化工产品开发
师德标兵事迹材料-广州会计从业资格考试报名
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
1
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
齐聚
Cl
2
-
HCl
CH
2
=CHCl
氯乙烯
CH
2
ClCH<
br>2
Cl
1,2-二氯乙烷
O
2
,PdCl
2
-CuCl
2
CH
3
COOH
TeO
2
,RXCH
3
COOH,O
2
CH
3
COOCH=CH
2
醋酸乙烯
O
O
CCH
2
CH
3
COC
H
2
CH
2
OCCH
3
2H
2
O
2CH
3
COOH +HOCH
2
CH
2
OHO
2
,PdCl
2
-CuCl
2
HCl
H2
O
Cl
2
CH
3
CHO
Cl
3CCHO
碱
CH
2
OH
HOH
2
C
C
CH
2
OH
CH
2
OH
聚合
季戊四醇H
2
O
—CH
2
—CH
3
-
H
2
H
2
O
—CH=CH
2
HOCH
2
C
H
2
OH
(HOCH
2
CH
2
)
3
N
—CH—CH
2
—
O
2
Ag
H
2O
H
2
,CO
H
2
C
O
CH
2
H
NH
3
+
C
2
H
5
OHCH
3
CH
2
CHO
CH
3
CH
2<
br>COOH
CH
3
CH
2
CH
2
OH
[Co(CO)
4
]
2
HCl
CH
3
CH
2
Cl
图 1-1 由乙烯得到的化工产品
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
2
5.丁烯
3
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。
4
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),TD
I可用来合成聚氨基甲酸酯树脂。
8.二甲苯
5
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;
6
CH
3
H
2
C
甲醇
丙酮
C
Cl
COOCH
3
O
2
HCN
1000
℃
Cl
2
Cl
N
N
N
Cl
NH
3
CH
4
Cl
2
H
2
O
CH
3
Cl
Cl
2
CH
2
Cl
2
Cl
2
CHCl
3
SbCl
3
Cl
2
CCl
4
600-800℃
HF
CO
+
3
H
2
HCClF
2<
br>F
C
F
F
C
F
n
CF
2
CF
2
聚合
10.新己烯 <
br>(CH
3
)
3
CCH
C(CH
3
)
2
+
CH
2
CH
2
(CH
3
)
3
CCH
CH
3
CH
2
+
(CH
3
)
2
C
CH
2
CH
3
H
3CC
CH
3
CH
3
H
3
CC
CH3
CH
2
CH
3
-H
2
H
3
C
CH
2
CH
2
Br
H
3
CC
C
H
3
CH
CH
2
CH
3
C
CH
3
CH
CH
2
CH
3
H
3
CC
CH
3
CH
3
H
3
CC
CH
3
Br
+
C
2
H
4
无水A
lCl
3
CH
3
H
3
C
C
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
Br
CH
2
CH
2
Br
+
KOH
N-甲基吡咯烷酮
H
3
CC
CH
3
CH
CH
2
+
KBr
+
H
2
O
7
11.氯甲烷 、二氯甲烷
、三氯甲烷 、四氯化碳
CH
3
CHO
CH
3
OH+
HCl
2CS
2
+
6Cl
2
Ca(OCl)
2
CHCl
3
CH
3
Cl
+
H
2
O
2
CCl
4
+
2S
2
Cl
2<
br>
12.N-溴代丁二酰亚胺 简称NBS
CH
2
CO
CH
2
CO
NH
+
Br
2
CH
2
CO
CH
2
CO
OH
NBr
+
HBrPhCH
CH
2
NBSH
2
O
PhCH
CH<
br>2
Br
RCHBrCH
CH
2
RCH
2
CH
CH
2
+
CH
2
CO
CH
2
CO
NBr
+
CHCO
2
CH
2
CO
NH
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
RH
+
X
2
丙烯及烷基芳烃的α-卤代
RX
+
HX
RCH
2
CH
CH
2
+
H
2
C
CO
NBr
C
CO
H
2
RCHBrCH
H
2
C
CO
NH
CH<
br>2
+
C
CO
H
2
醛酮的α-卤代
RCOCH
2
R'
+
X
2
羧酸及其酯的α-卤代
RCOCHXR'
CH
2
COCl
+
HX
CH
2
COOH
SOCl
2
SO
2
Cl
2
8
CHClCOCl
C
2
H
5
OH
CHClCOOC
2
H
5
芳烃的卤代
X
+
X
2
FeX
3
酚及酚醚的卤代 <
br>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
NH
2
NH
2
NH
2
+
X
2
FeX
3
+
X
X
CH
2
Cl
芳烃的氯甲基化
ZnCl
2
+
HCHO
+
Cl
2
+
OH
2
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
Cl
NO
2
I
NO
2
DMF
+
NaI
+
NaCl<
br>NO
2
NO
2
金属有机化合物与卤素作用
RM
+
X
2
RX
+
MX
9
磺酸酯与卤化钠作用
ROSO
2
R'
+
NaClRX
+
NaOSO
2
R'
+
POCl
3
醚的裂解
氢溴酸或氢碘酸
醛酮与五氯化磷作用
RCOCH
2
R'
+
PCl
5
RCCl
2
CH
2
R'
羧酸及其盐与卤素作
R
COOM
+
Br
2
CH
3
OOC(CH
2
)
4
COOAg
加成反应
烯烃与卤素的加成
RBr
+<
br>CO
2
+
MBr
Rr(CH
2
)
4
COOCH
3
+
Br
2
CCl
4
RCH
CH
2
+
X
2
RCHXCH
2
X
烯烃与卤化氢的加成
RCH
CH
2
+
HX
RCHXCH
3
烯烃与次卤酸的加成
RCH
C
2
H
5
O
CH
2
+
HOX
RCHOHCH
2
X
C
2
H
5
CHCH
2
Cl
OH
环氧乙烷与与卤化氢的加成
+
ClH
+
C
2
H<
br>5
CHClCH
2
OH
烯烃与氯代甲烷的加
CC
l
4
+
