基本有机化学工业的原料31页PPT

16
合成路线：
浓 HNO3
浓H2SO4
Br
H2 Fe NO2
NH2 Br
Br2
NaNO2 H3PO2
Br
Br H2SO4 H2O
Br
Br
NH2
17
例四：用苯和二个或二个碳以下的有机原料和无机试剂合成：
OH + N Cl-
逆合成分析：
OH + N Cl-
O
N
OH N
O + HCHO + HN(CH3)2
H+
CH2OH
32
例十一 用苯，苯甲酸和五个碳以下的简单有机原料合成：
Ph O
O Ph
33
逆合成分析：
Ph O
O
Ph CHO
+ PhCH2CH2MgBr
OH Ph
CH2OH
PhCH2CH2Br
Br + CH2O
PhCH2CH2OH
O PhMgBr +
34
合成路线:
Br2
Mg Br anhydrous
7
（3） 碳架的重组；
碳架重组的反应是各种重排反应，包括： *1 Wegner-Meerwein 重排； *2 频哪醇 (Pinacol) 重排； *3 异丙苯氧化重排； *4 Bechmann 重排； *5 Favosky 重排； *6 Baeyer-Villiger 氧化重排； *7 Hofmann 重排; *8 联苯胺重排; *9 Benzilic acid重排;
H2O OH
Br Mg/I2
无水醚
H+
O CH3I O
O
OH
23
例七 用不超过二个碳的简单有机原料或苯合成下列化合物： O

CREATE TOGETHER
DOCS
DOCS SMART CREATE
有机化工原料研究与应用
01
有机化工原料的基本概念与分类
有机化工原料的定义与来源
有机化工原料是指以碳为主要元素， 通过碳与其他元素（如氢、氧、氮等）
之间的共价键结合而成的化合物
有机化工原料在工业生 产中具有广泛的应用， 如制药、农药、染料、
有机化工原料产业的环境友好与可持续发展ห้องสมุดไป่ตู้略
环境友好策略
• 发展清洁生产技术，降低污染物排放 • 提高资源利用率，减少废弃物产生 • 加强环境监测，及时发现和解决环境污染问题
可持续发展策略
• 加强有机化工原料的毒性研究，提高安全性评估水平 • 提高有机化工原料生产过程中的安全防护措施 • 加强有机化工原料的安全培训和宣传教育
有机化工原料环保与安全性问题的解决方案
环保措施
• 采用清洁生产技术，降低污染物排放 • 提高资源利用率，减少废弃物产生 • 加强环境监测，及时发现和解决环境污染问题
安全性措施
• 加强有机化工原料的毒性研究，提高安全性评估水平 • 提高有机化工原料生产过程中的安全防护措施 • 加强有机化工原料的安全培训和宣传教育
按应用领域分类
• 医药原料：如抗生素、抗病毒药 物等 • 农药原料：如杀虫剂、除草剂等 • 染料原料：如酸性染料、活性染 料等 • 涂料原料：如醇酸树脂、丙烯酸 树脂等 • 橡胶原料：如丁苯橡胶、顺丁橡 胶等
有机化工原料的应用领域
• 制药领域 • 抗生素：如青霉素、链霉素等 • 抗病毒药物：如利巴韦林、阿昔洛韦等 • 抗肿瘤药物：如紫杉醇、长春瑞滨等
• 橡胶领域 • 丁苯橡胶：如丁苯橡胶101、丁苯橡胶102等 • 顺丁橡胶：如顺丁橡胶BR9000、顺丁橡胶BR9200等

