精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論參考書(shū)籍1.唐培堃主編.精細(xì)有機(jī)合成化學(xué)及工藝學(xué)(第二版）.天津大學(xué)出版社，20052.姚蒙正主編.精細(xì)化工產(chǎn)品合成原理，中國(guó)石化出版社，20003.錢旭紅主編.工業(yè)精細(xì)有機(jī)合成原理.化學(xué)工業(yè)出版社，20014.PeterPollak,FineChemicals,2rd,2011,JohnWiley&Sons,Inc.精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論與本課程有關(guān)內(nèi)容的補(bǔ)充本課程屬應(yīng)用化學(xué)專業(yè)必選課，精細(xì)有機(jī)化工專業(yè)方向，其先行課為無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解并掌握精細(xì)化學(xué)品研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中所涉及的重要單元反應(yīng)的反應(yīng)歷程、影響因素以及合成方法，具備進(jìn)行精細(xì)有機(jī)化學(xué)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)、合成方法篩選等研究的初步能力。一、本課程的特點(diǎn)2023/7/63精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論二、課程教學(xué)的基本要求本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授、學(xué)生自學(xué)、習(xí)題、答疑、三次階段性考核和期末考試。要求學(xué)生掌握和了解精細(xì)化工產(chǎn)品合成一般原理，如11個(gè)有機(jī)合成單元的反應(yīng)歷程、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、影響反應(yīng)的因素等有關(guān)化學(xué)理論及其有關(guān)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，學(xué)會(huì)并領(lǐng)悟分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法和技能，為繼續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)課程奠定理論基礎(chǔ)，為從事相應(yīng)專業(yè)的工作提供必要的理論知識(shí)。本課程課堂講授（包括自學(xué)、討論）48學(xué)時(shí)，考試方式為閉卷考試，總評(píng)成績(jī)：平時(shí)成績(jī)占30%，期末考試占70%。2023/7/64精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論三、學(xué)習(xí)的基本要求和目的1、了解精細(xì)化工的特點(diǎn)和戰(zhàn)略地位。2、了解精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)的歷史與發(fā)展趨勢(shì)。3、掌握精細(xì)有機(jī)合成中最常有的11個(gè)有機(jī)單元反應(yīng)。

（磺化、硝化、鹵化、氧化、還原、烷基化（烴化）、?；⒘u基化（水解）、氨解（氨基化）、縮合的反應(yīng)原理、影響因素、工藝設(shè)計(jì)4、系統(tǒng)掌握精細(xì)化工的工藝技術(shù)。（生產(chǎn)原理、工藝過(guò)程、三廢治理、產(chǎn)品的用途等）5、增強(qiáng)獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使畢業(yè)后能具備從事精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)管理與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力。

2023/7/65精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論第一章緒論精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工：精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工業(yè)的簡(jiǎn)稱精細(xì)化學(xué)品:(1)傳統(tǒng)：產(chǎn)量小，純度高的化學(xué)品(2)歐美：§1.1精細(xì)化學(xué)品的釋義精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論(2)歐美：精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工產(chǎn)品與專用化學(xué)品專用化學(xué)品的特征:產(chǎn)品組成上存在超分子體系（復(fù)配問(wèn)題）性能上1+1>2

（增效問(wèn)題）高的附加值專業(yè)的技術(shù)服務(wù)體系，引領(lǐng)應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展9精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論(2)歐美：(3)中國(guó)、日本：具有高附加價(jià)值、技術(shù)密集型、設(shè)備投資少、多品種、小批量生產(chǎn)的化學(xué)品。歐美的精細(xì)化學(xué)品和專用化學(xué)品統(tǒng)稱為精細(xì)化學(xué)品。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論§1.2精細(xì)化學(xué)品的分類精細(xì)化學(xué)品的分類我國(guó)對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品的分類（1986年）11類(1)農(nóng)藥；

(2)染料；

(3)涂料(包括油漆和油墨)；

(4)顏料；

(5)試劑和高純物；

(6)信息用化學(xué)品(包括感光材料、磁性材料等能接受電磁波的化學(xué)品)；

(7)食品和飼料添加劑；

(8)粘合劑；

(9)催化劑和各種助劑；

(10)化學(xué)藥品(原料藥)和日用化學(xué)品；

(11)功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

(9)催化劑和各種助劑：印染助劑、塑料助劑、橡膠助劑、水處理化學(xué)品、纖維抽絲用油劑、有機(jī)抽提劑、高分子聚合物添加劑、表面活性劑、皮革化學(xué)品、農(nóng)藥用助劑、油田化學(xué)品、混凝土外加劑、機(jī)械和治金用助劑、油品添加劑、炭黑、吸附劑、電子用化學(xué)品、造紙用化學(xué)品、其它助劑精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論新領(lǐng)域精細(xì)化工產(chǎn)品：表面活性劑、水處理化學(xué)品、造紙化學(xué)品、皮革化學(xué)品、油田化學(xué)品、膠粘劑、生物化工產(chǎn)品、電子化學(xué)品、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸及其酯、氣霧劑、飼料添加劑、食品添加劑精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

