化工产品开发.doc

1. 化工产品开发的过程
科学选题，实验室小试，中试放大，工程设计，工业化生产
2. 有机化工原料的来源
有机化工原料分为基本有机化工原料、一般有机化工原料和有机中间体。
有机化工原料的来源有石油、天然气、煤和生物资源；有一部分是由碳一化学（CO）合成。

石油是有机化工原料的主要来源，从油田开采出来未经加工的石油称为原油，原油的主要成分是烃类（烷烃和环烷烃，个别产地还有芳香烃）。

天然气是蕴藏量丰富，最清洁而便利的优质能源。
甲烷是天然气的主要成分，可以用它经“蒸汽重整”得到合成气，进而经过碳一化学方法合成如甲醇、醋酸等。
乙烷也是天然气的成分，可用来生产乙烯。

煤(coal) 由含碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成。
从煤中得到有机化工原料主要有四条途径：
1、 煤加工成焦碳时得到的煤焦油馏分，可获得苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等数百种有机物质；
2、将煤转化成水煤气，从水煤气可以得到甲烷和用费-托法合成烃类；
3、煤加氢得到甲烷或类石油物质；
4、通过制成碳化钙将煤转化为乙炔。

生物资源
蜡和油脂广泛存在于动植物中，它们都是高级羧酸所形成的酯。
蜡的主要成分一般是含有偶数碳原子的高级脂肪酸和高级一元醇所组成的酯。工业上蜡用于制造蜡烛、香酯、软膏等。
油脂的主要成分一般是偶级碳原子的高级脂肪酸的甘油脂。在酸碱或酵素的催化下，油脂水解可得到甘油和羧酸（羧酸盐）。油脂进行水解时，所生成的高级脂肪酸盐就是肥皂。

3. 有机化工基本原料
乙烯、丙烯、丁烯、甲烷、苯、甲苯、二甲苯称为基本有机化工原料，是有机化学工业的基础。
乙烯
生产工艺： 现代乙烯工业生产工艺是以石油或天然气为原料，采用各种裂解技术，以生产高纯度的乙烯和丙烯，同时副产多种石油化工原料的工艺过程。
合成的产品

4. 丙烯
丙烯的来源主要有以下几个途径。
1、石油馏分的裂解
2、从炼油厂催化裂化装置回收
3、丙烷脱氢法
4、催化裂解法

5. 丁烯

6. 苯
苯的来源主要由石油化工制取；我国主要由炼焦副产制得，今后的发展，石油苯亦将占主要地位。

7. 甲苯
甲苯也像苯一样，一度由煤中获得，而现在则主要来自石油。
甲苯的重要用途是加氢脱烷化制苯，通过歧化反应得到苯和二甲苯的生产规模较小，再有一项用途便是制苯酚。
甲苯氧化得到的苯甲酸。
另一个重要反应是将甲苯转化成苯乙烯，发展此反应的目的是利用过剩的甲苯，但该路线尚未工业化。
甲苯作为涂料中大量采用的溶剂。
甲苯的另一重要用途是经硝化、还原，而后与光气反应制得混合2,4-与2,6-甲苯二异氰酸酯（TDI），TDI可用来合成聚氨基甲酸酯树脂。

8. 二甲苯

9. 甲烷
生产工艺
1、从天然气分离
2、从油田气分离
3、从焦炉气分离
4、从炼厂气分离
以甲烷为原料制化工产品，大量用于合成氨；
它是发展石油化工的重要原料。其利用途径为：经氨氧化可制氢氰酸，由此可制多种有机合成产品，如丙烯酸甲酯、三聚氯氰等；
经氯化可制一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷；

