有机合成工艺优化PDF电子书下载

第1章　用动力学方法研究反应过程 1

1.1　动力学方法的基本概念、基本理论 1

1.1.1　转化率、选择性和收率 1

1.1.2　平行副反应与连串副反应、活化能与反应级数 3

1.1.3　主副反应的速度比-对比选择性 4

1.1.4　温度效应 6

1.1.5　浓度效应 8

1.2　动力学方法及其基本特征 10

1.2.1　首先定性反应产物 10

1.2.2　跟踪定量反应产物 11

1.2.3　分阶段研究反应过程和分离过程 12

1.2.4　程序升温法 13

1.2.5　调节加料法 14

1.3　动力学研究方法举例 15

1.4　新的化学反应过程研究 19

1.4.1　反应结果的温度效应分析 19

1.4.2　副产物S结构与浓度效应的关系 20

1.4.3　动力学方法的补充说明 21

1.4.4　按动力学方法的工艺优化次序 21

1.5　反应条件因果关系图解析 21

第2章　简单、实用的分离技巧 23

2.1　酸、碱性有机化合物的分离提纯 23

2.1.1　中和吸附法 24

2.1.2　中和萃取法 25

2.1.3　成盐洗涤法 25

2.2　利用平衡关系的分离提纯 26

2.2.1　共沸蒸馏与精馏的联用 26

2.2.2　同离子效应的应用 28

2.3　利用色谱分析谱图构思分离方法 30

2.3.1　利用GC谱图研究蒸馏、精馏过程 30

2.3.2 HPLC谱图与重结晶、吸附工艺的关系 34

2.4　多步反应过程的分离方法简化 36

2.4.1　准一步反应 37

2.4.2　溶剂归一化 38

2.4.3　不提纯原则 39

第3章　芳烃的混酸硝化 41

3.1　混酸硝化反应的机理和特征 41

3.2　混酸硝化反应的主副反应和动力学分析 42

3.2.1　一硝化反应与二硝化副反应的动力学分析 43

3.2.2　一硝化反应与磺化副反应的动力学分析 44

3.2.3　动力学综合分析 44

3.2.4　有机溶剂的加入对选择性的影响 45

3.3　硝化反应条件的控制 45

3.3.1　硫酸浓度 45

3.3.2　反应温度 47

3.3.3　加料方式 47

3.3.4　产品分离 48

3.4　推荐的硝化工艺框图、工艺要点及讨论 49

3.5　硝化工艺实例评点 49

第4章　芳烃的磺化 59

4.1　芳烃磺化反应的反应机理及特征 59

4.2　磺化反应的主、副反应和反应动力学分析 60

4.2.1　一磺化反应对二磺化副反应的动力学分析 60

4.2.2　一磺化反应对砜生成副反应的动力学分析 61

4.2.3　综合动力学分析 62

4.2.4　加入有机溶剂对温度效应、浓度效应的影响 63

4.3　磺化反应异构现象解析 63

4.3.1　磺化与水解不属可逆反应 63

4.3.2　异构现象的动力学解释 64

4.4　磺化反应的主要影响因素 66

4.4.1　磺化剂浓度和用量 66

4.4.2　磺化剂的选择 67

4.4.3　反应温度的控制 68

4.4.4　加料方式的影响 68

4.4.5　有机溶剂的作用 69

4.4.6　添加剂 70

4.4.7　一磺化产物的分离 70

4.5　推荐的磺化工艺 70

4.5.1　磺化工艺框图与特点 70

4.5.2　磺化方法选择与评析 71

4.6　磺化工艺的常见问题 72

4.7　磺化反应实例及评点 73

第5章　芳烃的烷基化和酰基化 83

5.1　芳烃的烷基化和酰基化反应机理及特征 83

5.2　二烷基化异构组成的解析 85

5.3　酰基化反应的主副反应和动力学分析 86

5.3.1　平行副反应的动力学分析 87

5.3.2　连串副反应的动力学分析 90

5.3.3　主副反应的动力学综合分析 90

5.4　酰基化的工艺条件讨论 92

5.4.1　溶剂的选择 92

5.4.2　三氧化铝的质量与加入方式 92

5.4.3　加料方式 93

5.4.4　反应温度和时间 93

5.4.5　反应的终止与络合物的分解 93

5.4.6　产物的分离 93

5.5　推荐的酰基化反应工艺 94

5.6　酰基化工艺的常见问题 94