精細(xì)化工即精細(xì)化學(xué)工業(yè)，是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)。涉及到劑型制備和商品化技術(shù)密集度高品種多，生產(chǎn)規(guī)模小，多為間歇操作的液相反應(yīng)，常采用多品種的綜合生產(chǎn)流程或單元反應(yīng)流程固定投資少，附加價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益高產(chǎn)品質(zhì)量要求高，知識(shí)密集度高；產(chǎn)品更新?lián)Q代快、壽命短；研究開(kāi)發(fā)難度大、費(fèi)用高生產(chǎn)工藝、技術(shù)、配方等有改進(jìn)余地，需要不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。其技術(shù)秘密和專利造成壟斷性和排他性。商品性強(qiáng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)服務(wù)重要§1.3精細(xì)化工的特點(diǎn)精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論投資效率、附加值、成本、利潤(rùn)投資效率（％）＝（附加價(jià)值／固定資產(chǎn)）×100%附加值：是指在產(chǎn)值中扣除原輔料、稅金、設(shè)備和廠房的折舊費(fèi)后剩余的價(jià)值。它包括利潤(rùn)、工人勞動(dòng)、動(dòng)力消耗以及技術(shù)開(kāi)發(fā)等費(fèi)用。成本：原料成本、設(shè)備折舊費(fèi)、工人勞動(dòng)、動(dòng)力消耗以及技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)等。利潤(rùn)：20%以上為高利潤(rùn)精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工產(chǎn)品的特點(diǎn)小批量多品種復(fù)配增效更新?lián)Q代快功能性強(qiáng)附加值高強(qiáng)調(diào)售后服務(wù)16精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工行業(yè)的特點(diǎn)是化學(xué)工業(yè)的深度加工、技術(shù)密集型行業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、人們生活影響巨大研發(fā)要求高、技術(shù)含量高、生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜售后服務(wù)、個(gè)性化服務(wù)要求高17精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論直接用作最終產(chǎn)品或其主要成分增加或賦予各種材料以特性增進(jìn)和保障農(nóng)、林、牧、漁業(yè)的豐產(chǎn)豐收豐富人民生活促進(jìn)其他行業(yè)技術(shù)進(jìn)步高經(jīng)濟(jì)效益§1.3精細(xì)化工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用精細(xì)化工(產(chǎn)值)率＝精細(xì)化工產(chǎn)品的總值全部化工產(chǎn)品的總值×

100％精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論基本原料大宗化學(xué)品精細(xì)化學(xué)品附加值加工深度、應(yīng)用功能化5-100+1.5-5國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展國(guó)防建設(shè)1爭(zhēng)奪的重要制高點(diǎn)產(chǎn)品分類：按功能化程度分類19精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論煤石油天然氣動(dòng)植物原料§1.5精細(xì)有機(jī)合成的原料資源精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論煤煤的高溫干餾：焦炭、煤焦油、粗笨、煤氣萘、甲基萘、蒽、菲、芴、苊、芘、苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、硫芴、吡啶、甲基吡啶、咔唑、喹啉等苯：50－70％甲苯：12－22％二甲苯：2－6％

粗苯煤焦油：精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論煤的氣化：生產(chǎn)電石：乙炔水煤氣反應(yīng)：氫、一氧化碳、甲烷精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論催化重整：苯、甲苯、二甲苯熱裂解：乙烯、丙烯、丁二烯芳烴生產(chǎn)新技術(shù)：苯、鄰／對(duì)二甲苯石油萘：萘

石油蠟：C9～C18液蠟C8～C30固態(tài)蠟

石油石油呈深褐色粘稠液體。主要是由碳和氫兩種元素組成的多種烴類的混合物，包括直鏈烷烴，支鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳烴。2023/7/624精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論可直接用于制備碳黑、乙炔、氫氰酸、各種氯代甲烷、二硫化碳、甲醇、甲醛等制合成氣（CO和H2的混合物），進(jìn)一步制得甲醇、甲醛、高碳醇、正丁醛、甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、丙烯酸酯、人造石油等天然氣天然氣深藏于地下，主要含低級(jí)烷烴的混合氣體。主要為甲烷，也含有乙烷、丙烷和丁烷，可做燃料，也可做合成原料。2023/7/625精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論動(dòng)植物原料碳水化合物：

脂肪和油類：

主要成分：甘油三脂肪酸酯可獲得化工原料：脂肪酸、脂肪族含氮化合物、二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉類、壬二酸與壬酸、脂肪醇、環(huán)氧化合物、蓖麻醇酸、甘油。糖類、淀粉、糖類樹(shù)膠——單糖纖維素——己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)有機(jī)合成的主要單元反應(yīng)精細(xì)化學(xué)品的結(jié)構(gòu)脂鏈脂環(huán)芳環(huán)雜環(huán)主體結(jié)構(gòu)取代基

精細(xì)化學(xué)品精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論主要取代基鹵素：-Cl、-Br、-I、-F含氮基團(tuán)：

