精细有机合成化学与工艺学（第二版）

本书以单元反应为体系，在综述精细有机合成的理论和新技术的基础上分章讨论有关单元反应的理论、影响因素和生产工艺，并有若干典型生产实例。主要单元反应包括：卤化、磺化和硫酸化、硝化和亚硝化、还原、氧化、重氮化和重氮盐的反应、氨基化、烃化、酰化、水解、缩合和环合。每章末附有若干习题、参考书目和大量参考文献。 本书适于作为普通高等学校精细化工、有机合成、石油化工及相关专业的教材，也可供从事有机合成的技术人员和科研人员参考。 为便于教学，本书了配备电子教学课件。如有需要者请与化工出版社责任编辑何丽联系：010-64918321，e-mail:heli201@126.com。

目 录

第1章绪论1

11精细化学品的释义1

12精细化学品的分类1

13精细化工的特点2

14精细化工在国民经济中的作用2

15精细有机合成的原料资源3

151煤3

152石油3

153天然气4

154动植物原料4

16本书的编写体系和讨论范围4

习题4

参考书目5

参考文献5

第2章精细有机合成基础6

21芳香族亲电取代的定位规律6

211反应历程6

212苯环上已有取代基的定位规律7

213苯环上取代定位规律8

214苯环上已有两个取代基时的定位

规律11

215萘环的取代定位规律13

216蒽醌环的取代定位规律14

22化学反应的计量学14

221反应物的摩尔比14

222限制反应物和过量反应物14

223过量百分数14

224转化率15

225选择性15

226理论收率15

227总收率16

228质量收率16

229原料消耗定额16

2210单程转化率和总转化率16

23化学反应器17

231间歇操作和连续操作17

232间歇操作反应器18

233液相连续反应器19

234气液相连续反应器21

235气固相接触催化连续反应器22

236气固液三相连续反应器24

24精细有机合成中的溶剂效应25

241溶剂的分类25

242“相似相溶”原则26

243电子对受体(EPA)溶剂和电子对

给体(EPD)溶剂26

244溶剂极性对反应速率的影响27

245有机反应中溶剂的使用和选择29

25气固相接触催化30

251催化剂的活性和寿命30

252催化剂的组成31

253催化剂的毒物、中毒和再生31

254催化剂的制备32

26相转移催化33

261相转移催化的基本原理33

262相转移催化剂34

263液固液三相相转移催化35

264相转移催化的应用35

27均相配位催化35

271过渡金属化学36

272均相配位催化剂36

273均相配位催化的基本反应37

274均相配位催化的优点39

275均相配位催化的局限性39

276均相配位催化剂的载体化40

277均相配位催化的工业应用40

28水相/有机相两相催化40

29杂多化合物催化41

291杂多酸(盐)的组成元素和

命名41

292杂多化合物的结构42

293杂多化合物的主要物理性质42

294杂多化合物在酸催化反应中的

应用43

295杂多酸在氧化还原反应中的

应用44

210分子筛催化剂44

211固体超强酸催化剂45

212不对称合成催化剂46

213生物催化有机合成47

214电解有机合成47

2141电解过程的基本反应47

2142电解过程的反应顺序48

2143电极反应的全过程48

2144电极界面（双电层）的结构49

2145电解有机合成特有的影响因素50

2146间接电解有机合成52

2147电解有机合成的优点52

2148电解有机合成的局限性52

2149电解有机合成的工业应用53

215光有机合成53

216微波促进54

217超临界流体在有机合成中的应用54

218液体离子对在有机反应中的应用55

219有机合成的其他新方法和新技术56

习题56

参考书目56

参考文献57

第3章卤化60

31概述60

311卤化剂60

312卤化热力学61

32芳环上的取代卤化62

321反应历程和催化剂62

322卤化动力学65

323氯化重要实例68

324溴化重要实例71

325碘化重要实例72

33羰基α氢的取代卤化73

331反应历程73

332催化剂73

333被卤化物结构的影响73

334三氯乙醛的制备74

335一氯乙酸的制备74

34芳环侧链α氢的取代卤化75

341反应历程75

342反应动力学76

343主要影响因素76

344反应器77

345重要实例77

35饱和烃的取代卤化78

351甲烷的氯化制各种氯甲烷78

352一氯甲烷的氯化制多氯甲烷79

353氯化石蜡79

36烯键α氢的取代卤化80

37卤素对双键的加成卤化80

371亲电加成卤化80

372自由基加成卤化82

38卤化氢对双键的加成卤化83

381亲电加成卤化83

382自由基加成卤化84

39置换卤化84

391卤原子置换羟基85

392氟原子置换氯原子87

393卤原子置换重氮基88

394氯原子置换硝基88

310电解氟化90

习题91

参考书目93

参考文献93

第4章磺化和硫酸化100

41芳环上的取代磺化100

411过量硫酸磺化法100

412共沸去水磺化法113

413芳伯胺的烘焙磺化法114

414氯磺酸磺化法115

415三氧化硫磺化法117

42α烯烃用三氧化硫的取代磺化120