5.6.1　溶剂使用错误 94

5.6.2　分离方法不当 95

5.7　酰化反应的实例评点 95

第6章　芳环上的卤化 101

6.1　芳烃卤化反应机理和基本特征 101

6.2 卤化反应定位规律的影响因素 103

6.3　卤化反应的动力学分析 104

6.3.1　对平行副反应的动力学分析 105

6.3.2　对连串副反应的动力学分析 105

6.4　工艺路线的优化选择 107

6.4.1 以邻位卤代为目标产物的工艺路线选择 107

6.4.2 以对位卤代为目标产物的工艺路线选择 108

6.4.3　二卤化与第二个卤化反应工艺路线选择 109

6.5　卤化反应工艺条件优化要点 110

6.5.1 卤化剂 110

6.5.2　反应温度 111

6.5.3　加料方式 111

6.5.4　溶剂的稀释作用 111

6.5.5　溶剂的极化作用 112

6.5.6　催化剂 112

6.5.7　分离与提纯 112

6.6 卤化反应的实例评点 113

第7章　芳醚的合成 123

7.1 卤代芳烃烷氧基化和芳氧基化的反应机理和特征 123

7.2　醚化过程的主副反应和动力学分析 124

7.2.1　单卤芳烃醇解反应与水解副反应的动力学分析 125

7.2.2　单卤芳烃芳氧基化与水解副反应的动力学分析及卤代芳烃重排的讨论 126

7.2.3　多卤芳烃一烷氧基化与二烷氧基化的动力学分析 127

7.3　芳醚合成工艺的影响因素 128

7.3.1　卤代芳烃烷氧基化 128

7.3.2　多卤代芳烃的单烷氧基化 129

7.3.3　二芳醚的合成 129

7.4　推荐的二芳醚合成工艺 131

7.5　芳醚合成的常见问题 131

7.6　芳醚合成的实例评点 132

第8章 卤代芳烃的胺解 140

8.1 卤代芳烃胺解反应机理和特征 140

8.2 卤代芳烃胺解反应的主、副反应及动力学分析 141

8.2.1 温度效应 142

8.2.2　浓度效应 143

8.3　氨（胺）解反应的影响因素 143

8.3.1　氨（胺）的浓度 143

8.3.2　胺的用量与溶剂 144

8.3.3　原料的回收 144

8.3.4　反应温度与压力 144

8.3.5　加料方式 144

8.4　推荐的胺解反应工艺 145

8.5 卤化芳烃胺解的实例评点 145

第9章 卤代烃的腈化 153

9.1 卤代芳烃的腈化 153

9.1.1 卤代芳烃腈化的基本特征 153

9.1.2 卤代芳烃腈化反应的主、副反应和动力学分析 154

9.1.3 卤代芳烃腈化反应工艺要点 155

9.1.4　推荐的卤代芳烃腈化反应工艺 157

9.1.5 卤代芳烃腈化的实例评点 158

9.2　卤代烷烃的腈化 163

9.2.1 卤代烷烃腈化反应机理及基本特征 163

9.2.2　卤代烷烃腈化反应的主副反应 163

9.2.3 卤代烷烃腈化反应的动力学分析 164

9.2.4　工艺条件讨论 165

9.2.5　腈化反应实例评点 167

第10章 卤代芳烃的水解与分离 170

10.1 卤代芳烃水解反应机理和特征 170

10.2　副反应与动力学讨论 171

10.2.1　按SNAr反应机理进行的水解反应 171

10.2.2　按苯炔反应机理进行的水解反应 171

10.3　卤代芳烃水解产物——酚的分离 172

10.3.1　利用羟基的酸性使非酸性物质除去 172

10.3.2　利用挥发酚与水共沸的原理减少水溶解损失 173

10.3.3　利用异构体氢键的差异，使异构体分开 174

10.3.4　利用对称结构熔点高的原理，去除不对称异构体 174

10.4　酚提纯过程的主要问题 175

10.5　酚合成与分离实例评点 175

第11章　芳烃重氮基水解 182

11.1　重氮基水解反应的机理和特征 182

11.2　重氮基水解的主副反应和动力学分析 182

11.2.1　温度效应 184

11.2.2　浓度效应 184

11.2.3　温度效应与浓度效应的作用比较 184

11.3　重氮盐水解反应的重要影响因素 185

11.3.1　反应温度 185