-NO2、-NO-NH2、-NHR、-NR1R2-NHCO-、-NH2OH、-N2+X-、-N=N-、-NHNH2

-CN含硫基團(tuán)：

-SO3H、-SO2Cl、-SO2NH2、-SO2NHR含氧基團(tuán)：

-OH、-OR、-OAc-COH、-COR、-COOH、-COOR、-COCl、

-CONH2烷基、酰基精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)有機(jī)合成的主要單元反應(yīng)鹵化磺化和硫酸酯化硝化和亞硝化還原和加氫氧化重氮化和重氮基的轉(zhuǎn)化氨解和胺化水解烴化?；s合環(huán)合聚合精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論發(fā)展原料工業(yè)重視基礎(chǔ)產(chǎn)品加強(qiáng)應(yīng)用研究?jī)?yōu)化復(fù)配技術(shù)重視劑型改造開(kāi)拓新興領(lǐng)域精細(xì)化工的發(fā)展趨勢(shì)精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工的發(fā)展重點(diǎn)及動(dòng)向精細(xì)化工發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是高科技領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)研究世界各國(guó)現(xiàn)在都在大力發(fā)展精細(xì)化工，已使整個(gè)化學(xué)工業(yè)向高精尖方向取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。有關(guān)的新科技領(lǐng)域包括：各類新型化工材料（功能高分子材料、復(fù)合材料）、新能源、電子信息技術(shù)、生物技術(shù)（包括發(fā)酵技術(shù)、生物酶技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、基因重組技術(shù)等）、航空航天技術(shù)和海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)等。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論中國(guó)日本德國(guó)美國(guó)●1995

●2005●2015精細(xì)化工占化工產(chǎn)品百分比(%):國(guó)家化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志精細(xì)化工是全球化學(xué)工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》重點(diǎn)領(lǐng)域及優(yōu)先主題:重點(diǎn)發(fā)展精細(xì)化工科學(xué)前沿：新物質(zhì)創(chuàng)造與轉(zhuǎn)化的化學(xué)過(guò)程33精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)（1）

新催化技術(shù)（精細(xì)有機(jī)合成）設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出若干具有高活性、高選擇性、立體定向、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)的高效催化劑和相應(yīng)的催化技術(shù)，以滿足精細(xì)化工發(fā)展的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需要。重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)膜催化劑、稀土絡(luò)合催化劑、沸石擇型催化劑、固體超強(qiáng)酸催化劑等，以及相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)、立體定向合成技術(shù)、固定化酶發(fā)酵技術(shù)等特種技術(shù)。精細(xì)化工的發(fā)展重點(diǎn)及動(dòng)向精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)（2）

新分離技術(shù)開(kāi)發(fā)工業(yè)規(guī)模的多組分分離，特別是不穩(wěn)定化合物及功能性物質(zhì)的高效精密分離技術(shù)的研究，對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)至關(guān)重要。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)超臨界萃取分離技術(shù)，研究用超臨界萃取分離技術(shù)制取出口創(chuàng)匯率極高的天然植物提取物（如天然色素、天然香油、中草藥有效成分等），并且進(jìn)一步應(yīng)用于精細(xì)化工、食品、香料、醫(yī)藥以及石油的深度加工等領(lǐng)域。

精細(xì)化工的發(fā)展重點(diǎn)及動(dòng)向精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)（3）

增效復(fù)配技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家化工產(chǎn)品數(shù)量與商品數(shù)量之比為1:20，我國(guó)目前僅為1:1.5，不僅品種數(shù)量少，而且質(zhì)量差。關(guān)鍵的原因之一是增效復(fù)配技術(shù)落后。需要加強(qiáng)這方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究及應(yīng)用技術(shù)研究，如專門研究表面活性劑的分離方法、洗滌作用、表面改性、微膠囊化、薄膜化及超微?；夹g(shù)等。由于應(yīng)用對(duì)象的特殊性，很難采用單一的化合物來(lái)滿足用戶的要求，配方以及復(fù)配技術(shù)的研究就成為產(chǎn)品好壞的決定性因素。精細(xì)化工的發(fā)展重點(diǎn)及動(dòng)向精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論產(chǎn)量出口量世界第一位：

染料、顏料

產(chǎn)量出口量世界第二位：

農(nóng)藥、涂料精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論我國(guó)精細(xì)化工存在的主要問(wèn)題●自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)少●技術(shù)含量低精細(xì)化工研究的前沿

●分子功能的強(qiáng)化

●技術(shù)過(guò)程的生態(tài)經(jīng)濟(jì)性38精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論新技術(shù)領(lǐng)域的功能拓展生物技術(shù)：生物精細(xì)化學(xué)品信息技術(shù)：信息精細(xì)化學(xué)品材料技術(shù)：精細(xì)化工新材料能源技術(shù)：光電轉(zhuǎn)換材料與器件航天技術(shù)：航天精細(xì)化學(xué)品海洋技術(shù)：海洋精細(xì)化學(xué)品39精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論能源：染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極：染料敏化半導(dǎo)體薄膜

