1、绪 论,第一章 工艺学基础,第二章 卤化,第三章 磺化和硫酸化,第四章 硝化及亚硝化,第五章 氢化和还原,第六章 重氮化,第七章 氨解和胺化,第八章 烃化,第九章 酰化,第十章 氧化,第十一章 水解,第十二章 缩合和环合,本课程主要内容,绪 论,有机合成及其发展史,精细化学品的释义和分类,精细化工的诞生过程及其特点,精细化工在国民经济中的作用,精细有机合成的原料资源,精细有机合成单元反应,一、有机合成及其发展史,任务： 实现有价值的已知化合物的高效生产； 创造新的有价值的物质和材料。目的： 探索新的合成路线，合成特殊的有机化合 物，研究理论问题。 实现工业化大规模生产：包括基本（重） 有机合成
2、与精细有机合成。,1、任务和目的,初创期：1828年20世纪50年代 由煤焦油制染料、药物。如靛蓝、奎宁。辉煌期：20世纪5060年代 Woodward 艺术期 维生素B12；分子轨道对称守恒定理 20世纪7080年代 Corey 艺术与科学融合期 逆向合成分析 20世纪90年代至今 化学生物学时期 海葵毒素,2、发展史,（1）1828年Wohler用典型的无机物合成了尿素。开始了近代有机化学以及有机合成的的历史。（2）1917年，Robinson合成了托品酮。开创了系统的有机合成方法，反应机制和化学结构关系等的研究。并第一次开设了有机合成课程。,（3）20世纪50年代NMR技术开始应用于有机
3、化合物结构测定。（4）20世纪5070年代，Woodward合成了利血平，胆甾醇，维生素B12和红霉素（18个手性中心）等，将有机合成发展到前所未有的水平。（5）20世纪60年代，Merrifield发展了固相合成技术。（6）20世纪70年代，Corey发展了手性合成理论和方法。（7）1989年，Kishi合成了海葵毒素（分子式：C129H223N3O54,分子量2680，64个手性中心，7个骨架内双键），被称为是世纪工程。（8）20世纪90年代，发展了组合化学合成理论和技术。,上页,下页,总目录,1,2,3,4,5,返回,6,二、精细化学品的释义和分类,国际上三种说法，我国采用日本释义。传统
4、释义：产量小、纯度高的化工产品。日本释义：具有高附加值、技术密集型、设备投资少、多品种、小批量生产的化学品。,1、精细化学品的释义,欧美释义：,（1）农药； （2）染料； （3）涂料； （4）颜料； （5）试剂和高纯物； （6）信息用化学品(包括感光材料磁性材料等)； （7）食品和饲料；（8）粘合剂； （9）催化剂和各种助剂；（10）化学药品和日用化学品；（11）功能高分子材料。,2、分类,三、精细化工的诞生过程及其特点,直接利用自然资源 烟叶汁农药，防止农业病虫害天然植物（茜草，靛兰）染布，染指甲，胭脂，香料 简单加工利用自然资源 压榨、萃取、蒸馏（水蒸气蒸馏）从动植物中直接提取香料、药物（
5、中草药），麝香、薄荷油、龙涎香、海狸香、檀香油、玫瑰花露利用合成与复配技术获得在应用性能上取代甚至超过天然物质的产品 （标志精细化工的诞生） 1800年，从天然香料中分离出单一的香精，并首次复配香精； 1990年，高效、低毒、环境友好的精细化工产品。,1、诞生过程,(1) 除了化学合成反应、前处理和后处理外，还常常涉及剂型制备和商品化才得到最终商品。(2) 生产规模小、生产流程大多为间歇操作的液相反应，常采用多品种综合生产流程或单元反应流程。(3) 固定投资少，资金产出率高。(4) 产品质量要求高，知识密集度高；产品更新换代快，寿命短；研究、开发难度大，费用高。(5) 在生产工艺、技术和配方等
6、方面都有很大的改进余地，生产稳定期短，需要不断地进行技术改进。(6) 商品性强，市场竞争激烈因此市场调查和预测非常重要。,2、特点,四、精细化工在国民经济中的作用,1、 直接用作最终产品或其主要成分。如医药、染料、香料等。2、 增加或赋予各种材料以特征。如塑料中的增塑剂、稳定剂等。3、 增进和保障农、林、牧、渔业的丰产丰收。如选种、浸种、育秧等都需要借助精细化学品的作用来完成。4、 丰富人民生活。5、 渗入其他行业、促进技术进步更新换代。6、 创造高经济效益。 美国精细化工率20世纪70年代为40%，80年代增至45%，90年代已超过53%；日本已达57%。发达国家精细化工率已增至6065%。
7、我国精细化工率1990的只有25%，1995年增至32%，2000年提高到4050%，预计2010年提高到60%。,五、精细有机合成的原料资源,煤的主要成分是碳，其次是氢，此外还有氧、硫和氮等其他元素，它们以结构复杂的芳环、杂环或脂环的化合物存在。煤通过高温干馏、气化或生产电石提供化工原料。(1) 煤的高温干馏(2) 煤的气化,1、煤,上页,下页,总目录,1,2,3,4,5,返回,6,2、石油,石油的主要成分是烷烃、环烷烃和少量芳烃。石油经常压和减压蒸馏可得直馏汽油、煤油、轻柴油、重柴油和润滑油等馏分。提供化工原料的石油加工过程主要是催化重整和热裂解。,（1） 催化重整 将沸程为60165的轻
