:在有機分子中的氧原子上引入-so3h或在碳原子上引入-OSO3H的反應叫做硫酸化磺化目的：1.賦予有機物水溶性、酸性、表面活性或對纖維素具有親和力等。2.可將磺基轉化為其它基團，如-OH，-NH2,-CN，或-Cl等取代基。3.先在芳環上引入磺基，完成特定反應后，再將磺基水解掉。磺化方法：過量硫酸磺化法:CLT酸、萘-2-磺酸鈉、1，6克立夫酸和1，7克立夫酸、H酸、擴散劑No共沸去水磺化法：苯、甲苯和二甲苯的一磺化。芳伯胺的烘焙磺化法：大多數芳伯胺的一磺化。氯磺酸磺化法：芳磺酸與芳磺酸氯的制備。三氧化硫磺化法：1.液態SO3磺化法（間硝基苯磺酸鈉，2-氯-5-硝基苯磺酸，2-甲基-5-硝基苯磺酸）溶劑磺化法（低溫磺化制萘1，5-二磺酸）空氣混合物磺化法（十二烷基苯磺化的反應）［優點：在磺化反應過程中不產生水，不產生廢硫酸。］濃度換算關系：w(H2SO4)=100+0.225w(SO3)w(SO3)=4.44(wH2SO4-100)自由基鏈反應：鏈烷烴用二氧化硫的磺氧化和磺氯化、烯烴與亞硫酸鹽的加成磺化。親電取代反應：高碳脂肪酸甲酯用三氧化硫的取代磺化。親核置換反應：亞硫酸鹽的置換磺化。（牛磺酸、苯胺-2,5-雙磺酸、鄰氨基苯磺酸的制備）烯炷的硫酸化是親電加成反應，其反應歷程和主要產物可簡單表示如下:

-4-H2SO4-H+4r—ch—ch3OSO2ohrchch3-H+r—ch=ch2a-烯烴JIH+r—ch—ch-4-H2SO4-H+4r—ch—ch3OSO2ohrchch3-H+r—ch=ch2a-烯烴JIH+r—ch—ch3碳正離子一仲烷基酸性硫酸酯h2o-H+r—ch—ch；3OH仲醇R—CH—CH3-H+R—CH—CH33OSO2oiR—CH—CH3二仲烷基硫酸酯R-CH—CHa3O