TiO2:5~20um,1~4mg/cm2陰極：鍍鉑的導(dǎo)電玻璃電解質(zhì)：I3-/I-導(dǎo)電玻璃：8~10Ω40精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論信息精細(xì)化學(xué)品：數(shù)碼噴墨墨水?dāng)?shù)碼噴墨應(yīng)用領(lǐng)域廣告業(yè)展覽業(yè)彩色照相業(yè)印刷制板業(yè)紡織印花業(yè)陶藝業(yè)電路與半導(dǎo)體制造業(yè)生物芯片制造41精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論生物分子熒光探針的應(yīng)用生物芯片DNA芯片蛋白質(zhì)芯片DNA序列分析熒光免疫分析細(xì)胞染色細(xì)胞內(nèi)小分子(離子)的探測(cè)●生命科學(xué)研究●醫(yī)學(xué)診斷42精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論OLED：有機(jī)平板顯示的新星

省電、高亮度、柔性、體積小等優(yōu)勢(shì)43精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工的生態(tài)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題●采用無(wú)毒無(wú)害的原料；●在無(wú)毒無(wú)害的條件下反應(yīng)；●具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，即零排放；●產(chǎn)品環(huán)境友好；●滿足“物美價(jià)廉”的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn).45精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論原子經(jīng)濟(jì)性1）原子經(jīng)濟(jì)性的概念1991年斯坦福大學(xué)教授BMTrost提出：化學(xué)合成應(yīng)考慮原料分子中的原子最終進(jìn)入目的產(chǎn)品中的數(shù)量，高效的合成反應(yīng)應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子，使之更多或全部轉(zhuǎn)變成目標(biāo)分子中的原子，以實(shí)現(xiàn)最低排放甚至是零排放。BMTrost獲得1998年美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

A＋BC＋DA＋BC＋

產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物為零

原子經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)：最大限度地利用原料和最大限度地減少?gòu)U物的排放。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬Boots公司的Brown方法原子經(jīng)濟(jì)性~40%布洛芬—鎮(zhèn)靜、止痛藥的生產(chǎn)應(yīng)用示例精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論第一步第二步第三步BHC公司新發(fā)明的綠色方法簡(jiǎn)單多了！原子經(jīng)濟(jì)性~99%獲1997年美國(guó)總統(tǒng)“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論仿生催化氧化對(duì)甲酚綠色合成對(duì)羥基苯甲醛對(duì)甲酚金屬卟啉,20ppm70℃、0.4MPa下反應(yīng)5h對(duì)羥基苯甲醛轉(zhuǎn)化率69.8%選擇性86.6%佘遠(yuǎn)斌等，中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?.5醫(yī)藥香水杜鵑素重點(diǎn)突破：催化劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系50精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化工科學(xué)創(chuàng)新的內(nèi)涵化學(xué)和化工融合，理論和應(yīng)用結(jié)合在設(shè)計(jì)理論和實(shí)現(xiàn)方法的源頭創(chuàng)新分子設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新清潔制造功能導(dǎo)向功能產(chǎn)品

應(yīng)用功能、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)境效應(yīng)理論規(guī)律結(jié)構(gòu)創(chuàng)新應(yīng)用需求化學(xué)方法化工過(guò)程工藝創(chuàng)新精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)有機(jī)合成精細(xì)有機(jī)合成是制備精細(xì)化學(xué)品（復(fù)配產(chǎn)品的主要原料）的主要途徑精細(xì)有機(jī)合成（工業(yè)）：就是利用上述基本有機(jī)合成工業(yè)所得到的有機(jī)原料，通過(guò)各種有機(jī)中間體的制備，最后合成出具有特定用途的小批量、高純度化學(xué)品的工業(yè)。如醫(yī)藥、香料、染料和農(nóng)藥等等。許多精細(xì)化學(xué)品的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，絕不能由有機(jī)原料通過(guò)一步反應(yīng)而生成，通常需經(jīng)過(guò)一系列的單元反應(yīng)比如鹵化、縮合、氧化、磺化、硝化、還原等。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

有機(jī)合成是化學(xué)中最具有創(chuàng)造性、又最具實(shí)用性的一門學(xué)科。有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)的中心，也是有機(jī)化學(xué)中最富有活力的分支學(xué)科。

1828年，德國(guó)化學(xué)家維勒(Wohler)人工合成尿素，揭開(kāi)了有機(jī)合成的序幕。有機(jī)合成不但能夠合成自然界中已有的任何分子，而且還可以有意識(shí)地、有目標(biāo)地制備人們所期望的，具有各種特定功能的新型化合物分子。有機(jī)合成精細(xì)化工工藝學(xué)

相關(guān)課程之間的聯(lián)系化工原理基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課有機(jī)化學(xué)精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成化學(xué)家的目的：（1）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用人工的方法來(lái)復(fù)制自然界的產(chǎn)物，用以證明它的結(jié)構(gòu)。（2）根據(jù)人們的需要來(lái)改造有機(jī)分子結(jié)構(gòu)或創(chuàng)造出全新的結(jié)構(gòu)。有機(jī)合成化學(xué)