10. 新己烯

11. 氯甲烷 、二氯甲烷 、三氯甲烷 、四氯化碳

12. N-溴代丁二酰亚胺 简称NBS

13. 卤化物的合成
性能优良的阻燃剂和冷冻剂；新型表面活性剂；卤素化合物是重要的化工中间体。
合成方法
取代反应
烷烃的卤代

丙烯及烷基芳烃的α-卤代

醛酮的α-卤代

羧酸及其酯的α-卤代

芳烃的卤代

酚及酚醚的卤代
苯酚在惰性溶剂如四氯化碳中氯代或溴代时，若控制卤素的用量，可分别生成4-卤代苯酚，2,4-二卤苯酚，2,4,6-三卤苯酚。若在碱性水溶液中卤代，主要生成2,4,6-三卤苯酚。酚醚与氯气反应可以进行氯代。次氯酸钠更好！
苯胺的卤代

芳烃的氯甲基化

置换反应
醇的卤化
氯化
氯化剂：HCl-ZnCl2（H2SO4-NaCl），SOCl2，PCl3，PCl5
溴化
溴化剂：HBr（H2SO4-NaBr），PBr3
碘化
碘化剂：KI-H3PO4，I-P
卤代烃的卤素交换

金属有机化合物与卤素作用

磺酸酯与卤化钠作用

醚的裂解
氢溴酸或氢碘酸
醛酮与五氯化磷作用

羧酸及其盐与卤素作

加成反应
烯烃与卤素的加成

烯烃与卤化氢的加成

烯烃与次卤酸的加成

环氧乙烷与与卤化氢的加成

烯烃与氯代甲烷的加

缩合反应
醛、酮与α-卤代磷叶立德的缩合（Witting 反应）

醛、酮与氯代甲烷的加成

14. 醇和酚的合成
还原反应
醛酮的催化氢化

醛酮的化学还原 还原剂 氢化铝锂硼氢化钠

醛酮被醇铝还原

醛分子间氧化还原

环氧化合物的还原

羧酸及其衍生物的还原 油酯加氢 固体酯

酚的还原

加成反应
有机金属化合物与氧的加成

有机金属化合物与羰基化合物的加成

有机金属化合物与酯的加成
甲酸甲酯与格氏试剂反应生成对称的仲醇，而与高级的酸酯反应则生成叔醇
有机金属化合物与环氧化合物的加成

羰基化合物与亚硫酸氢钠的加成

羰基化合物与氰化氢的加成

烯烃的硼氢化-氧化

取代反应
（1）卤代氢水解
（2）酯的水解
（3）环氧化合物的水解
（4）磺酸基被羟基取代
（5）重氮基被羟基取代
（6）氨基被羟基取代
（7）醚的裂解

氧化反应
1）烷烃的氧化 （2）烯烃的氧化
羰基化反应

缩合反应
羟醛缩合

安息香缩合反应

芳烃与环氧乙烷缩合

重排反应
羟胺重排

烯丙基芳基醚重排（Claisen重排）

15. 酰胺和酰亚胺的合成
N-酰化及N-烃化反应
氨或胺与羧酸的酰化反应

氨或胺与酰卤的酰化反应

氨或胺与酸酐的酰化反应

氨或胺与酯的酰化反应

氨或胺与酰胺的酰化反应

氨或胺与酰叠氮的酰化反应

氨或胺与乙烯酮的酰化反应

胺与一氧化碳的羰化反应

C-酰化反应
（1）芳烃与氨基甲酰氯的酰化反应

（2）芳烃或烯烃与异氰酸酯的酰化反应

加成反应
（1） 睛的水解

（2） 有机金属化合物与异氰酸酯的反应

（3） 烯烃与睛的加成反应

氧化及还原反应
（1）胺的氧化

（2）亚胺的氧化

重排反应
肟的重排（拜克曼反应） 对称酰胺的合成 己内酰胺的合成

16. 文献检索过程
（1） 找文章或专利的出处
由索引找到文摘号，再由文摘号找文摘，由文摘找文章或专利的出处。
（2）根据文章或专利的出处找原文
查期刊全名 查馆藏目录，得期刊的书架号 进一步获取原文
17. CA的手工检索
(1) 选择主题词 L-赖氨酸（L-lysine）
(2) 选择副标题 制备（preparation）
(3) 根据选定的标题、副标题查阅化学物质索引
(4) 查阅文摘，决定是否需要获取原始文献
（5）查馆藏目录；
（6）进一步获取原文。
