精细有机合成技术（薛叙明) （第三版）

前言
本教材第一版于2005年7月出版，为教育部高职高专规划教材；第二版于2009年2月出版，为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，并于2009年11月荣获“普通高等教育国家级精品教材”称号。第二版教材出版以来，继续受到了广大读者及全国众多职业院校师生的厚爱，重印数次，成为精细化工专业畅销教材之一，对此我们深感欣慰。
近年来，精细化工新技术、新工艺发展很快，第二版中的一些内容已经陈旧，为此我们做了以下修订工作。
1.对全书的教学设计进行了整体优化与调整，调整了部分章节的教学结构和教学内容，对一些偏难偏深的教学内容作了简化，以降低理论教学难度和增强实用性。如对第二章、第六章的内容编排及教学内容进行了适当的调整与优化；对第四章、第七章、第八章、第九章、第十章、第十三章等章节的相关内容做了相应的调整。
2.依据精细化工行业的技术发展现状与趋势，补充了精细有机合成技术的最新工业化成果和对环境友好的生产案例，删除了一些工艺陈旧和对环境有害的生产方法和应用案例。如第二章增加了微反应器技术和超临界合成技术；第四章重点补充介绍了代表目前先进水平的绝热硝化工艺；第五章用对环境友好的重要中间体或产品（如2-4-6-三溴苯酚、1-1-1-2-四氟乙烷）替换了原来的对环境有害或已禁止生产的过时产品（如氟利昂、十溴联苯醚）的合成；第九章删除了对环境有严重影响的重铬酸盐氧化方法等。
3.对于一些重要的、属于国家重点监管危险化工工艺的有机合成单元反应，在其相应章节适当增加了安全生产技术与控制等方面的内容。
本教材仍由常州工程职业技术学院薛叙明担任主编，太原科技大学化学与生物工程学院赵玉英担任副主编，河北化工医药职业技术学院张小华、太原科技大学化学与生物工程学院史宝萍参编。薛叙明负责了本次的修订及统稿工作。上海医药集团常州制药厂有限公司副总经理、高级工程师、江苏省产业教授王兵担任本书的主审。常州工程职业技术学院精细化工教研室乔奇伟博士提供了相关生产案例并参与了审稿。
本教材在修订与编写过程中,得到了化学工业出版社及有关单位领导、相关企业工程技术人员和常州工程职业技术学院精细化工教研室老师的大力支持与帮助。同时，参考借鉴了大量国内各类院校的相关教材和文献资料,参考文献名录列于书后。在此谨向上述各位领导、专家及参考文献作者表示衷心的感谢。
由于编者水平所限，书中不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者
2020年3月


第一版前言
本教材是在全国化工高等职业教育教学指导委员会精细化工专业委员会的指导下，根据教育部有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专精细化工专业学生的培养目标为依据编写的。在编写过程中，征求了来自企业专家的意见，使教材具有了较强的实用性。
精细化工作为我国化学工业的重要组成部分，近二十年来得到了长足的发展。因此，对于从事精细化工各行业生产、服务、建设和管理一线工作的技术应用型高技能人才的需求也日益趋旺。
作为精细化工专业主干课程的教材，本教材在编写过程中注重贯彻“基础理论教学要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用、培养技能为教学的重点”的原则，并力求体现以下特点。
（1）依据高等职业教育的特点及本课程的性质，力求体现教学内容的科学性、实用性及前瞻性。对目前精细有机合成领域广泛采用的成熟技术及工艺进行了重点介绍，同时注意介绍和反映当前国内外最新技术和科技成果，力求体现新技术、新工艺、新材料、新方法。着重突出能力的培养，注重生产实际，注重理论与实践的结合。
（2）力求充分体现以能力为本位的职教思想。力求做到降低理论深度，注重生产实际，强调技术应用；注重培养学生综合运用所学基础知识，提高分析与解决问题的能力和创新能力；尽力反映高职高专特色。
（3）力求体现以学生为主体的教学思想。在内容编排上，注意整体与局部的划分与衔接，依据循序渐进原则，先介绍有机化学反应基本理论，再以此为指导介绍各单元反应及应用实例。在每章开头设置了“学习目标”，以引导学生做到有的放矢地学习，并较好地掌握重点及化解难点；同时，每章后编入了适量的、内容紧扣教学的习题与思考题，以帮助学生巩固所学知识，检验学习效果。
（4）考虑了各地的实际情况和各高职高专院校的具体情况，本教材可采用模块式教学。各相关学校可根据所在行业及地区特点，并结合自身专业特色对教材中的内容做出有针对性的取舍，以适应各自特点的教学要求。
本书由常州工程职业技术学院薛叙明老师担任主编和负责统稿，并编写第一章～第五章、第十三章、第十五章；太原科技大学化学与生物工程学院赵玉英老师编写第七章～第十章、第十二章；河北化工医药职业技术学院张小华老师编写第六章、第十一章、第十四章。北京市化工学校刘同卷老师担任本书的主审，提出了许多宝贵意见；常州工程职业技术学院赵昊昱老师参与了本教材的审稿工作。
在编写过程中，常州工程职业技术学院曹红英老师对本书的编写给予了极大的关注和支持，并做了大量工作；常州工程职业技术学院陈炳和副院长，南京化工职业技术学院丁志平副院长，河北化工医药职业技术学院田铁牛老师、陈瑞珍老师，对本书的编写工作也提供了许多支持和帮助。
此外，在编写过程中还参考借鉴了大量国内高校、中专及其他类型学校的相关教材和文献资料，参考文献名录列于书后。在此谨向上述各位领导、专家及参考文献作者表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，时间仓促，尽管力图完美，但疏漏与不足在所难免，敬请读者批评指正。