是有機(jī)化學(xué)中最富有活力的分支學(xué)科近代有機(jī)合成的功績(jī)首推RobertRobinson:（1）化學(xué)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性及反應(yīng)過(guò)程之間的關(guān)系（2）將機(jī)理分析應(yīng)用于有機(jī)合成。（3）使有機(jī)合成第一次成為一門課程。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論OrganicSynthesisiscentraltomanydisciplinesThepreparationoforganìccompoundsiscentraltomanyareasofscientìficresearch,fromthemostappliedtothemost"academic",andisnotlimitedtochemists.Anyresearchwhichusesneworganicchemicals,orthosewhicharenotavailablecommercially,willatsometimerequirethesynthesisofsuchcompounds.Accordinglythebiologist,biochemist,geneticengineer，materialsscientist,andpolymerresearcherinuniversityorindustryallmightfindthemselvesfacedwiththetaskofcarryingoutanorganicpreparation,alongwiththoseinvolvedinpharmaceutical,agrochemical,andotherfinechemicalsresearch.精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論基本有機(jī)合成和精細(xì)有機(jī)合成工業(yè)基本有機(jī)合成（工業(yè)）：又稱重有機(jī)合成（工業(yè)）利用化學(xué)合成的方法將廉價(jià)易得的天然資源（如煤、石油、天然氣等）及其初步加工品和副產(chǎn)品（如電石、煤焦油、渣油等）加工成最基本的有機(jī)原料八大基本化工原料（如乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘等）以及由上述原料再加工成化學(xué)工業(yè)各部門和其他有關(guān)工業(yè)所大量需用的重要有機(jī)原料（如乙醇、甲醛、乙酸、丙酮、苯酚、苯酐等）的工業(yè)。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論乙烯環(huán)氧化管式反應(yīng)器催化劑：Ag顆粒屬于氣固相催化特點(diǎn)：生產(chǎn)規(guī)模大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，技術(shù)比較成熟、產(chǎn)品附加價(jià)值相對(duì)較小。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)有機(jī)合成（工業(yè)）：利用上述基本有機(jī)合成工業(yè)所得到的有機(jī)原料，通過(guò)各種有機(jī)中間體的制備，最后合成出具有特定用途的小批量、高純度化學(xué)品的工業(yè)。如醫(yī)藥、香料、染料和農(nóng)藥等等。特點(diǎn)：產(chǎn)品品種多、產(chǎn)量較小、專用性強(qiáng)、技術(shù)比較復(fù)雜多變、更新?lián)Q代快、產(chǎn)品附加價(jià)值高！精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)好的合成反應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：最大的成功機(jī)率+最經(jīng)濟(jì)的路線（1）高的反應(yīng)產(chǎn)率（收率高）：反應(yīng)產(chǎn)物單一，副產(chǎn)物易分離（2）合成路線短：1896年顛茄酮合成路線多達(dá)21步，總收率只有0.5%（3）溫和的反應(yīng)條件：操作簡(jiǎn)便（4）優(yōu)異的反應(yīng)選擇性，包括化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和立體選擇性等（5）能源消耗低:節(jié)能經(jīng)濟(jì)（6）易于獲得的反應(yīng)起始原料：來(lái)源豐富、價(jià)廉易得（7）盡可能是化學(xué)計(jì)量反應(yīng)向催化循環(huán)反應(yīng)發(fā)展：原子經(jīng)濟(jì)學(xué)說(shuō)（反應(yīng)物的原子數(shù)目最大地進(jìn)入產(chǎn)物）（8）對(duì)環(huán)境污染盡量少：綠色合成化學(xué)，ISO14000認(rèn)證合理的反應(yīng)設(shè)計(jì)、高效率高選擇性的反應(yīng)和零廢物排放精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論合成路線的選擇原則：

1、原料是否易得

2、操作是否易行

3、總收率是否最高

4、環(huán)境是否友好

5、經(jīng)濟(jì)是否合理1996年，美國(guó)斯坦福大學(xué)Wender教授對(duì)理想的有機(jī)合成提出了完整的定義：一種理想的（最終是實(shí)效的）合成是指用簡(jiǎn)單的、安全的、環(huán)境友好的、資源有效的操作，快速定量地把價(jià)廉、易得的起始原料轉(zhuǎn)化為天然或設(shè)計(jì)的目標(biāo)分子。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)有機(jī)合成路線的綜合評(píng)價(jià)易于工業(yè)化生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成簡(jiǎn)要發(fā)展歷史

1845年柯?tīng)柌℉.Kolbe）合成了醋酸，1854年柏賽羅（M.Berthelot）合成了油脂等。“生命力”說(shuō)才徹底被打破。有機(jī)合成開(kāi)始形成雛形，并逐漸受到人類的重視。