高效合成策略
研究者不断探索更加高效、快速的合成策略，以提高有机合成的效 率和产率，缩短合成路线。
生物催化与转化
利用酶作为催化剂进行有机合成，具有高选择性、高活性和环保的 优点，是当前研究的热点之一。
有机合成面临的挑战
01
02
03
合成路线的复杂性
有机合成涉及众多反应步 骤和条件，如何设计简洁 、高效的合成路线是关键 问题。
产物分离与纯化
在有机合成中，产物往往 与副产物和原料混合在一 起，如何高效地进行分离 和纯化是一个难题。
催化剂的研发
设计高效、稳定且环保的 催化剂是有机合成的核心 问题之一，需要不断进行 研究和改进。
有机合成的未来展望
新反应、新方法的探索
01
随着科学技术的不断发展，未来将有更多新反应、新方法被发
现和开发，推动有机合成的进步。
ERA
有机合成的定义
有机合成是指在有机化学理论 指导下，利用有机反应将简单 有机物或无机物转化为复杂有 机物的进程。
有机合成涉及多种反应类型， 如加成反应、取代反应、消去 反应、氧化还原反应等。
有机合成遵循原子经济性原则 ，旨在实现高效、环保的物质 转化。
有机合成的重要性
有机合成是化学工业的重要支柱，为医药、农药、染料、香料等领域提供关键中间 体和原料。
材料都符合质量标准，并依照正确的比例进行配制。
02
实验场地准备
确保实验场地安全、整洁，透风良好，并配备相应的消防设施。同时，
应远离易燃、易爆物品，并确保电源稳定。
03
实验人员准备
实验人员应具备相应的有机化学知识和实验技能，熟悉实验操作流程和
注意事项。在实验前，应穿着好个人防护装备，如实验服、化学防护眼

2–丁烯
H3C C
C CH3
H
H
顺–2–丁烯
b.p: 3.7℃
H3C C
H C
H
CH3
反–2–丁烯 b.p: 0.9 ℃
第13页，共95页。
反–2–丁烯
顺–2–丁烯 图 3.6 2–丁烯顺反异构体的模型
第14页，共95页。
构型和构象都是用来描述分子 中各原子或基团在空间的不同的 排列，但，其涵义不同。
选择含碳碳双键在内的连续最长碳链作为母 体，根据其碳原子的个数称“某烯”。
• 编号
使碳碳双键的编号最小；即碳原子的编号从距离双键 最近的一端开始。
• 指出取代基的位次、数目、名称 此步骤与烷烃同。
• 当碳原子数超过10时，称“某碳烯”。
CH3CH2
C CH3CH2CH2
C
H H
2–乙基–1–戊烯
CH3
第27页，共95页。
1、加成反应 通式：
CC +
Y--Z
1、1个π 键 2个σ键； 2、sp2杂化的碳 sp3杂化的碳； 3、构型的改变：平面 四面体。
CC YZ
第28页，共95页。
(1) 烯烃的催化氢化（还原反应）
烯烃在催化剂存在下，与氢气进行加成反 应，生成烷烃：
CC
+
H2
催化剂 室温
HH CC
有机化学课件第四版详解演示 文稿
第1页，共95页。
优选有机化学课件第四版
第2页，共95页。
3-1 烯烃的结构
一、碳碳双键的组成
基态
激发态
2p
2p
sp2 杂化态
2p
sp2
2s
2s
1s
1s

卤代烃多为无色或浅色液体，具有特殊的气味。它们的密度一般比水大，难溶于水，易溶 于有机溶剂。
卤代烃的化学性质
卤代烃在碱性条件下可发生水解反应，生成相应的醇和卤化氢。此外，卤代烃还可发生消 去反应、取代反应等。
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醇、酚、醚
2024/1/27
醇
醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同，醇可分为 伯醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性，能与水形成氢键，因此易溶于水。醇可发生氧化反应、酯化反应等。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代而成的化合物。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。酚还可发生氧化反应、 取代反应等。
醚
醚是由醇或酚的羟基中的氢被烷基或芳基取代而成的化合物。醚具有较好的化学稳定性，不易被氧化。 醚可发生开环反应、取代反应等。
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醛、酮、醌
醛
醛是羰基碳与两个氢和另一个烃 基相连的化合物。醛具有较强的 还原性，易被氧化为羧酸。醛可 发生银镜反应、斐林反应等特征 反应。
IUPAC命名法
国际纯粹与应用化学联合 会制定的有机化合物命名 规则，具有通用性和规范 性。
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03
烃类化合物
2024/1/27
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烷烃
烷烃的通式与命名
介绍烷烃的通式、命名原则及常 见烷烃的名称。
烷烃的结构与性质
阐述烷烃的结构特点，包括碳原 子的杂化方式、分子构型等，以 及烷烃的物理性质和化学性质， 如熔沸点、密度、溶解性、稳定
炔烃的来源与制备
介绍炔烃在自然界中的存在形式、工业制备方法及实验室 合成方法。
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芳香烃
芳香烃的通式与命名
介绍芳香烃的通式、命名原则及常见芳香烃的名称。

