《精细有机合成化学及工艺学》课程教学大纲

《精细有机合成化学及工艺学》课程教学大纲64学时4学分一、课程性质、目的和任务本课程是化学工程与工艺专业精细化工方向的主干课程，开课时间为第五学期，总学时64学时。本课程的目的是介绍精细化工的概况，重点讲解精细有机合成的基本理论及工艺学基础，精细有机合成单元反应的分类、主要反应历程，各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法等。通过学习，使学生能够了解精细化工在化工领域的地位和作用，以及精细有机合成单元反应的有关基础知识，精细化学品合成的过程及工艺条件，针对化合物的结构设计合成路线，为后续课程的学习和新产品研制和开发工作打下基础。二、教学基本要求（1）理解并重点掌握亲电取代和亲核取代反应的历程、溶剂化作用和相转移催化等基本理论知识。（2）重点掌握芳香族化合物的卤化、磺化、硝化、氢化和还原、重氮化和重氮基的转化、氨解、烃化、酰化、氧化、水解、环合等单元反应的反应历程、反应特点、影响因素及重要的生产实例。（3）一般掌握游离基反应历程、缩合反应、脂肪族化合物的硫酸酯化、烯烃的加成卤化、芳胺和酚的亚硝化等反应及生产实例。（4）了解精细化学品的分类、精细化工的特点和该领域的发展趋势。三、教学内容第1章绪论介绍精细化工的定义、特点、分类；精细化工在国民经济中的作用；有机精细化学品的分类；精细有机合成单元反应的定义和种类。第2章精细有机合成的理论基础概述：概括介绍精细有机合成的反应原理和历程。反应试剂的分类：极性试剂、游离基试剂。亲电取代反应：芳香族亲电取代反应历程、芳香族亲电取代反应定位规律。亲核取代反应：脂肪族和芳香族亲核取代反应历程、影响因素。第3章精细有机合成的工艺学基础概述：介绍精细有机合成的工艺学基础的概况。化学计量学：反应物的摩尔比、转化率、收率及选择性等概念。精细有机合成中的溶剂效应：溶剂的分类、专一性溶剂化作用对有机反应的影响、有机反应溶剂的使用和选择。相转移催化：相转移催化原理、相转移催化剂、影响因素及应用实例。第4章卤化概述：介绍卤化单元反应的定义、特点、重要性。重点介绍芳环上取代卤化反应：反应历程、反应动力学、卤化反应影响因素、典型卤化反应品种——氯苯的生产工艺。脂肪烃及芳环侧链的取代反应：反应历程、反应影响因素、典型卤化反应品种——氯化苄的生产工艺。第5章磺化和硫酸酯化概述：介绍磺化单元反应反应概况：磺化重要性、磺化剂。重点介绍芳香族磺化：主要磺化方法、磺化反应历程、磺化反应动力学、磺化反应影响因素、磺化生产工艺、磺化物的分离、典型磺化产品——萘磺酸及衍生物的生产。第6章硝化和亚硝化概述：介绍硝化反应的定义、特点、重要性。硝化反应历程：介绍均相硝化动力学及非均相硝化动力学。硝化反应工艺：重点介绍混酸硝化反应、绝热硝化反应工艺、硝化反应影响因素、硝化异构产物的分离。介绍典型硝化产品——硝基苯的生产工艺。亚硝化：酚类、胺类的亚硝化。第7章氢化和还原概述：介绍氢化反应的定义、分类、应用。重点介绍催化氢化、化学还原理论及工艺。催化氢化：液相及气相催化氢化及影响因素。在电解质溶液中的铁粉还原：反应历程及影响因素。硫化物还原：部分还原理论及工艺。一般介绍其它还原方法，如金属氢化物还原。第8章氧化概述：介绍氧化反应定义、分类、应用。重点介绍空气氧化、化学氧化法。空气氧化：空气液相氧化反应历程、氧化反应影响因素。重点产品制备，空气的气固相接触催化氧化，醛类、羧酸和酸酐类、蒽的氧化制蒽醌、氨氧化制腈等。化学氧化法：氧化剂类型、优缺点、主要品种介绍。第9章重氮化和重氮基的转化介绍重氮化反应的定义和特点、重氮化反应动力学、重氮化历程、重氮化影响因素及重氮化方法。重氮基的转化：重点介绍偶合反应的定义、特点、影响因素；重点介绍重氮基还原为芳肼。一般介绍重氮基的其他转化反应。第10章氨解和胺化概述：介绍氨解和胺化的定义、特点、氨化剂。芳环卤基的氨解：反应历程、氨化剂及催化剂的选择、典型品种——苯胺及硝基苯胺的制备。芳环羟基的氨解：重点介绍萘酚化合物的氨解、反应历程。介绍芳环磺酸基的氨解及芳环上氢的直接胺化。介绍醇羟基、羰基化合物、脂肪族卤素衍生物的氨解。第11章水解概述：水解反应的定义、特点、应用。卤素化合物的水解：重点讲解芳环卤基的水解，如卤苯的水解、硝基卤苯的水解、蒽醌环上卤素的水解。芳磺酸及其盐的水解：芳磺酸的酸性水解及碱性水解——芳磺酸的碱熔。一般介绍芳环上的硝基水解、氨基水解、酯基水解等。第12章烃化概述：介绍烃化反应的定义、分类、应用。重点介绍C-烃化、N-烃化和O-烃化反应。C-烃化：芳环的C-烃化反应历程、反应特点、催化剂，用烯烃、卤烷、醇类、醛类、酮类作烃化剂的烃化。主要生产实例介绍。N-烃化：芳环的N-烃化反应历程、反应特点、催化剂，用醇类、卤烷、酯类、环氧乙烷、烯烃、醛类、酮类作烃化剂的烃化。主要生产实例介绍。O-烃化：芳环的O-烃化反应历程、反应特点、催化剂，用醇类、卤烷、酯类、环氧乙烷、烯烃、醛类、酮类作烃化剂的烃化。主要生产实例介绍。第13章酰化概述：酰化反应的定义、特点及酰化剂介绍。重点介绍N-酰化、O-酰化和C-酰化。N-酰化：芳环的N-酰化反应历程、反应特点、胺类结构的影响，用羧酸、酸酐、酰卤、酰胺、羧酸酯、双乙烯酮作酰化剂的酰化。主要生产实例介绍。O-酰化：用羧酸、酸酐、酰卤作酰化剂的酰化，酯交换反应。主要生产实例介绍。C-酰化：用C-酰化制芳酮、C-甲酰化制芳醛、C-酰化制芳酸。主要生产实例介绍。第14章环合介绍环合类型及机理。重点介绍几个典型环合产品。如蒽醌及衍生物、吡啶及衍生物、吡啶酮及衍生物、喹啉及衍生物、吡唑酮、哌嗪、哌啶酮、氟氯嘧啶、苯并咪唑、三聚氯氰的制备及工艺。四、学时分配内容学时数，学时第一章绪论2第二章精细有机合成的理论基础6第三章精细有机合成的工艺学基础5第四章卤化5第五章磺化和硫酸酯化4第六章硝化和亚硝化4第七章氢化和还原4第八章重氮化和重氮基的转化4第九章氨解和胺化4第十章水解4第十一章烃化4第十二章酰化4第十三章氧化4第十四章环合2期中考试及试卷分析4总复习2其它2合计64