F.W?hler

1828年韋勒偶然由加熱氰酸銨得到尿素，被認(rèn)為是有機(jī)合成的第一人。有機(jī)合成的形成初期精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論尿素的合成，否定了原生命力學(xué)說(shuō)，肯定了有機(jī)物可以人工合成；有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的建立，三個(gè)中心內(nèi)容：碳的四價(jià)和成鍵、苯的結(jié)構(gòu)、碳價(jià)鍵的正四面體構(gòu)型。該時(shí)期的有機(jī)合成主要以無(wú)機(jī)反應(yīng)為模板，把無(wú)機(jī)反應(yīng)的模式在有機(jī)合成中套用。英國(guó)18歲的Perkin第一個(gè)人工合成苯胺紫染料；德國(guó)Willstatter第一個(gè)合成顛茄酮，并獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。初創(chuàng)期（19世紀(jì)~20世紀(jì)前半葉）精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論煤焦油合成時(shí)代1856年帕金（W.H.Perkin)合成苯胺紫1868年合成第一個(gè)人造香料香豆素。1868年格雷貝（C.Graebe)合成茜素1877年勒克合成酚酞1878年拜耳（A.V.Baeyer)合成靛藍(lán)

十九世紀(jì)中后期，從煤焦油中合成出許多染料和藥品來(lái)，進(jìn)入了一個(gè)稱之為“煤焦油合成時(shí)代”的時(shí)期。靛藍(lán)酚酞茜素苯胺紫香豆素精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成的全方位飛速發(fā)展時(shí)代到二十世紀(jì)上半葉，石油的利用和石油化工的發(fā)展，使得有機(jī)合成有了一個(gè)更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，到了一個(gè)全方位的飛速發(fā)展時(shí)代。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成藝術(shù)時(shí)代以RobertBurnsWoodward為代表的有機(jī)合成藝術(shù)時(shí)代。血紅素吡哆醇VB6奎寧葉綠素秋水仙素青霉素馬萘雌酮雪松醇嗎啡利血平馬錢子堿可的松托品酮樟腦萜品醇精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論藝術(shù)期（20世紀(jì)40~60年代）出現(xiàn)了許多復(fù)雜分子的高度精巧的合成方法。有機(jī)合成沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的公式可以遵循，它和個(gè)人的技巧、經(jīng)驗(yàn)和熟練程度很有關(guān)系。印度化學(xué)家NityaAnand說(shuō)：把有機(jī)合成和繪畫(huà)雕刻、音樂(lè)相比擬，應(yīng)當(dāng)作為一種藝術(shù)看待；美國(guó)化學(xué)家Woodward說(shuō)：有機(jī)合成中有激動(dòng)、有探險(xiǎn)、也有挑戰(zhàn)，也可包含著偉大的藝術(shù)，僅這些也足以令人贊嘆。

我國(guó)的黃鳴龍反應(yīng)、結(jié)晶牛胰島素的全合成、砷葉立德試劑的研究和應(yīng)用精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成技術(shù)性時(shí)代以Corey為代表的有機(jī)合成技術(shù)性時(shí)代

在一百多年中，有機(jī)合成的發(fā)展，體現(xiàn)為在“老的自然界”旁邊，人類再放進(jìn)一個(gè)“新的自然界”。EliasJamesCorey

精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論科學(xué)與藝術(shù)融合期（20世紀(jì)60~90年代）提出了有機(jī)合成設(shè)計(jì)和有機(jī)合成策略：美國(guó)哈佛大學(xué)J.Corey提出了反合成分析概念（從合成的目標(biāo)分子出發(fā)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征和對(duì)合成反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行邏輯分析，并利用其經(jīng)驗(yàn)和推理藝術(shù)，最后設(shè)計(jì)出巧妙的合成路線）。Kishi小組合成了劇毒的海葵毒素——被稱為有機(jī)合成中的珠穆朗瑪峰；我國(guó)中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所所全合成了青蒿素——中國(guó)天然產(chǎn)物全合成的代表作（抗瘧疾藥物）精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

?？舅厥且粋€(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然產(chǎn)物，分子式是C129H223N3O54,有64個(gè)手性中心和7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵，可能的異構(gòu)體是271。是迄今已知的最毒物質(zhì)之一。它的合成被譽(yù)為有機(jī)合成的珠穆朗瑪峰。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論C129H223N3O54,分子量2680，64個(gè)手性中心精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論創(chuàng)造新功能分子期（20世紀(jì)90年代后）有機(jī)合成的研究目標(biāo)從天然產(chǎn)物向類天然產(chǎn)物的“非天然產(chǎn)物”及類似物方向發(fā)展。有機(jī)合成選擇生命科學(xué)中的重要物質(zhì)作為合成對(duì)象；——仿生合成以生物方法用于有機(jī)合成；有機(jī)合成與生物方法巧妙結(jié)合產(chǎn)生一些全新的分支領(lǐng)域。如生物芯片、有機(jī)功能材料等精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論從NobelPrize看

有機(jī)合成的發(fā)展和成就Noble化學(xué)獎(jiǎng)，表彰世界上在化學(xué)領(lǐng)域中做出做出卓越貢獻(xiàn)的化學(xué)家。Noble化學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)成果，彰顯著人類在化學(xué)學(xué)科取得的最重要的研究成就，比較完整地體現(xiàn)了化學(xué)發(fā)展的水準(zhǔn)和脈絡(luò)。1901~2011，共104次頒獎(jiǎng),165位化學(xué)家獲此殊榮。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論NobelPrize彰示著有機(jī)合成的發(fā)展和成就葛君,圖書(shū)館理論與實(shí)踐,2004,(2),55.王智民,化學(xué)通報(bào)