I

r—ch—ch3

二仲烷基醚r-ch=ch2-H+R2C4H6nR—CH=CH-H+高聚物氣固相接觸催化水解高壓液相堿性水解脫羧氧化O3HOOH第五章一硝化和亞硝化硝化的目的：將硝基轉化為其它基團，如-nh2利用硝基的強吸電子性，提高芳香親核置換反應的活性。滿足產品性能要求；賦予精細化工產品某種特性。硝化方法混酸硝化優點：硝化能力強，反應速度快，氧化副反應少，產率高，生產能力大；硝酸用量接近理論量，硝酸幾乎全被利用；硫酸比熱大，能吸收硝化反應放出的熱量，避免局部過熱，使反應溫度容易控制;混酸對鐵不起腐蝕作用，可使用碳鋼或鑄鐵作反應器；硫酸用量不多，硝化完畢廢酸中硫酸的質量分數為50?80%，而且產物不溶于廢硫酸中，分層即可分離，分出的廢酸可回收循環利用。混酸硝化的影響因素：被硝化物的性質、硝酸比、混酸組成、溫度、反應介質、攪拌、相比和循環廢酸比、加料方式、副反應。苯一硝化制硝基苯的優點：(常壓冷卻連續硝化法與常壓絕熱連續硝化法)1.換熱面積大傳熱系數高，冷卻效果好，節省冷卻水；2.物料停留時間分布的散度小，物料混合狀態好，溫度均勻，有利于生產控制；3.減少了滴加混酸處的局部過熱和硝酸的受熱分解，排放二氧化氮少，有利于安全生產；4.二硝基苯、酚類副產物少。硫酸介質中的硝化有機溶劑-混酸硝化：優點：(1)避免使用大量硫酸作溶劑，減少或消除了廢酸量；選擇合適的溶劑可以得到特定異構體的產品。溶劑：二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸、乙酸酐等。在乙醉或乙酸中的硝化稀硝酸硝化置換硝化法第六章一還原還原反應的分類：碳-碳不飽和鍵的還原、碳-氧雙鍵的還原、含氮基的還原、含硫基的還原、含鹵基的還原還原劑的種類：無機還原劑、有機還原劑鐵粉還原 Fe0—Fe2++2e反應歷程：Fe0—Fe3++3eAr-NO2+2e+2H+—Ar—NO+H2OAr-NO+2e+2H+—Ar-NHOHAr—NHOH+2e+2H+—Ar—NH2+H2O應用范圍：芳環上的硝基還原成氨基、環羰基還原成環羥基、醛基還原成醇羥基、芳磺酰氯還原成硫酚、二芳基二硫化物還原成硫酚、還原脫漠鋅粉還原芳磺酰氯還原成芳亞磺酸、芳磺酰氯還原成硫酚、碳硫雙鍵還原-脫硫成亞甲基羰基還原成羥基、羰基還原成亞甲基、硝基化合物還原成氧化偶氮、偶氮和氫化偶氮化合物硫化堿還原硫化堿種類的選擇：硫化鈉(Na2S)4ArNO2+6Na2S+7H2O—4ArNH2+3Na2S2O3+6NaOH二硫化鈉(Na2S2)最常用22Na2S+S Na2S2ArNO2+Na2S2+H2O—ArNH2+Na2S2O3多硫化鈉(Na2Sx)ArNO2+Na2Sx+H2O—ArNH2+Na2S2O3+(x-2)S硫氫化物(NaHS,NH4HS)多硝基化合物的部分還原還原劑：Na2S2，NaHS或Na2S+NaHCO3還原劑用量：過量5?10%還原溫度：40?80°C,一般不超過100°C，以避免發生完全還原副反應。有時還加入硫酸鎂以降低還原介質的堿性。硝基化合物的完全還原特點：(1)用于易與Na2S2O3分離的芳胺；(2)易使芳胺中毒。還原劑：Na2S,Na2S2還原劑用量：過量約10?20%還原溫度:60?110C亞硫酸鹽還原：亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉是溫和的還原劑，反應是在水介質中講行的。金屬復氫化合物還原：主要使用的是LiAlH4和NaBH4(-COOH^-CH2OH -C=O—-CH-OH)催化氫化：含有不飽和鍵的有機物分子，在催化劑的存在下，與氫分子反應，使不飽和鍵全部或部分加氫的反應。三種方法：氣-固相接觸催化氫化、氣-固-液非均相催化氫化、液相均相配位催化氫化催化氫解：在催化劑存在下，含有碳雜鍵的有機物分子與氫氣反應，發生碳雜鍵斷裂，分解成兩部分氫化產物的反應。第七章一氧化自動氧化的主要影響因素：引發劑和催化劑、被氧化物的結構、原料質量的影響、氧化深度的影響空氣液相氧化的優缺點：優點：(1)選擇性好，可用于制備多種類型的產品；反應溫度低100?250C，防止熱分解；催化劑和氧化劑便宜；按要求控制反應深度。缺點：(1)氧化能力有限，收率低；反應物分離及后處理困難；反應液酸性，要用優良耐腐蝕反應器；一般帶壓操作以加［O］，提高反應速度，縮短時間。 受到一定限制。氨氧化制腈類將帶有甲基的有機物與氨和空氣的氣態混合物在催化劑存在下，用氣固相接觸催化氧化法制取月青類的反應，叫做氨氧化。

R-CH3+NH3+-2o2—R-CN+3H2O第九章一氨基化反應的目的：制備脂肪族伯、仲、叔胺及季銨鹽；制備芳胺HSOmooc*^磺化OH發煙硫酸批產低溫磺化so3h0HSOmooc*^磺化OH發煙硫酸批產低溫磺化so3h0OHnh3,nh4hso3>氨解（吐氏酸）（吐氏酸）發煙硫酸二磺化SO3（吐氏酸）發煙硫酸二磺化SO3HNaOH^H+AHO3S NH2堿熔oa酸化OH（NaOH^H+AHO3S NH2堿熔oa酸化OH（J-酸）OH SO3H發煙硫酸，70~80oc oh+hos」03HO3SR酸二磺化 ho3<^酸OHSO3HOH+OHSO3KNaOH,250°C18%NH3,(NH4)2SO4氨解H+OHNH2「酸化―kJ、Jho3s3（Y酸）8重氮化定義：芳香族伯胺與亞硝酸作用，生產重氮鹽的反應叫做重氮化反應。8.1.2反應歷程