编者
2005年4月


第二版前言
本书自2005年出版以来，承蒙广大读者及全国众多职业院校师生的厚爱，被选作专业教材或参考书，至今已重印数次；2007年被教育部评为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”。能为我国高等职业教育的发展和高职精细化学品生产技术及其相关专业的建设与发展贡献微薄力量，我们感到由衷欣慰。
作为第二版教材，我们在力求保持原有教材特点的基础上，根据行业发展情况和读者的反馈意见，对原教材进行了修订，对全书的章节作了微调，将原书中“酯化”内容并入了“酰基化”一章中，适当增加了有机合成基础反应的内容，删除了部分已趋淘汰的旧工艺、旧数据。此外，为方便教师教学和学生自学，根据高职教育的特点，将每章前面原有的“学习目标”具体分为“知识目标”“能力目标”与“素质目标”，章后增加了“本章小结”。
第二版仍由常州工程职业技术学院薛叙明任主编，太原科技大学化学与生物工程学院赵玉英任副主编，北京市化工学校刘同卷老师担任本书的主审，河北化工医药职业技术学院张小华、太原科技大学化学与生物工程学院史宝萍参与了教材的编写工作。全书共设14章，其中薛叙明编写第一章～第五章、第七章、第十四章；赵玉英编写第八章、第十章、第十二章；史宝萍编写第九章；张小华编写第六章、第十一章、第十三章。全书由薛叙明负责统稿。
在修订过程中，得到了化学工业出版社及有关单位领导和老师的大力支持与帮助，特别是常州工程职业技术学院陈炳和副院长、赵昊昱老师、蒋涛老师，对本书的修订工作提供了许多支持和帮助。
此外，在编写过程中还参考借鉴了国内高校、中专及其他类型学校的相关教材和其他文献资料。在此谨向上述各位领导、专家及参考文献作者表示衷心的感谢。
鉴于精细化工涉及面很广，理论研究与应用技术又不断更新，限于编者水平和能力，加之时间仓促，尽管力图完美，但疏漏与不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者
2008年11月

本书以有机单元反应为主线，较系统地介绍了精细化学品生产过程中最重要的十几个单元反应的基本原理、实施方法与控制因素、应用范围及实例；同时对有机合成反应的基础理论及技术基础、精细有机合成的新方法、新技术、新工艺和有机合成路线设计的有关知识也作了相应的介绍。
本书适合作为高职高专类院校精细化工技术、药品生产技术、应用化工技术等专业的教材，也可作为精细化工、有机合成、化学制药及相关行业科研、技术人员的参考书及培训教材。

第一章总论001
本章学习目标001
第一节有机合成及其发展001
一、有机合成的任务、目的及内容001
二、有机合成的发展历史、现状及趋势002
第二节精细有机合成的单元反应003
第三节精细有机合成课程的性质、讨论范围及学习方法005
本章小结005
习题与思考题006