11.3.2　加料方式与分布 185

11.3.3　产物的移走 186

11.3.4　重氮盐水解的介质及催化剂 186

11.3.5　一步法及其应用范围 186

11.4　推荐的重氮盐水解工艺 187

11.5　重氮盐水解工艺的常见问题 188

11.6　重氮盐水解反应实例评点 188

第12章　重氮基的自由基取代 196

12.1　重氮基取代反应的反应机理与特征 196

12.2　取代反应的主副反应和动力学分析 196

12.2.1 卤代反应与水解副反应的动力学分析 197

12.2.2　卤代反应与偶合副反应的动力学分析 198

12.2.3　温度效应与浓度效应的交互作用 199

12.3　重氮基卤代反应的工艺条件 199

12.3.1　反应温度 199

12.3.2　卤化亚铜的用量 200

12.3.3　加料方式 200

12.3.4　有机溶剂的作用 201

12.3.5　产物的分离 201

12.4　推荐的重氮盐取代反应工艺 201

12.5　重氮基取代反应的常见问题 202

12.6　重氮基取代反应实例评点 203

第13章　氟代芳烃的合成 213

13.1　氟代重氮盐的热解 213

13.1.1　氟代重氮盐热解法制氟代芳烃的一般规律 213

13.1.2　氟代芳胺重氮盐热分解过程的主、副反应 213

13.1.3　芳胺重氮化氟代反应的工业化条件解析 214

13.1.4　重氮盐氟化工艺实例评点 216

13.1.5　重氮化、氟代反应的改进方向 217

13.2　氟硼酸重氮盐热解 219

13.2.1　氟硼酸重氮盐热解法（希曼法） 219

13.2.2　希曼反应的主、副反应 220

13.2.3　氟硼酸重氮盐制备工艺要点 221

13.2.4　希曼反应工艺的改进方向 222

13.2.5　希曼反应的工业实例评点 223

13.3　氯代芳烃氟代 226

13.3.1　芳烃氟氯交换反应的基本特征 226

13.3.2　氯代芳烃氟化的主、副反应 226

13.3.3 卤代芳烃氟代反应的工艺条件解析 228

13.3.4　氟氯交换反应的实例评点 229

第14章　芳烃侧链的卤化 232

14.1　芳烃侧链卤化的机理和特点 232

14.1.1　芳烃侧链卤化反应机理 232

14.1.2　芳烃侧链卤化反应特征 233

14.2　芳烃侧链卤化的主副反应与动力学分析 233

14.2.1　侧链卤化与芳环卤化的动力学分析 234

14.2.2　侧链卤化不同阶段的动力学分析 235

14.2.3 以一卤苄为目标化合物的动力学分析 236

14.2.4 以三卤苄为目标化合物的动力学分析 237

14.3　芳烃侧链卤化的工艺条件 237

14.3.1　溶剂的选择 238

14.3.2　卤素的选择 238

14.3.3　引发剂的选择 239

14.3.4　紫外光与添加剂 239

14.3.5　反应温度的选择 239

14.3.6　杂质的影响 239

14.3.7　加料方式 240

14.4　推荐的芳烃侧链氯化工艺 240

14.5　侧链卤化的常见问题 240

14.5.1　溶剂的选择不当 240

14.5.2 自由基的引发不利 241

14.5.3 卤化剂的选择不利 241

14.6　芳烃侧链卤化实例评点 241

第15章　格氏试剂的制备与反应 246

15.1　格氏试剂的一般概况 246

15.2　格氏试剂合成与反应的主副反应和动力学分析 246

15.2.1　格氏试剂合成的主副反应和动力学分析 246

15.2.2　格氏试剂亲核取代（亲核加成）反应的动力学分析 248

15.3　格氏反应的工业化条件讨论 250

15.3.1　无氧、无水、无锈的操作条件 250

15.3.2　溶剂的选择、用量和回收利用 250

15.3.3　反应设备要求 251

15.3.4　引发过程控制 252

15.3.5　反应温度及加料方式 252

15.3.6　格氏试剂亲核取代（亲核加成）反应的工艺要点 252

15.4　推荐的格氏反应工艺 253

15.5　格氏反应的常见问题 254

15.5.1　溶剂的选择与回收问题 254