8、汽油馏分或石脑油馏分 在490525，12MPa氢压和含铂的催化剂存在下使原油 中的一部分环烷烃和烷烃转化为芳烃的过程。 重整汽油可作为高辛烷值汽油，也可经分离得到苯、甲苯 和二甲苯。,2018/9/23,（2）烃类的裂解 其主要目的是制取乙烯，同时可得到丙烯、丁二烯以及苯、甲苯和二甲苯。（3）芳烃生产新技术 在石油芳烃中，苯、对二甲苯和邻二甲苯的需要量很大，而甲苯、间二甲苯和C9芳烃的需要量很少，利用甲苯脱烷基制苯、甲苯歧化制备苯和二甲苯、二甲苯的异构化等技术。（4）石油萘 （5）石油蜡 C9C18为主要成分的液蜡和以C18C30为主要成分的固态蜡，都是重要的化工原料。,主要成分为甲烷。油型
9、天然气含C2以上的烃约5%，煤型天然气约含C2以上的烃2025%。天然气中甲烷中重要的化工原料，C2以上的烃的混合物可用作燃料、热裂解或生产芳烃的原料。,3、天然气,4、动植物原料,含糖或淀粉的农副产品经水解可得到各种单糖。 含油的动植物可以得到各种动物油和植物油。,六、单元反应,在脂链脂环芳环或杂环上引入一个或几个取代基的反应。取代基分类 （8类）单元反应类型 （13类） 卤化、磺化和硫酸酯化、硝化、氢化和还原、重氮化、氨解和胺化、烃化、酰化、氧化、水解、环合、缩合、聚合。归纳为三大类： 氢原子被取代基取代； 取代基被另一个取代基置换； 形成新的碳环。,END,R.B.RobertBurns
10、Woodward(19171979)美国化学家。1917年4月10日生于波士顿，1979年7月8日卒于哈佛。1933年入麻省理工学院学习,1936年获理学士学位,1937年获哲学博士学位。19501960年,任哈佛大学教授。1963年瑞士汽巴公司为他在瑞士的巴塞尔建造了伍德沃德研究室，此后他在哈佛大学和巴塞尔两处指导研究工作。 伍德沃德主要从事于天然有机化合物的合成及有机化学理论工作。他在甾族化合物领域中的第一个成果，是描述了分子结构与紫外光谱间的关系；较早地认识到物理测定比化学反应更能阐明有机化合物分子结构的特点。他曾推测了许多复杂的天然有机化合物的结构，并取得了巨大的成功,包括青霉素(19
11、45)、番木鳖碱(1947)和河豚毒素(1964)等。在测定碳霉素的结构中发现了前所未知的一类天然产物大环内酯抗生素，并提出了在自然界形成的可能途径。他也是第一个提出甾体激素的正确生物合成理论的人。他最早正确地推测了二茂铁的结构，为金属有机化学开辟了新的道路。,Woodward 生平介绍,他的合成工作突出地表现在巧妙地利用有机反应进行现在已知的最复杂的天然有机化合物的合成。例如，1944年合成奎宁,1954年合成番木鳖碱，1956年合成利血平；其他还有胆甾醇、叶绿素、维生素 、红霉素等。他把有机合成的技巧提高到一个前所未有的水平。在维生素 合成(1973)的长期过程中，他认识到有机反应的一个基
12、本规律，从而1965年提出了分子轨道对称守恒原理,又称伍德沃德-霍夫曼规则。它不但解释了以前很多不理解的反应，并且推动了一大类基本有机反应的发展，成为有机化学中最重要的理论之一。伍德沃德1959年获英国皇家学会的戴维奖章。1965年，伍德沃德因在有机合成方面的杰出贡献而荣获诺贝尔化学奖。获奖后，他并没有因为功成名就而停止工作。而是向着更艰巨复杂的化学合成方向前进“。他组织了14个国家的110位化学家，协同攻关，探索维生素B12的人工合成问题。在他以前，这种极为重要的药物，只能从动物的内脏中经人工提炼，所以价格极为昂贵，且供不应求。 1979年7月8日，因心脏病突发而不幸逝世，终年仅62岁。,C
13、orey生平介绍,艾里亚斯詹姆斯科里 ，英文名Elias James Corey，1928年7月，是美国著名有机化学家，有机合成化学领域的一代宗师，也是一个备受争议的人物。1990年诺贝尔化学奖得主，得奖原因是“开发了计算机辅助有机合成的理论和方法”。学术贡献 有机合成化学的宗师级人物。在有机合成发展史上被公认为伍德沃德概念上的学术接班人。他的最大贡献在于将“伍德沃德创立的合成艺术变为合成科学”，首先提出了系统化的逆合成概念，使得合成设计变成一门可以学习的科学，而不是带有个人色彩的绝学。发明的合成方法和试剂 TBS保护基；PCC/PDC氧化剂；二亚胺还原剂；二噻烷极性反转技术；CBS不对称还原。,经典合成 长叶烯、前列腺素、银杏内酯 争议 第一是在他的科研组里先后有三个学生自杀,被指对待学生刻薄，给学生施压过度。 第二是他在2004年获得普莱斯利奖时公开宣称伍德沃德剽窃了他的思想而创立了“分子轨道对称守恒律”。 此外，很多人认为科里的逆合成分析不具有独创性，因为在他之前许多合成家已经在自觉不自觉地使用这种方法设计路线了。 但是无论如何，科里对合成科学的贡献之巨大是毋庸置疑的。科里仍然是我们这个时代最伟大的合成家之一。,C129H223N3O54,分子量2680，64个手性中心,