421反应历程120

422磺化和老化的主要反应条件120

423老化液的中和与水解121

43高碳脂肪酸甲酯用三氧化硫的取代

磺化121

431反应历程和动力学121

432磺化和老化的主要反应条件122

44链烷烃用二氧化硫的磺氧化和磺

氯化122

441链烷烃的磺氧化122

442链烷烃的磺氯化123

45烯烃与亚硫酸盐的加成磺化123

46亚硫酸盐的置换磺化124

461牛磺酸的制备124

462苯胺25双磺酸（2氨基苯14

二磺酸）的制备125

463邻氨基苯磺酸的制备125

47烯烃的硫酸化125

471高碳α烯烃的硫酸化125

472低碳烯烃的硫酸化126

473不饱和脂肪酸酯的硫酸化126

48脂肪醇的硫酸化126

481高碳脂肪醇的硫酸化126

482低碳脂肪醇的硫酸化127

483羟基不饱和脂肪酸酯的硫酸化127

49聚氧乙烯醚的硫酸化128

习题128

参考书目130

参考文献130

第5章硝化和亚硝化135

51概述135

52硝化反应历程136

521硝化剂中的活泼质点136

522反应历程137

53混酸硝化137

531混酸硝化动力学137

532混酸的硝化能力138

533混酸硝化的影响因素141

534废酸处理143

535混酸硝化反应器143

536苯一硝化制硝基苯144

537其他生产实例146

54硫酸介质中的硝化147

541影响因素147

542生产实例147

55有机溶剂混酸硝化148

56在乙酐或乙酸中的硝化149

561葵子麝香149

5625硝基呋喃2丙烯酸149

5632羟基3氰基4甲氧甲基5硝

基6甲基吡啶150

5645硝基苊150

57稀硝酸硝化150

571反应历程150

572一般反应条件151

573重要实例151

58置换硝化法152

59亚硝化152

591酚类的亚硝化153

592芳仲胺的亚硝化153

593芳叔胺的亚硝化154

习题154

参考书目155

参考文献156

第6章还原160

61概述160

611还原反应的分类160

612不同官能团还原难易的比较160

613化学还原剂的种类161

62铁粉还原162

621反应历程162

622应用范围162

623铁粉还原的主要影响因素164

63锌粉还原165

631芳磺酰氯还原成芳亚磺酸165

632芳磺酰氯还原成硫酚165

633碳硫双键还原脱硫成亚甲基166

634羰基还原成羟基166

635羰基还原成亚甲基167

636硝基化合物还原成氧化偶氮、偶

氮和氢化偶氮化合物167

64硫化碱还原168

641硫化碱种类的选择168

642多硝基化合物的部分还原169

643硝基化合物的完全还原169

644对硝基甲苯还原氧化制对氨基苯

甲醛170

65亚硫酸盐还原170

66金属复氢化合物还原170

661四氢铝锂171

662四氢硼钠和四氢硼钾171

67催化氢化172

671催化氢化的方法172

672气固液非均相催化氢化的催

化剂173

673气固液非均相催化氢化的主要

影响因素174

674顺丁烯二酸酐的催化氢化175

675苯的催化氢化178

676硝基苯的催化氢化179

习题183

参考书目185

参考文献185

第7章氧化190

71空气液相氧化190

711反应历程190

712自动氧化的主要影响因素192

713空气液相氧化法的优缺点193

714烷基芳烃的氧化酸解制酚类193

715高碳烷烃的氧化制高碳脂肪

仲醇194

716环烷烃的氧化制环烷醇/酮混

合物194

717羧酸的制备195

718芳醛的制备196

72空气的气固相接触催化氧化196

721优点196

722醛类的制备197

723羧酸和酸酐的制备198

724氨氧化制腈类199

73化学氧化法199

731高锰酸钾和二氧化锰200

732硝酸200

733过氧化氢(双氧水)201

734有机过氧化物202

习题203

参考书目205

参考文献205

第8章重氮化和重氮盐的反应208

81概述208

82重氮化208

821反应历程208

822一般反应条件209

823重氮化方法210

824重氮化设备212

825重氮盐的结构212

83重氮盐的反应213

831重氮基还原成肼基213

832重氮基被氢置换——脱氨基

反应214

833重氮基被羟基置换——重氮盐的

水解215

834重氮基被卤原子置换216

835重氮基被氰基置换219

836重氮基被含硫基置换220

837重氮基被含碳基置换220

838重氮盐的偶合反应221

习题222

参考书目222

参考文献222

第9章氨基化224

91概述224

92氨基化剂224

921液氨224

922氨水225

93醇羟基的氨解225

931气固相接触催化脱水氨解226

932气固相临氢接触催化胺化

氢化227

933液相氨解227

94羰基化合物的胺化氢化228

95环氧烷类的加成胺化228

96脂肪族卤素衍生物的氨解229

961从二氯乙烷制亚乙基多胺类229

962从氯乙酸制氨基乙酸230

97芳环上卤基的氨解230

971反应历程230

972催化剂231

973影响因素231

974重要实例232