稀鹽酸NaNO+HCI■ON-OH+NaCII. ■ON-CH4-HCI稀鹽酸NaNO+HCI■ON-OH+NaCII. ■ON-CH4-HCI一OK-CI+H0ArNH..iN-^CI?[Ar-N'NO]-Cl"口 HH 快[而 》ArN-'-H.OA上述各種重氮化活潑質點的活潑性次序是:氫漠酸（稀鹽酸+漠化鈉或漠化鉀）Na.Br4-HCI^NaQI+HBrON-OH+HBr=ON-Br4-H_O'、：? 1苧 HArNH：+N>Br'>[ArN'N0].Br

口 HH +b[Ar-M--N=O] ArN/+H.OHON+>ON-Br>ON-Cl>ON-O-NO>ON-OH重氮化反應歷程：N-亞硝化-脫水反應N-親電取代-消除反應ON+HIAr—N+

IHONHIAr—N+

IHON-Brr"Br.慢ON-Cl N-亞硝化-Cl*HAr-N—NOI.H.快 *■A—N=NHOON-O-NO

上-NO?*N-亞硝基活性中間體注意：因為重氮化反應質點是親電性的，因此被重氮化的芳伯胺是以游離分子態參與反應的，而不是以芳伯胺鹽或芳伯胺合氫正離子參加反應的。由反應歷程可得出如下結論：重氮化反應一般在稀鹽酸中進行，有時為了加速反應，可在稀鹽酸中加入少量NaBr或KBr。因為在稀硫酸中重氮化，親電質點是親電性較弱的亞硝酸酎，重氮化速率較慢；而需要采用在濃硫酸介質中重氮化的一般是在稀鹽酸中難以重氮化的芳伯胺。對于不同結構的芳伯胺，需要采用不同的重氮化方法。（1）反應溫度重氮化反應一般在0~10°C進行，因為重氮鹽很不穩定，溫度升高，會加速重氮鹽的分解。當重氮鹽較穩定時，可在稍高溫度下進行。重氮化反應是強放熱反應，為保持適宜的反應溫度，稀鹽酸或稀硫酸中，可直接加冰冷卻；濃硫酸中，則需要冷凍氯化鈣水溶液或冷凍食鹽水間接冷卻。8.2.1重氮基還原成肼基在亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽1:1的混合物的作用下，重氮鹽可以還原芳肼。8.2.2偶合反應重氮鹽與芳環、雜環或具有活潑亞甲基的化合物反應，生成偶氮化合物的反應叫做偶合反應。ArN；X—,U>NH2（0H）—.alN=NY[>NH2（OH）偶合組分重氮鹽偶合反應介質的pH值取決于偶合組分的結構。偶合組分是芳胺時，要求介質的pH

值為4L；偶合組分是酚類時，要求介質的pH值為2~1^。8.2.3重氮基被氫置一脫氨基反應還原劑：乙醇、丙醇、次磷酸反應歷程：游離基反應Ar-N2X-+CH：CH?OH,Ar-H+CH=CHO+HX+N?'8.2.4重氮基被羥基置一重氮鹽的水解8.2.5重氮基被鹵原子置換重氮基被氯或漠置換磺化CH3^化^

混酸H+,水解尸no2so3h so3h磺化CH3^化^

混酸H+,水解尸no2so3h so3hSQHNaNO2,HCl Cl重氮化*轉化Cl第10章一烴化(Hydrocarbylation)概述N-炷化O-炷化芳環上的C-炷化烴化概述炷化指的是在有機分子中的碳、硅、氮、磷、氧或硫等原子上引入炷基的反應的總稱。炷化反應可在分子中形成新的化學鍵：C-C、Si-C、N-C、P-C