（二）天然气及其利用




天然气是埋藏在地下的主要含甲烷的可燃性气体。 21世纪被人们称为天然气时代，天然气不仅作为一种清洁优 质的能源，而且也是一种重要的化工原料。 根据天然气的组成可将天然气分为干气和湿气。 干气主要成分是甲烷，其次还有少量的乙烷、丙烷和丁烷及 更重的烃，也会有CO2、N2、H2S和NH3等。对它稍加压缩不 会有液体产生，故称为干气； 湿气除甲烷和乙烷等低碳烷烃外，还含有少量轻汽油，对它 稍加压缩就有称为凝析油的液态烃析出来，故称为湿气。 干气是生产合成氨和甲醇的重要化工原料。 湿气中C2以上烃类含量高，这些烃类都是热裂解制低级烯烃 的优质原料。
利ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用
1.煤的焦化（或高温干馏） 在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、 粗苯和焦炉气。其中在煤焦油中可获得萘，在粗苯中可得到苯、 甲苯、二甲苯等。 2.煤的气化 煤气化是以煤或煤焦油为原料，以氧气、水蒸汽等做气化剂 在高温下通过化学反应把煤或煤焦油转化为含氢、一氧化碳等气 体的过程。 由氢和一氧化碳等气体组成的混合物称为合成气。 合成气是一种重要的化工原料，除用于生产合成氨外，还可生产 有机化工产品，如甲醇等。
（1）单程转化率
单程转化率＝ ×100%


＝
×100%
例0－1以乙烷为裂解原料生产乙烯，在一定的生产条件下， 通入裂解炉的乙烷量为7000kg/h，反应后，尾气中含乙烷 2450kg/h，求乙烷的转化率。 解：单程转化率＝

×100% ×100%
＝

＝65%
（2）总转化率

对于有循环和旁路的生产过程，常用总转化率。 总转化率＝ ×100%

4. 加氢裂化

煤大分子模型煤及其化工利用煤及其化工利用煤炭煤炭三类煤岩显微组分与四种宏观成分之间的关系煤及其化工利用煤及其化工利用煤炭煤炭选煤厂加工环节原煤准备洗煤脱水煤泥精选回收洗水澄清生产技术检查产品运销尽量与空气隔绝防止风化水分气温煤风化发热量少热加工产率低粘结性坏火焰短煤堆通风散热煤及其化工利用煤及其化工利用煤炭煤炭矿井原煤受煤设施入厂原煤筛分装运破碎或经原煤质量均匀化设施入洗原煤洗选和脱水块精煤末精煤煤泥水总精煤装运煤泥回收及洗水澄清循环水浮选精煤脱水或干燥浮选尾煤装运损失选煤厂常用的加工程序图原煤预处理燃烧气化液化炼焦成型精燃料低热值煤气合成气残渣燃料化学品冶金焦煤及其化工利用煤及其化工利用煤炭煤炭提高煤岩使用过程废弃物综合利用煤及其化工利用煤及其化工利用煤炭煤炭煤及其化工利用煤及其化工利用煤炭煤炭煤干馏coalcarbonization是在隔绝空气条件下加热煤使其分解生成焦炭煤焦油粗苯和焦炉气的过程
无烟煤
煤
炭
煤及其化工利用 ——煤炭

岩相组成：通过对煤的颜色、光泽、断口 来确定。 对其研究，可指导工业生产，指导煤炭分 类及炼焦配煤。
H2 OH OH H2 H2 CH2 CH2 N CH2
CH
C
Given:煤大分子模型
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 H3C N H2 H2
OH
O H2
煤及其化工利用 ——煤炭
2、原油的精馏




原油精馏塔一般为带外部汽提 装置的复杂塔。 原油由第一段中部进入，塔底 分出重油，汽油、柴油、煤油 在这一段被蒸出。 在塔的第二段被分离成沸点不 同的重柴油、轻柴油等油品。 提馏段操作是在外部塔中进行 的。 第三段底部分离出煤油，汽油 从塔顶蒸出。
2.1常减压精馏装置及流程