第二章精细有机合成的理论与技术基础007
本章学习目标007
第一节精细有机合成基础知识007
一、有机反应中的电子效应与空间效应007
二、有机反应试剂012
三、有机反应溶剂与催化剂014
四、合成反应器018
五、有机合成反应计算020
第二节有机反应类型及其基本原理023
一、取代反应023
二、加成反应031
三、消除反应032
四、重排反应034
五、自由基反应035
第三节新型精细有机合成技术037
一、微波照射有机合成技术037
二、声化学有机合成技术039
三、电解有机合成技术040
四、微反应器技术042
五、超临界合成技术044
本章小结046
习题与思考题046

第三章磺化及硫酸化048
本章学习目标048
第一节概述048
一、磺化与硫酸化反应及其重要性048
二、引入磺（酸）基的方法049
第二节磺化及硫酸化反应基本原理049
一、磺化剂及硫酸化剂049
二、磺化及硫酸化反应历程及动力学051
三、磺化及硫酸化的影响因素054
第三节磺化方法及硫酸化方法058
一、磺化方法058
二、硫酸化方法062
第四节磺化产物的分离064
一、加水稀释法064
二、直接盐析法064
三、中和盐析法064
四、脱硫酸钙法065
五、萃取分离法065
第五节磺化与硫酸化反应的应用实例065
一、用三氧化硫磺化生产十二烷基苯磺酸钠065
二、用过量硫酸磺化法生产萘系磺化物067
三、用共沸脱水磺化法生产苯磺酸067
四、用三氧化硫或氯磺酸硫酸化生产脂肪醇硫酸钠068
本章小结070
习题与思考题070

第四章硝化及亚硝化072
本章学习目标072
第一节概述072
一、硝化反应及其重要性072
二、硝化反应的特点073
三、硝化反应的方法073
第二节硝化反应的基本原理073
一、硝化剂及其硝化活泼质点073
二、硝化反应历程及动力学074
三、硝化反应的影响因素076
第三节混酸硝化079
一、混酸组成的选择079
二、混酸的配制081
三、硝化操作方式及硝化反应器082
四、硝化产物的分离083
五、废酸的处理084
第四节应用实例085
一、用混酸硝化法制备苯系硝化物085
二、用浓硝酸硝化制备1,4-二甲氧基-2-硝基苯087
第五节亚硝化反应087
一、亚硝化剂及反应活泼质点087
二、典型的亚硝化反应087
本章小结088
习题与思考题089

第五章卤化090
本章学习目标090
第一节概述090
一、卤化反应及其重要性090
二、卤化类型及卤化剂091
第二节取代卤化091
一、芳环上的取代卤化091
二、脂肪烃及芳烃侧链的取代卤化095
三、应用实例097
第三节加成卤化100
一、卤素与不饱和烃的加成卤化100
二、卤化氢与不饱和烃的加成卤化101
三、其他卤化物与不饱和烃的加成卤化102
四、应用实例103
第四节置换卤化104
一、羟基的置换卤化104
二、芳环上硝基、磺酸基和重氮基的置换卤化105
三、置换氟化106
四、应用实例107
本章小结108
习题与思考题108

第六章烷基化110
本章学习目标110
第一节概述110
一、烷基化反应及其重要性110
二、烷基化反应的类型111
第二节芳环上的C-烷基化反应111
一、C-烷基化反应基本原理112
二、C-烷基化方法116
三、相转移催化C-烷基化117
第三节N-烷基化反应118
一、N-烷基化剂及反应类型118
二、N-烷基化的方法119
三、相转移催化N-烷基化123
第四节O-烷基化反应124
一、用卤烷的O-烷基化124
二、用酯的O-烷基化124
三、用环氧乙烷O-烷基化124
四、相转移催化O-烷基化125
第五节应用实例126
一、芳烃C-烷基化应用实例126
二、N-烷基化生产实例——N,N-二甲基苯胺生产129
本章小结130
习题与思考题130

第七章酰基化132
本章学习目标132
第一节概述132
一、酰基化反应及其重要性132
二、酰化剂133
第二节N-酰化反应133
一、N-酰化反应基本原理133
二、N-酰化方法134
三、应用实例140
第三节C-酰化反应141
一、C-酰化反应原理141
二、C-酰化方法144
三、生产实例145
第四节O-酰化(酯化)反应145
一、O-酰化(酰化)的工业方法与反应类型145
二、酯化反应基本原理148
三、酯化技术与反应装置152
四、酯化工艺实例154
本章小结156
习题与思考题157