RCH
CH
2
RCHClCH
2
C
Cl
3
缩合反应
醛、酮与α-卤代磷叶立德的缩合(Witting
反应)
R
C
R1
O
+
(C
6
H
5
)
3
P
R
CX
2
C
R1
CX
2
+
(C
6
H
5
)
3
PO
R
C
R1
CCl
2
醛、酮与氯代甲烷的加成
R
C
R1
O
+
LiCHCl
2
R
CR1
OH
CHCl
2
H
2
SO
4
14.醇和酚的合成
还原反应
醛酮的催化氢化
10
R
H(R')
C
O
H
2
R
H(R
')
Cat
CHOH
醛酮的化学还原 还原剂 氢化铝锂硼氢化钠
R
H(R')
C
O
[H]
R
H(R')
CHOH
H
3
C
H
3
C
醛酮被醇铝还原
R
R'
C
O
+
CH
3
CHOHCH
3<
br>Al[OCH(CH
3
)
2
]
3
R
R'CHOH
+
C
O
醛分子间氧化还原
NaOH
RCHORCH
2
OH
+
RCOONa
LiAlH
4
环氧化合物的还原
R
HC
CH
2
O
RCH
2
CH
2
OH
+
RCHOHCH
3
羧酸及其衍生物的还原 油酯加氢 固体酯
RCOY
酚的还原
[H]
RCH
2
OH
OH
OH
C
3
H
7
-i
加成反应
有机金属化合物与氧的加成
O
2
C
3
H
7
-i
RMgX
ROMgX
R
H
3
O+
ROH
R
有机金属化合物与羰基化合物的加成
R1
R2
R1
R2
C
O
+
RMgX
R1
R2
C
OMgXH
3
O+
C
OH
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
11
O
RMgX
H
2
O
RCH
2
CH
2
OH
羰基化合物与亚硫酸氢钠的加成
R1
R2
R1
C
O
+
NaHSO
3
C
R2
OH
SO
3
Na
N
N
N
O
H
N
N
N
OCH
2
SO
3
Na
羰基化合物与氰化氢的加成
HCN
OH
C
CN
C
O
烯烃的硼氢化-
氧化
R
C
R
C
R'
H
B
2
H<
br>6
R
H
CHCHR'--
B
3
H
2
O
2
NaOH
R
CHCHOHR'
R
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
CHRCHR
O
+
H
2
OH
+
OHOH
RCH--CHR
氧化反应
1)烷烃的氧化 (2)烯烃的氧化
羰基化反应
RCH
CH
2
+
CO
+
H
2
RCH
2
CH
2<
br>CHO
+
CHO
RCHCH
3
RCH
2
CH
2
CH
2
OH
+
CH
2
OH
RC
HCH
3
缩合反应
12
羟醛缩合
OH
R
2RCH
2
CHO
安息香缩合反应
R
RCH
2
CH
CHCHO
OH
-RCH
2
CHCHCHO
2ArCHO
CN
-
H
2
O-KOH
OH
O
ArCHCAr
芳烃与环氧乙烷缩合
ArH
+
O
AlCl
3
Ar
CH
2
CH
2
OH
重排反应
羟胺重排 C
6
H
5
NHOH
OCH
2
CH
CH
2
H
2
SO
4
加热
p-H
2
NC
6
H
4
OH
OH
CH
2
CH
烯丙基芳基醚重排(Claisen重排)
CH
2
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
RNH
2
+
O
R
1
COH
O
RN
HCR
1
+
O
H
2
O
氨或胺与酰卤的酰化反应
RNH
2
+
O
R
1CCl
O
O
RNHCR
1
O
RNHCR
1+
HCl
氨或胺与酸酐的酰化反应
RNH
2
+H
2
SO
4
,过氧酸
O
R
1
COCR
1
N(C
2
H
5
)
3
+
RCOH
1
氨或胺与酯的酰化反应
13
RN
H
2
+
O
R
1
COR
2
O
R1
CNHR
2
O
RNHCR
1
O
RNHCR<
br>1
+
R
2
OH
氨或胺与酰胺的酰化反应
RNH
2
+
+
R
2
NH
2
氨或胺与酰叠氮的酰化反应
R
1
NH
2
+
RC
ON
3
MgO
RCONHR
1
+
Mg(OH)N
3
氨或胺与乙烯酮的酰化反应
RNH
2
+
H
2
C
cat
C
O
O
RNHCH
CH
3
CONHR
胺与一氧化碳的羰化反应
RNH
2
+
CO
C-酰化反应
(1)芳烃与氨基甲酰氯的酰化反应
+
R
2
NCOCl
AlCl
3
CONR
2
(2)芳烃或烯烃与异氰酸酯的酰化反应
+
RN
C
O
AlCl
3
CONR
加成反应
(1)睛的水解
RCN
+
H
2
ORCONH
2
(2)有机金属化合物与异氰酸酯的反应
RMgX
+
R
1
N
C
O
RCONHR
1
(3)烯烃与睛的加成反应
RCHCH
2
+
R
1
CN
+
H
2
O
H
2
SO
4
CH<
br>3
R
1
CONHCHR
氧化及还原反应
(1)胺的氧化
14
R
ArNCH
3
R
O
ArNCH
(2)亚胺的氧化
O
ArCHNRRCNHAr
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
NOH
ArCR
PCl
3
O
RCNHAr
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
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)
15
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
16
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。
17
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
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 = 12
(如1H、13C、15N、
31P) I = 32 (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。
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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
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