加深对有机化学理论知识的理解
通过实验现象的观察和分析，帮助学生加深对有 机化学理论知识的理解和应用。
பைடு நூலகம்
3
培养学生独立思考和创新能力
鼓励学生自主设计实验方案，培养其独立思考和 创新能力，为未来的科研和工作打下基础。
课程安排与实验内容概述
课程安排
介绍课程的整体安排，包括实验次数 、时间、地点等。
实验内容概述
讲解产物鉴定的常用手段， 如红外光谱、核磁共振谱、 质谱等，以及各手段的原理
和应用。
演示如何使用专业软件对谱图 进行解析和数据处理。
数据分析与结果讨论
01
分析实验数据，包括产物的纯度、收率、光谱数据 等，评估实验效果。
02
讨论实验结果与理论预期的差异，分析可能的原因 和改进措施。
03
总结实验经验教训，提出改进实验方案或优化实验 条件的建议。
应用
红外光谱可用于鉴定有机化合物的官能团和化学键类型，如 羰基、羟基、胺基等。此外，还可用于研究反应机理、确定 异构体结构等。
核磁共振（NMR）原理及应用
原理
核磁共振利用核自旋磁矩在外加磁场中的能级分裂和跃迁产生的信号进行分析。 当外加射频场的频率与核自旋的进动频率相同时，核自旋将发生共振吸收现象。
谱图解析技术升级
未来谱图解析技术将更加智能化和自动化，提高解析的准确性和效率，例如基于深度学习 的谱图解析算法等。
有机化学与其他学科的交叉融合
有机化学将与材料科学、生物医学等学科更加紧密地结合，创造出更多具有应用前景的新 型材料和药物。
THANKS
感谢观看
简要介绍每个实验的目的、原理、步 骤和注意事项，帮助学生了解实验的 整体流程和重点。
实验室安全规范及应急处理

目前，我国化学加工业需要进一步优化产业结构，努 力提高产品质量，节能减排，降低生产成本，强化环境保 护，高度重视安全生产，建立现代企业制度，培养大批的 技术人才，继续走引进、消化、吸收、创新，重在创新上 下功夫的化学工业发展的思路，努力赶超世界先进水平。
化学工业出版社
化学工业的剪影
化学工业出版社
大型石化企业厂区
化学工业出版社
现代化学加工业
精细化工生产技术
在石油化工和高分子化工 发展的同时，为满足人们生活 的更高需求，产品批量小、品 种多、性能优良、附加值高的 精细化工也很快发展起来。如 在染料、农药、医药、涂料等 行业发展迅猛。
化学工业的发展重点之一 就是进一步综合利用资源，充 分、合理、有效地利用能源， 提高化工生产的精细化率和绿 色化水平。
化学工业大发展时期
20世纪初至40～50年代 合成氨、石油化工、高分子、精细
现代化学工业
Байду номын сангаас
20世纪60～70年代以来 超纯物质、新型材料
一、化学工业
化学工业又称化学加工工业，指利用化学反应改变物质结构、 成分、形态而生产化学品的制造工业。广义的化学加工工业 包括加工过程主要表现为化学反应过程的所有生化学工业又 称化学加工工业，指利用化学反应改变物质结构、成分、形 态广的狭企的一化工成分化而义所义业范般学业有庞学生的有的的围认工和机大工产化生化整时为业有化。业化学产学体大化按机合有、产学加部工。时学物物机有品工门业随小工化的化机品的工。则着，业学元工精的制业是行那应工素涉细元造包指政么介业品及化素工括“管这于，种的工构业加化理样上简并范、成大。 工 学 体 划 述 称 不 围 高体过工制分广无多较分可程业的是义机，广子分主部变不和化但，化为要”更科狭工有如工两表所，学义和机石、从化主二等产由生机产烯大现管化的的有化油食石学的产量这产化氯腈烯类为辖学。定机合炼品油加基品很些出工乙等、：化的工义化物制化、工本，大烃种产烯产苯无学那业之工的工工天得有此。类类品、品、机反部部间。数业等然到机类产繁，环。甲物应分所。虽量、等气的化产品多如氧苯化过行管然却石。、以工品经、由乙、学程业辖组十油煤碳产是过品乙烷二和等氢 品 有 各 种 烯 ，甲自化，机种各为由苯然合如化化异原丙、资物工学、料烯乙甲源及的合用进为烯醇出其基成途一原、（发衍础过广步料丙乙，生原程泛合生烯炔经物料可的成产、、过为，以有生丙丁萘） 如果考虑原料的来源和加工特点，化学工业则可分为石油化 工、煤化工、天然气化工等。