第八章还原158
本章学习目标158
第一节概述158
一、还原反应及其重要性158
二、还原方法的分类158
第二节催化加氢159
一、催化加氢的基本原理159
二、催化加氢反应类型162
三、催化加氢工艺方法167
四、还原反应安全操作要求169
第三节化学还原169
一、在电解质溶液中的铁屑还原169
二、锌粉还原172
三、用含硫化合物的还原173
四、水合肼还原176
五、其他化学还原177
第四节电解还原178
一、电解还原基本过程178
二、电解还原影响因素178
三、应用实例179
本章小结180
习题与思考题180

第九章氧化182
本章学习目标182
第一节概述182
一、氧化反应及其重要性182
二、氧化剂及氧化方法183
第二节空气催化氧化183
一、空气液相催化氧化183
二、空气气-固相接触催化氧化188
三、氧化反应安全技术190
第三节化学氧化191
一、化学氧化剂及其类型191
二、锰化合物氧化191
三、硝酸氧化193
四、过氧化合物氧化193
第四节电解氧化194
一、直接电解氧化194
二、间接电解氧化194
本章小结195
习题与思考题195

第十章氨解197
本章学习目标197
第一节概述197
一、氨解反应及其重要性197
二、氨解剂198
第二节 氨解反应基本原理199
一、脂肪族化合物氨解反应历程199
二、芳香族化合物氨解反应历程199
三、氨解反应影响因素202
第三节氨解方法204
一、卤代烃氨解204
二、酚与醇的氨解205
三、硝基与磺酸基的氨解206
四、其他氨解方法207
第四节应用实例210
一、芳胺的制备210
二、脂肪胺的制备212
三、环胺的制备214
本章小结215
习题与思考题215

第十一章重氮化与重氮盐的转化216
本章学习目标216
第一节概述216
一、重氮化反应及其特点216
二、重氮盐的结构与性质217
三、重氮化反应的应用217
第二节重氮化反应218
一、重氮化反应历程218
二、反应影响因素219
三、重氮化操作方法、设备及安全生产220
第三节重氮化合物的转化反应224
一、偶合反应224
二、重氮盐的置换225
三、重氮盐的还原228
本章小结228
习题与思考题229

第十二章羟基化231
本章学习目标231
第一节概述231
一、羟基化反应及其重要性231
二、羟基化方法231
第二节芳磺酸盐的碱熔232
一、碱熔反应及其影响因素232
二、碱熔方法233
三、应用实例234
第三节有机化合物的水解234
一、卤化物的水解234
二、重氮盐的水解236
三、芳伯胺的水解237
四、硝基化合物的水解238
五、应用实例238
第四节其他羟基化反应239
一、烃类的氧化-酸解制酚239
二、芳羧酸的氧化-脱羧制酚241
本章小结242
习题与思考题242

第十三章缩合244
本章学习目标244
第一节概述244
一、缩合反应及其重要性244
二、缩合反应的类型244
第二节醛酮缩合245
一、羟醛缩合245
二、胺甲基化反应（Mannich反应）248
第三节醛酮与羧酸及其衍生物的缩合250
一、珀金（Perkin）反应250
二、诺文葛耳-多布纳(Knoevenagel-Doebner)缩合反应251
三、达曾斯(Darzens)缩合反应253
第四节醛酮与醇的缩合254
一、醛酮与醇的缩合反应及其特点254
二、应用实例255
第五节酯的缩合256
一、酯-酯缩合257
二、酯-酮缩合258
第六节烯键参加的缩合259
一、普林斯(Prins)缩合259
二、迈克尔(Michael)反应和罗宾逊(Robinson)反应260
第七节成环缩合261
一、成环缩合反应类型及基本规律261
二、形成六元碳环的缩合262
三、形成杂环的缩合264
本章小结267
习题与思考题267

第十四章精细有机合成路线设计基本方法与评价270
本章学习目标270
第一节逆向合成法及其常用术语270
一、逆向合成法的概念270
二、逆向合成法常用术语271
第二节逆向合成路线设计技巧273
一、逆向切断的原则273
二、逆向切断的技巧274
三、几类常见物质的逆向切断技巧277
第三节导向基和保护基的应用282
一、导向基及其应用282
二、官能团的保护284
第四节合成路线的评价标准285
一、合成步数与反应总收率286
二、原料和试剂的选择286
三、中间体的分离与稳定性287
四、过程装备条件287
五、安全生产及环境保护288
本章小结289
习题与思考题289

参考文献290