18. 正交试验法
正交试验设计步骤：
（1） 明确实验目的，选定实验指标；
（2） 选定因素和水平；
（3） 选用正交表；
（4） 按方案实验，记录实验经过；
（5） 结果分析。
极差分析
（1） 数据计算；
（2） 水平影响分析；
（3） 因素影响分析；
（4） 最优方案确定。
19. 气体钢瓶的识别（颜色相同的要看气体名称）

20. 常见的分离方式
脱溶剂（蒸馏）
产品分离提纯：精馏、（重）结晶、升华、层析、制备色谱
萃取
液固分离（抽滤、过滤、压滤、离心）
干燥
21. 干燥
液体干燥（物理干燥、化学干燥）
（1）分馏法；（2）共沸分馏法；（3）用分子筛干燥；
固体干燥
（1）形成结晶水；（2）与水发生化学反应

气体干燥

22. 水蒸汽蒸馏的情况：
（1）常压蒸馏容易分解的高沸点物；
（2）含有较多固体的；
（3）含有大量树脂状物。
可以由水蒸汽蒸馏的有机物：
（1）不溶或难溶于水；
（2）与水沸腾时不反应；
（3）蒸汽压高。
23. 分子蒸馏必须满足的条件
（1）整个系统应维持在非常高的真空度条件下操作，其残压为0.013-0.133Pa；
（2）蒸发面与冷凝面的距离要小，尽量不大于蒸发分子的平均自由程，一般为1-2cm；
（3）蒸发面与冷凝面之间有较大的温差，一般为70-100℃。
分子蒸馏技术的特点
1、 操作温度低（远低于沸点）、真空度高（空载≤1Pa）、受热时间短（以秒计）等，特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离；
2、 其分离过程为物理分离过程，可很好地保护被分离物质不被污染，特别是可保持天然提取物的原来品质；
3、分离程度高，高于传统蒸馏。
24. 重结晶溶剂选择：
(1) 不与重结晶物质发生化学反应。
(2) 在较高温度时能溶解多量的重结晶物质；而在室温或更低温度时，只能溶解很少量的重结晶物质。
(3) 对杂质的溶解度或是很大(待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液内)或是很小(待重结晶物质溶解在溶剂里，借过滤去除杂质)。
(4) 溶剂的沸点较低，容易挥发，易与结晶分离去除。
(5) 无毒或毒性很小，便于操作。
25. 四大波谱：
UV -VIS ; IR(Raman); MS; NMR
IR(Raman); MS; H1NMR；C13NMR
26. 红外谱图
1）红外吸收谱的三要素（位置、强度、峰形）
2）同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的
3）红外谱图解析顺序
（1）由官能团区找出官能团
（2）判断苯环取代位置、烯的取代等
（3）与标准红外谱图对比
4）标准红外谱图的应用
Sadtler红外谱图集
27. NMR
NMR是表征分子中H、C 的个数及种类，进而确定分子的结构；
什么元素有NMR
质量数为奇数（质子数与中子数其一为偶数，另一为奇数），则 I = 1/2 （如1H、13C、15N、31P） I = 3/2 （如 35Cl、37Cl），可以用于NMR分析
28. 氮元素规则（氮规律）
所谓氮元素规则是指在有机化合物分子中含有奇数个氮原子时，其分子质量（以最丰同位素原子质量数计算）应为奇数；凡不含氮原子或含偶数个氮原子时，其分子量应为偶数。

29. 温度计校正
温度计误差产生
温度计使用和标定条件不一致
温度计毛细管不会绝对均匀
毛细管产生永久变形
温度计校正
用标准温度计校正
用标准样品校正

18