高端精细化工产品开发与设计

精细化工是当今世界化学工业激烈竞争的焦点，其发展程度成为衡量一个国家化学工业发展水平的重要标志之一，发展精细化工也是我国化学工业结构调整的重大战略之一，国家把高端精细化工列为重点发展领域。
目前针对国内电子、汽车、建筑、信息、医药等产业快速发展，对精细化工产品的需求明显增加的市场形势，重点发展汽车用化学品、建筑用化学品、电子和信息用化学品等功能材料和专用化学品;着力开发功能涂料及水性涂料、染料新品种及其产业化技术、重要化工中间体绿色合成技术及新品种、电子化学品、高性能水处理化学品、造纸化学品、油田化学品、功能型食品添加剂、高性能环保型阻燃剂、表面活性剂、高性能橡塑助剂等。
由于传统的化学工业生产当中资源利用不合理以及浪费对生态环境造成了不良的影响，而现代社会对于绿色环保越来越重视，并且由于我国人口基数大，资源紧张，精细化工生产对于生态环境的影响大，因而发展绿色高端精细化工产品有着重要的战略意义，现代化工产业也必须从绿色、环保、高端角度出发，促进绿色高端精细化工生产来保证生态的可持续发展。
本书以高端精细化工产品开发与设计为主线，以绿色化学理论和技术为基础，全面详细地论述了高端精细化工产品技术分析、制备工艺、产品开发与设计及主要领域的研究进展和实用技术。分门别类地分析和介绍了各类高端专用精细化学品的定义及其在精细化工行业中的地位与作用。专题介绍了高端精细专用化学品产业未来需要完成环保化替代、进口替代和满足增量需求三大任务及发展前景。
本书旨在提出采用昀新的绿色精细技术进行生产，这些技术包括生物技术、电化学法、酶催化、非光气法、新催化剂的制备、纳米技术等，它们在 21世纪技术领域中占有举足轻重的地位。
本书的特点在于所阐述的绿色精细化工产品中间体具有原料易得、生产工艺简单和具有高性能、高附加值的发展优势。由于这些技术具有投资少、见效快的特点，易于推广应用，特别适合中小企业自主开发。
王大全、夏宇正等人参加了本书的审核，陈羽、高洋、崔春芳、王月春、高新、杨经伟、张淑谦、童思佳、陈海涛、童晓霞、张建玲、周雯、范立红等同志为本书的资料收集和编写付出了大量精力，在此一并致谢！由于时间仓促，书中纰漏之处在所难免，敬请各位读者批评指正。

编者 
2021.6.18

本书以高端精细化工产品开发与设计为主线，以绿色化学理论和技术为基础，全面详细地论述了高端精细化工产品技术分析、制备工艺、产品开发与设计及主要领域的研究成果、研究进展和实用技术。分门别类地分析和介绍了各类高端专用精细化学品的定义及其在精细化工行业中的地位与作用。专题介绍了高端精细专用化学品产业未来需要完成环保化替代、进口替代和满足增量需求三大任务及发展前景。 
本书坚持了实用性、先进性，作为化工企业技术、科研、管理部门的新产品开发指南，是供技术开发人员、高级管理人员等参考的一部工具书。

第一章 精细化工产品概论 001
第一节 概述 001
一、精细化工产品的定义 001
二、精细化工产品的分类 001
三、精细化工产品的特征 002
四、精细化工原料与副产物的绿色开发 003
第二节 绿色精细化学产品及技术开发与设计 004
一、绿色精细化学的产生 004
二、绿色精细化学的内涵 004
三、精细化工过程绿色化 005
四、绿色精细化工技术的特点 006
五、绿色精细化工生产的关键技术 006
六、绿色精细化学设计的主要内容008
七、绿色精细化学品替代能源与天然气化工 009
八、绿色精细化学的核心内容——原子经济性 010
九、原子经济性化学反应设计的主要内容 011
十、绿色精细化学功能材料实现“原子经济”反应目标 011
十一、绿色精细化学 12 项原则和 5R 理论 012
第三节 精细高分子的结构分析与功能设计 014
一、聚合物的结构与性能 014
二、官能团对精细高分子性能的影响 015
三、结构形态对精细高分子性能的影响 017
四、精细高分子的设计方法 018
第四节 绿色精细化工与纳米技术开发与应用 020
一、化学反应和催化方面的应用 020
二、过滤和分离方面的应用 021
三、复合材料方面应用 022
四、涂料方面应用 025
五、树状聚合物的作用 026
六、纳米保护方面的应用 028
七、燃料电池方面的应用 028
第五节 精细化工向绿色高端产品的创新发展与技术应用 030
一、精细化工产品绿色创新概况 030
二、高端精细化工基础材料与产业发展 033
三、开发高性能绿色生物基合成材料、建筑材料、轻化材料、纺织材料 036
四、高端精细化工前沿新材料实现规模化应用 037