液化指煤经过化学加工转化为液体燃料的过程。可分为直接液化和间接液化。
直接液化是采用加氢方法使煤转化为液态烃，产物为人造石油。间接液化指预先制成合成气，然后通过催化剂转化为燃料。
含氢、甲烷、乙烯等
煤
低温干馏
焦炉煤气
低温煤焦油
酚类、烷烃、环烷烃等
半焦
气化
合成气
高温干馏
焦炉煤气
粗苯
02
01
02
根据沸程的不同，将石油分类
来源： 常减压蒸馏（一次加工）得到直馏汽油 催化/裂化重整（二次加工）得到催化汽油
柴油标号的依据是柴油的凝固点划分的
柴油的标号
一次加工和二次加工。一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏。
加工
一次加工仅将 原油切割成几个馏分，生产的燃料量有限，不能满足化工原料的要求。二次加工是对馏分油的化学加工，目的在于调整烃类的组成。
催化重整：在含铂催化剂作用下加热石脑油，使其中的烃类分子重整排列形成新分子的工艺过程。可提供三苯、高新烷值汽油等。主要发生的反应为环烷烃脱氢、烷烃脱氢环化等。
1. 生产过程
产品分离与精制
化学反应
原料预处理
达到所需状态和规格
反应类型、反应器
得到符合规格的产品 回收利用副产物
2. 工艺流程
将原料转变成化工产品。流程的组织需要用到推论分析、功能分析、形态分析等。
推论分析是从目标出发，寻找实现此目标的前提。以合成氨为例，由N2与H2合成氨这一目标，需要确定加热加压措施，选择或设计相应设备和反应器结构，寻求能达到任务纯度要求的原料气。再下一步寻求制造粗原料的工艺，最终找到以煤或天然气或渣油作为初始原料及其相应的制气工艺。
分离

40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
有机化学-烯--烃
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
ห้องสมุดไป่ตู้

第6章 有机化工的主要产品
氯乙烯 性质：
无色液体，具有微弱芳香气味，在空气中燃烧，可溶于 水及多数有机溶剂中。长期接触高浓度的氯乙烯，可引 起肝脾肿大、肝血管肉瘤。能聚合，与别的不饱和化合 物共聚。 用途：
聚氯乙烯：占塑料产量的第二位，仅次于聚乙烯。 硬聚氯乙烯：耐酸设备、管道、日用品。 软聚氯乙烯：电线、电缆的绝缘包皮。 聚氯乙烯薄膜：防雨包装材料及农业上的保护苗床。 聚氯乙烯纤维：滤布、工作服材料（耐酸、耐碱）
主要用于生产苯乙烯、对苯二甲酸、苯酚
芳烃系列主要产品
第6章 有机化工的主要产品
（6）前后滚翻、俯卧撑、仰卧起坐等垫上运动的项目，做动作时要严肃认真，不能打闹，以免发生扭伤。
有机化学工业的主要产品 师：大家看了美丽夜景的图片和温馨家庭的照片，这一切都离不开电。电能给生活和生产带来了极大的变革和便利。但电又是双刃剑
有机化工的主要产品
优选有机化工的主要产品
第6章 有机化工的主要产品
有机化学工业的原料 天然气：主要成分甲烷（少量乙烷、丙烷、丁烷，戊
烷、CO、氮气、氢气、硫化物等）。 石油：主要成分烷烃、环烷烃、芳香烃及少量的含氮、
氧、硫化合物。石油是有机化工的基础。 煤：通过液化、干馏可制得大量芳香类有机物，可以
第6章 有机化工的主要产品
聚乙烯（PE） 低密度聚乙烯(LDPE) 分子量：均分子量约为2.5×104~5×104， 密度：0.910~0.930 g/cm3 。 熔融指数(MI)：在标准的塑性计中加热到一定温度(一般
为190℃)，使聚乙烯树脂熔融后，承受一定的负荷 (一般为2160g)在10min内经过规定的孔径(2.09mm) 挤压出来的树脂重量克数。
料）。 （并解释“定时定量”）