,2004,67,w008.包括2005年的獲獎(jiǎng)?wù)咭练颉ばとf(wàn)(YvesChauvin)、羅伯特·格拉布(RobertH.Grubbs)、理查德·施羅克(RichardR.Schrock)，有機(jī)合成化學(xué)學(xué)科共43人獲獎(jiǎng)27次，獲獎(jiǎng)?lì)l率27.5%。大多數(shù)獲獎(jiǎng)?wù)叨际且驗(yàn)榛蛘咧饕驗(yàn)榻艹龅暮铣晒ぷ鞫@獎(jiǎng)的，所以說(shuō)，從Noble化學(xué)獎(jiǎng)可以清楚地看到有機(jī)合成發(fā)展軌跡。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論1.有機(jī)合成成就從開(kāi)始授獎(jiǎng)就非常受重視。HermannEmilFischer（德）1902年，制出糖及嘌呤衍生物,奠定了生物化學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ).JohannFriedrichWilhelmAdolfvonBaeyer（德）1905年，對(duì)有機(jī)染料和芳香族化合物的研究，1882年合成靛藍(lán)。OttoWallach（德）1910年，對(duì)脂環(huán)(族)化學(xué)的研究,既研究萜烯,包括樟腦以及香精油的其它成份，化學(xué)工業(yè)的先驅(qū)。參考：1901-2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)呋仡橻1901年]

J.H.范特·霍夫（荷蘭人）發(fā)現(xiàn)溶液中化學(xué)動(dòng)力學(xué)法則和滲透壓規(guī)律精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論2.天然復(fù)雜具有生物功能化合物的合成RichardMartinWillst?tter（德）1915年，植物色素及葉綠素，天然產(chǎn)物中的第一個(gè)化學(xué)獎(jiǎng)。HansFischer（德）1930年，血紅素合成。葉綠素的結(jié)構(gòu)確定，他去世時(shí),幾乎已完成了它的全合成WalterNormanHaworth（德）1937年，碳水化合物化學(xué),確定了葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu),是第一個(gè)合成維生素C的人。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論2.天然復(fù)雜具有生物功能化合物的合成AdolfFriedrichJohannButenandt（德）LeopoldRuzicka（瑞士）1939年，分別以雌素酮、孕甾酮和雄甾酮等性激素的分離和雄甾酮和睪丸激素的合成。SirRobertRobinson（英）(1886～1975)1947年，生物堿的研究,類固醇激素合成。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論2.天然復(fù)雜具有生物功能化合物的合成VincentduVigneaud（美)1955年，合成了后葉加(血)壓素和后葉催產(chǎn)素這兩個(gè)多肽激素。Lord(AlexanderR.)Todd（英）1957年，合成了活細(xì)胞中的主要能量載體ATP和ADP。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論2.天然復(fù)雜具有生物功能化合物的合成RobertBurnsWoodward

（美）（1917——1979）1965年，"forhisoutstandingachievementsintheartoforganicsynthesis"Woodward被看作是現(xiàn)代有機(jī)合成藝術(shù)的創(chuàng)始人(現(xiàn)代有機(jī)合成之父）,他設(shè)計(jì)并全合成了許多復(fù)雜的天然產(chǎn)物,如番木鱉堿(strychnine)、

青霉素(Penicillin)、利血平(reserpine)、膽固醇、葉綠素和維生素B12等。從中，獨(dú)創(chuàng)許多新的成鍵方法和策略，以及對(duì)于極其困難的合成問(wèn)題的解決方法和對(duì)其生物合成方法的考慮和推測(cè)，以及發(fā)現(xiàn)了Woodward和Hoffman定律。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論有機(jī)合成的里程碑

---VB12的全合成

維生素B12,氰鈷胺素,分子式

C63H90N14O14PCo,含有9個(gè)C*，具有512個(gè)立體異構(gòu)體。存在于動(dòng)物肝臟中，是治療抗惡性貧血的藥物。1948年才分出了純的暗紅色B12晶體，1954年確定結(jié)構(gòu)。

Woodward、瑞士埃申莫塞（A.Escheni11oser）率領(lǐng)14個(gè)國(guó)家的110位化學(xué)家開(kāi)始了VB12全合成工作，歷時(shí)11年，終于在他謝世前幾年的1972年完成了復(fù)雜的VB12的合成工作。