第二章 精细化工技术与产品分析 040
第一节 绿色催化技术 040
一、不对称催化 041
二、相转移催化 045
三、酶催化 047
四、光催化 053
五、绿色精细化工催化技术及应用实例 057
第二节 有机电化学合成技术 066
一、有机电化学合成概述 066
二、有机电化学合成方法 070
三、有机电化学合成技术及应用实例 071
四、丁二烯电化学合成山梨酸技术分析 074
第三节 超临界流体科学技术与应用 075
一、超临界流体的概念与特征 076
二、超临界流体萃取 078
三、超临界流体中的有机合成 080
四、超临界二氧化碳中的化学反应 080
五、超临界二氧化碳-微乳液体系 081
六、超临界二氧化碳-离子液体混合体系 082
七、超临界流体技术制备超细微粒技术 083
第四节 高端精细高分子材料制备方法 086
一、超声波技术 087
二、等离子技术 088
三、超临界技术 091
四、辐射技术 091
第五节 高端精细化工产品技术分析 094
一、硅烷处理技术 094
二、芳烃成套技术 096
三、生物柴油技术 102
四、变压吸附技术 104
五、碳四芳构化技术 107
六、甲醇制烯烃技术 110
七、ε-己内酯生产技术 112
八、加氢碳九石油树脂 114
九、氨化催化法脱硝技术 116
十、羰基合成生产技术 117
十一、覆膜滤料制备技术 120
十二、聚四氢呋喃技术 123
十三、高 CO 等温低温变换技术 124
十四、甲苯甲醇甲基化专有生产技术 126
十五、己二胺生产技术 126
十六、JW 低压均温甲醇合成塔技术 129
十七、甲基丙烯酸甲酯技术 130
十八、高能复合醇催化剂合成关键技术 131

第三章 新型功能高分子高端产品开发与设计 133
第一节 功能高分子概述 133
一、功能高分子定义 133
二、功能高分子材料的特点 134
三、功能高分子的分类 134
四、功能高分子的结构 135
五、新型功能高分子材料的设计 136
六、新型功能高分子材料的应用 138
七、新型功能高分子材料的发展趋势 139
第二节 离子交换树脂产品开发与设计 140
一、离子交换树脂的定义 140
二、离子交换树脂的特点 140
三、离子交换树脂的分类 141
四、离子交换树脂的结构 141
五、离子交换树脂的原理 142
六、高端离子交换树脂的制备方法 144
七、高端离子交换树脂的开发与设计 147
八、高端离子交换树脂的用途与应用及实例 151
九、新型酯交换生产 DMC 高端产品与工艺装置及应用实例 153
第三节 吸附树脂的高端产品开发与设计 156
一、吸附树脂的定义 156
二、吸附树脂的特点 157
三、吸附树脂的性质和分类 157
四、吸附树脂的结构与组成 158
五、吸附树脂的吸附机理 159
六、高端吸附树脂的制备 160
七、高端吸附树脂的开发与设计 162
八、高端吸附树脂的应用实例 170
第四节 高吸水性树脂的高端产品开发与设计 177
一、高吸水性树脂概论 177
二、高吸水性树脂的特性 182
三、高吸水性树脂的应用 183
四、高吸水性树脂的开发及设计 184
第五节 高分子分离膜的高端产品开发与设计 189
一、高分子分离膜的分离原理及分类 189
二、高分子气体分离膜的产品开发190
三、高分子分离膜的设计与应用 192
第六节 医用高分子的高端产品开发与设计 194
一、医用高分子材料概述 194
二、生物可降解的高分子材料的开发与设计 196
三、高端医用高分子材料的开发与设计 200
四、高端体外高分子药物开发与设计实例 203
五、高端体内高分子药物开发与设计实例 214
第七节 功能高分子高端产品开发实例 219
一、可溶性聚苯胺的合成 219
二、聚苯胺导电材料的制备方法及应用 221
三、聚苯胺导电复合材料的制备方法及应用 232
四、γ-PGA 发酵生产技术及应用 241
第八节 现代生物技术与高端产品关键技术 249
一、高端生物基橡胶合成技术 250
二、生物基芳烃合成技术 256
三、生物基丙烯酰胺关键技术 263
四、生物基聚酯制备关键技术 265
五、生物基尼龙制备关键技术 270
六、生物基聚氨酯制备关键技术 274