98芳环上羟基的氨解233

981苯系酚类的氨解233

982萘酚衍生物的氨解234

983羟基蒽醌的氨解235

99芳环上磺基的氨解235

910芳环上硝基的氨解236

911芳环上氢的直接胺化236

9111用羟胺的亲核胺化236

9112用羟胺的亲电胺化237

9113用氨基钠的胺化237

9114用氨的催化胺化237

习题237

参考书目238

参考文献238

第10章烃化240

101概述240

102N烃化240

1021用醇类的N烷化240

1022用卤烷的N烷化242

1023用酯类的N烷化243

1024用环氧化合物的N烷化244

1025用烯烃的N烷化245

1026用醛或酮的N烷化246

1027N芳基化（芳氨基化）247

103O烃化250

1031用醇类的O烷化250

1032用卤烷的O烷化250

1033用酯类的O烷化252

1034用环氧烷类的O烷化252

1035用醛类的O烷化254

1036用烯烃和炔烃的O烷化254

1037O芳基化（烷氧基化和芳氧

基化）255

104芳环上的C烷化256

1041烯烃对芳烃的C烷化256

1042烯烃对芳胺的C烷化259

1043烯烃对酚类的C烷化260

1044卤烷对芳环的C烷化261

1045醇对芳环的C烷化262

1046醛对芳环的C烷化263

1047酮对芳环的C烷化265

习题266

参考书目267

参考文献267

第11章酰化273

111概述273

1111酰化剂274

1112酰化剂的反应活性274

112N酰化275

1121反应历程275

1122胺类结构的影响275

1123用羧酸的N酰化275

1124用酸酐的N酰化276

1125用酰氯的N酰化278

1126用酰胺的N酰化282

1127用羧酸酯的N酰化283

1128用双乙烯酮的N酰化284

1129过渡性N酰化和酰氨基的

水解285

113O酰化（酯化）286

1131用羧酸的酯化286

1132用酸酐的酯化291

1133用酰氯的酯化292

1134用双乙烯酮的酯化294

1135用腈或酰胺的酯化294

1136酯交换法294

114C酰化295

1141C酰化制芳酮295

1142C甲酰化制芳醛300

1143C酰化制芳酸（C羧化）302

习题303

参考书目304

参考文献304

第12章水解309

121脂链上卤基的水解309

1211丙烯的氯化、水解制环氧

丙烷309

1212丙烯的氯化、水解制123丙三

醇（甘油）310

1213苯氯甲烷衍生物的水解311

122芳环上卤基的水解312

1221氯苯水解制苯酚312

1222硝基卤代苯的水解312

1223多氯苯的水解312

1224蒽醌环上卤基的水解312

123芳磺酸及其盐类的水解313

1231芳磺酸的酸性水解313

1232芳磺酸盐的碱性水解——

碱熔313

124芳环上氨基的水解316

1241氨基的酸性水解316

1242氨基的碱性水解317

1243氨基用亚硫酸氢钠水解317

125酯类的水解317

1251天然油脂的水解制高碳脂肪酸和

甘油317

1252甲酸甲酯的水解制甲酸318

1253乙二酸酯的水解制乙二酸319

126氰基的水解319

1261氰基水解成羧基319

1262氰基水解(亦称水合)成酰

氨基319

习题320

参考书目321

参考文献321

第13章缩合323

131概述323

1311脂链中亚甲基和甲基上的氢的

酸性323

1312一般反应历程324

132羟醛缩合反应324

1321催化剂324

1322一般反应历程324

1323醛醛缩合325

1324酮酮缩合327

1325醛酮交叉缩合328

133羧酸及其衍生物的缩合329

1331Perkin反应329

1332Knoevenagel反应330

1333酯酯Claisen缩合331

1334酮酯Claisen缩合332

1335Stobbe缩合332

1336Darzens缩合333

1337含亚甲基活泼氢化合物与卤烷的

C烷化反应333

习题334

参考书目335

参考文献335

第14章环合337

141概述337

142形成六元碳环的环合反应338

1421蒽醌及其衍生物的制备338

1422苯绕蒽酮的制备339

143形成含一个氧原子的杂环的环合

反应340

1431香豆素的制备340

14326甲基香豆素的制备341

14334羟基香豆素的制备341

144形成含一个氮原子的杂环的环合

反应341

1441N甲基2吡咯烷酮的制备341

1442吲哚及其衍生物的制备342

1443吡啶及3甲基吡啶的制备343

1444喹啉及其衍生物的制备345

145形成含两个氮原子的杂环的环合

反应346

1451哌嗪的制备346

1452吡嗪及其衍生物的制备347

1453吡唑酮衍生物的制备348

1454咪唑、苯并咪唑及其衍生物的

制备348

1455嘧啶及其衍生物的制备350

146形成含一个氮原子和一个硫原子的杂

环的环合反应351

1461噻唑衍生物的制备351

1462苯并噻唑衍生物的制备352

147嘌呤及其衍生物的制备353

148三聚氰酰氯的制备354

习题355

参考书目356

参考文献356