15.5.2 卤代烃的选择问题 254

15.5.3　加料方式问题 254

15.6　格氏反应的实例评点 254

第16章　羰基的加成缩合 260

16.1　羰基加成缩合反应的一般规律 260

16.2　醛-酮缩合 260

16.2.1 亚苄基丙酮合成过程的主副反应及动力学分析 261

16.2.2　亚苄基丙酮合成实例评点 263

16.2.3　其他醛酮缩合实例评点 265

16.3　酮-酯缩合 267

16.3.1 甲基酮与酯缩合的主副反应及动力学分析 267

16.3.2　茚满二酮合成实例评点 268

16.3.3　其他酮-酯缩合实例评点 269

16.4　酯-酯缩合 271

16.4.1　酯-酯缩合机理及一般规律 271

16.4.2　异酯缩合的主副反应和动力学分析 271

16.4.3　酯-酯缩合的工艺条件 273

16.4.4　酯-酯缩合实例评点 273

第17章　氮杂环化合物 276

17.1　氮杂环化合物的特征和合成机理 276

17.1.1　氮杂环化合物的特征 276

17.1.2　氮杂环化合物的合成机理 276

17.2　含氮杂环化合物合成的一般特点和主副反应 278

17.3　EVP>EVM时的动力学分析 280

17.3.1　平行副反应的动力学分析 280

17.3.2 中间体连串副反应的动力学分析 282

17.3.3　缩合、环合反应动力学综合分析 282

17.4　吡唑与嘧啶（β-酮酸酯与脲类合成法）的合成条件 283

17.4.1　反应温度 283

17.4.2　加料方式 283

17.4.3　溶剂的作用 284

17.5　推荐的吡唑、嘧啶（β-酮酸酯与脲类合成法）合成工艺 284

17.5.1 活化能差较大时的两步缩合反应工艺 284

17.5.2　活化能差较小时的两步缩合反应工艺 284

17.6　吡唑与嘧啶合成实例评点 285

17.7　EVP<EVM时的动力学分析 288

17.7.1　温度效应 290

17.7.2　浓度效应 290

17.8　推荐的咪唑和嘧啶（羧酸衍生物与丙二胺法）合成工艺 290

17.9　咪唑和嘧啶（羧酸衍生物与丙二胺法）合成工艺实例评点 291

17.10　杂环化合物的提纯 293

17.10.1　杂环化合物的一般特点 293

17.10.2　碱性杂环化合物提纯的一般步骤 293

17.10.3　氮杂环化合物提纯实例评点 293

第18章　进攻试剂的活性比较 296

18.1　芳烃的亲电取代 296

18.2　芳烃的亲核取代 298

18.2.1　SNAr机理（SN2机理） 298

18.2.2　SN1机理 299

18.2.3　苯炔机理 299

18.3 卤代脂肪烃的亲核取代 300

18.3.1　SN2机理 300

18.3.2　SN1机理 301

18.4　烯烃的亲电加成 302

18.5　羰基的亲核加成 303

18.6 自由基取代反应 304

18.6.1 自由基反应机理的三个阶段（自由基的引发、传递和终止） 304

18.6.2 自由基反应活性 304

18.6.3 自由基进攻的选择性 305

第19章　有机合成反应的工业化放大 307

19.1　釜式反应器的放大效应 307

19.1.1　温度梯度、浓度梯度不同 307

19.1.2　换热比表面积与反应周期不同 308

19.1.3　死区与设备清洗不同 309

19.1.4 温度指示的偏差不同 309

19.2　反应过程的重要影响因素 310

19.2.1　混合状态的影响 310

19.2.2　局部过热和局部过浓问题的解决（消除梯度） 312

19.2.3　吸热反应的温度控制 313

19.2.4　放热反应的温度控制 315

19.3　工业化放大的准备 319

19.3.1　原料、中间体的可用性评价 320

19.3.2　设备的可用性评价 321

19.3.3　工艺的准备及管理 322

19.3.4　安全准备 323

19.4　工业化放大的设计技巧 324

19.4.1　多功能反应单元的设计 325

19.4.2　分层罐的设计 326

19.4.3　公用工程的设计 326