第四章 高端精细化工中间体产品合成与设计 283
第一节 精细化工中间体概述 283
一、中间体的合成概述 283
二、精细化工中间体需加速创新 285
三、精细化工中间体需适应绿色要求 286
四、精细化工中间体绿色化研究和发展方向 286
五、高端精细化工中间体催化合成技术的发展 287
第二节 环氧烷类中间体合成与设计 289
一、环氧乙烷中间体技术及工艺设计 289
二、取代环氧乙烷中间体合成 297
三、环氧乙烷水合制备乙二醇新工艺及应用 299
第三节 低碳酸及其衍生物高端产品合成与设计 301
一、甲酸衍生物合成与设计 301
二、碳酸二甲酯合成新工艺 302
三、乙酸苯酯中间体合成新工艺 306
四、甲基丙烯关键中间体及衍生物合成新工艺 308
第四节 绿色化及清洁化关键中间体合成新工艺 309
一、氯甲酰胺合成新工艺 309
二、酸酐合成新工艺 315
三、碳酸酯中间体合成新工艺 318
四、异氰酸酯关键中间体合成新工艺 319
五、酰氯合成新工艺 321
六、邻甲基苯甲酸合成新工艺 323
七、聚碳酸酯合成新工艺 324
八、金刚烷合成新工艺 331
九、1,4-丁二醇合成新工艺 339
第五节 合成香料及其中间体绿色合成技术与新工艺 342
一、提高香料生产效率的重要手段——微波技术 342
二、芳香醛香料及其中间体的绿色氧化还原技术 344
三、醇醛类香料及其中间体的催化加氢技术 345
四、香料合成中的绿色催化 346
第六节 染料中间体高端产品合成与设计实例 348
一、丙二酸二乙酯产品的开发与设计 349
二、对硝基苯甲醛产品的开发与设计 354
三、对甲苯磺酰氯产品的开发与设计 360
四、对甲苯磺酰胺产品的开发与设计 364
五、对硝基苯甲酰氯产品的开发与设计 367
六、对氨基苯甲醛产品的开发与设计 371
七、间羟基苯甲酸产品的开发与设计 377
八、甲氧基乙酸甲酯产品的开发与设计 379
九、4,4′-二氨基二苯醚产品的开发与设计 382
第七节 医药中间体高端产品合成与设计实例 384
一、值得关注的新型医药中间体 385
二、LED 光催化技术合成药物及中间体设计 391
三、咪唑产品的开发与设计 394
四、草酸二乙酯产品的开发与设计 399
五、环丙烷甲酰氯产品的开发与设计 405
六、2-氨基 5-甲氧基嘧啶产品的开发与设计 408
七、对硝基苯乙醇产品的开发与设计 413
八、扁桃酸产品的开发与设计 416
九、氨噻肟酸产品的开发与设计 421
十、苯并咪唑产品的开发与设计 425
十一、2-噻吩乙胺产品的开发与设计 427
十二、4-氨基-2,6-二氯嘧啶产品的开发与设计 431
十三、苯氧乙酸产品的开发与设计 435
十四、苯甲酰胺产品的开发与设计 437
第八节 农药中间体高端产品合成与设计实例 440
一、三氟氯菊酸产品的开发与设计 442
二、2-氯乙醇产品的开发与设计 448
三、二苯基乙酸产品的开发与设计 450
四、邻氟苯腈产品的开发与设计 453
五、邻异丙基酚产品的开发与设计 455
六、2-氨基-4,6-二甲基嘧啶产品的开发与设计 461
七、对甲基苯乙酮产品的开发与设计 464

第五章 高端精细化学品合成与设计过程 468
第一节 高端精细化学品的绿色合成技术与设计 468
一、精细化学品绿色合成技术设计内容及意义 468
二、精细化学品绿色合成技术开发的一般程序 471
三、开发绿色精细化学品合成技术前期准备 473
四、精细化学品绿色合成技术开发与实验技术具体内容 485
第二节 高端精细化学品绿色合成技术合成产品与工艺设计 487
一、精细化学品绿色合成技术工艺路线的选择 488
二、精细化学品绿色合成技术实验设计 491
三、精细化学品绿色合成技术配方的实验室优化与工艺的确定 494
第三节 高端精细化学品绿色合成技术的中试产品及后期工作 508
一、中试产品 508
二、现场应用试验 510
三、产品质量标准的制定 511
四、产品的鉴定 512
五、产品车间规模生产的注意事项 513
第四节 高端精细化学品绿色合成技术开发实例 517
一、乳液型硅油消泡剂的配制 518
二、汽车发动机清洗液的配制 525
三、汽车挡风玻璃清洗剂的配制 535
四、环保型液体洗涤剂的配制 544
五、固体酒精的配制 549
第五节 高端绿色聚氨酯胶黏剂的配方设计实例 555
一、概述 555
二、聚氨酯分子设计 555
三、聚氨酯的黏结工艺设计 559
第六节 高端绿色胶黏剂技术开发与配方实例 565
一、概述 565
二、绿色胶黏剂开发实例 569
三、绿色胶黏剂发展趋势 600

参考文献 607