TheremarkablesynthesisofvitaminB12byEschenmoserandWoodwardmarksthestartofthemodernnaturalproductsynthesis.Beforethiswork,organicsynthesiswasperformedprimarilytonaildownthestructureofparticularmolecules.Thesynthesistook11yearsandinvolvedmorethan90separatereactionsperformedbyover100co-workers.ThestereochemicalpuzzlesinvolvedinthesynthesisledtotheWoodward-Hoffmanrules,whichspellouthowtheelectronicstructuresofmoleculesreorganizeduringreactions.ThevitaminB12synthesisrevolutionizedtheoreticalchemistry,andtheWoodward-Hoffmanrulespavedthewaytotheuseoforbitaltheorybythechemicalcommunity.I.E.Markó,TheArtofTotalSynthesis.Science,2001,294(30),1842-1843.精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論2.天然復(fù)雜具有生物功能化合物的合成復(fù)雜天然分子的全合成是有機(jī)合成化學(xué)中最傳統(tǒng)也是最具挑戰(zhàn)性的分支之一。這化學(xué)工作者們提供了一個(gè)展示聰明才智、膽略魄力和合成技巧的理想舞臺(tái)。伍貽康吳毓林,有機(jī)合成新世紀(jì)---有機(jī)合成近年進(jìn)展鑒賞,化學(xué)進(jìn)展,2007,19(1),6-34精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論

纖維素模擬物中間體的合成FuyiZhang,AndreaVasella,CarbohydrateRes.,

2007,342,2546-2556精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論纖維素模擬物中間體的合成FuyiZhang,AndreaVasella,CarbohydrateRes.,

2007,342,2546-2556精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論3.新型結(jié)構(gòu)并具有特殊功能化合物的合成ErnstOttoFischer

（德）GeoffreyWilkinson

（英）1973年，全新金屬有機(jī)夾心化合物，二茂鐵。DonaldJ.Cram

（美）Jean-MarieLehn

（法）CharlesJ.Pedersen

（美）1987年，“洞狀”和“籠狀”有機(jī)化合物，冠醚。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論3.新型結(jié)構(gòu)并具有特殊功能化合物的合成RobertF.Curl（美）1996年，富勒烯（Fullerene,C60)的發(fā)現(xiàn)。HidekiShirakawa

（日）2000年，有機(jī)導(dǎo)電材料

RichardE.Smalley

（美）Jr.

SirHaroldW.Kroto（英）AlanJ.Heeger（美）AlanG.MacDiarmid（美）精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論富勒烯研究

Awidevarietyofchemicallymodifiedfullereneshavebeensynthesizedandoutstandingstructural,magnetic,superconducting,electrochemical,andphotophysicalpropertiesreported.AnewinterdisciplinaryfieldinwhichC60-basedpolymersshouldfurnishunprecedentedmaterialsinwhichtheintegrationoffullerenesasaphoto-andelectroactivebuildingblocksintothepolymerstructureshouldresultinnewpropertiesfordevelopmentofrealisticapplications.Inthisregard,20yearsafterthediscoveryoffullerenes,thescientificcommunityislookingforrealapplicationsofthenewcarbonallotropes.

---F.Giacalone,N.Martín,FullerenePolymers:SynthesisandProperties.Chem.Rev.2006,106,5136-5190.精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論4.新有機(jī)合成方法

A.金屬參與的有機(jī)反應(yīng)—格氏反應(yīng)和催化氫化VictorGrignard(法）1912年，格氏試劑及參與的反應(yīng)。PaulSabatier（法）1912年，在金屬催化劑存在下使有機(jī)化合物氫化的方法。合成方法是進(jìn)行有機(jī)合成的工具，新的、能夠有效、特效促進(jìn)有機(jī)反應(yīng)的方法，歷來(lái)是有機(jī)化學(xué)的重要研究領(lǐng)域。二人是第一次因在有機(jī)合成方法學(xué)中的先驅(qū)工作而獲得化學(xué)獎(jiǎng)，同時(shí)也開(kāi)辟了金屬化合物參與有機(jī)反應(yīng)的新領(lǐng)域，也是金屬有機(jī)化學(xué)的開(kāi)辟者。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論4.新合成方法

A.金屬參與的有機(jī)反應(yīng)——聚合反應(yīng)KarlZiegler（德）GiulioNatta

（意）有機(jī)金屬化合物(Ziegler-Natta催化劑)引發(fā)聚合反應(yīng)和證明能產(chǎn)生高度規(guī)整的三維結(jié)構(gòu)高分子而獲化學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)技術(shù)使高分子合成材料進(jìn)入新的發(fā)展階段，同時(shí)也開(kāi)辟了金屬化合物催化有機(jī)反應(yīng)的新領(lǐng)域。1963年，高聚物技術(shù)。精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論4.新合成方法

A.金屬參與的有機(jī)反應(yīng)—不對(duì)稱合成1JohnWarcupCornforth(英））VladimirPrelog

（瑞士）

立體選擇性、專一性反應(yīng)的開(kāi)創(chuàng)性工作，為認(rèn)識(shí)酶催化反應(yīng)和不對(duì)稱合成技術(shù)的開(kāi)發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。1975年，酶促反應(yīng)和不對(duì)稱反應(yīng)。Prelog規(guī)律：精細(xì)化學(xué)品合成原理-第1章-緒論4.新合成方法

A.金屬參與的有機(jī)反應(yīng)—不對(duì)稱合成2

開(kāi)創(chuàng)了手性有機(jī)金屬化合物催化高對(duì)映選擇性的不對(duì)稱合成技術(shù)，并且實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用