精細化工工藝學

目錄
總序
前言
第1章 緒論 1
1.1 精細化工與精細化學品的溯源與釋義 1
1.1.1 精細化工的前世今生 1
1.1.2 精細化工與精細化學品的內(nèi)涵 2
1.2 精細化學品的分類與特點 3
1.2.1 精細化學品的分類 3
1.2.2 精細化工的特點 3
1.3 我國精細化工的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題 4
1.3.1 我國精細化工發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.3.2 世界精細化工發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.3.3 我國精細化工存在的問題 6
1.3.4 精細化工的發(fā)展趨勢 6
1.4 精細化工工藝學的研究范疇 7
參考文獻 8
第2章 精細有機合成單元反應 9
2.1 概述 9
2.1.1 精細有機合成反應的類型 9
2.1.2 精細有機合成單元反應分類 9
2.2 芳香族親電取代反應 10
2.2.1 反應類型和反應歷程 10
2.2.2 鹵化反應 11
2.2.3 磺化反應 16
2.2.4 硝化反應 26
2.2.5 烴化反應 32
2.2.6 酰化反應 39
2.2.7 重氮鹽的偶合反應 43
2.3 氧化與還原 46
2.3.1 氧化與還原反應的定義和特點 46
2.3.2 空氣液相氧化 47
2.3.3 空氣的氣-固相接觸催化氧化 51
2.3.4 化學氧化 54
2.3.5 硝基的傳統(tǒng)還原 55
2.3.6 催化氫化 59
2.4 氨解與胺化 63
2.4.1 氨解與胺化的定義和特點 63
2.4.2 醇羥基的氨解與催化胺化 63
2.4.3 羰基化合物的還原胺化 64
2.4.4 加成胺化 65
2.4.5 鹵代烴的氨解 65
2.4.6 芳環(huán)上其他取代基的氨解 67
2.4.7 N-烴化反應 68
2.4.8 典型氨解品種案例——苯酚和過量的氨制備苯胺 69
2.5 重氮化和重氮鹽的轉(zhuǎn)化 70
2.5.1 重氮化反應 70
2.5.2 重氮鹽的轉(zhuǎn)化 73
2.6 酯化和酯交換 77
2.6.1 酯化反應 77
2.6.2 酯交換反應 82
參考文獻 84
第3章 精細化學品的合成路線設計 86
3.1 有機化合物逆合成分析簡介 86
3.1.1 引言 86
3.1.2 基本概念 86
3.1.3 切斷分析法簡介 87
3.2 一基團的切斷分析 88
3.2.1 簡單醇的切斷 88
3.2.2 由醇衍生的化合物的切斷分析 90
3.2.3 簡單烯烴的切斷 91
3.2.4 芳香酮的切斷 91
3.2.5 控制 92
3.2.6 簡單酮和羧酸的切斷 93
3.3 二基團的切斷分析 94
3.3.1 1， 3 位氧化的碳骨架 94
3.3.2 1， 5-二羰基化合物 99
3.3.3 “不合邏輯”的二基團切斷 102
3.3.4 “不合邏輯”的親電試劑 106
3.3.5 1， 4-二氧化的模式 108
3.3.6 其他“不合邏輯”的合成子 110
3.3.7 1， 6-二羰基化合物 110
3.4 雜環(huán)化合物的切斷分析 112
3.4.1 醚和胺 112
3.4.2 雜環(huán)化合物 114
3.5 精細化學品的合成戰(zhàn)略 117
3.5.1 收斂型合成 117
3.5.2 碳雜原子鍵的切斷 119
3.5.3 稠環(huán)化合物的切斷——共同原子法 120
3.5.4 切斷前可供選擇的官能團互換——合成的成本 121
3.5.5 官能團的添加——合成飽和烴的戰(zhàn)略 122
3.6 精細化學品合成路線設計的案例 123
參考文獻 127
第4章 精細化學品的生產(chǎn)工藝及設備 129
4.1 概述 129
4.1.1 精細化學品的生產(chǎn)技術(shù)方案 129
4.1.2 精細化工工藝流程的組織 131
4.1.3 工藝過程設計 131
4.1.4 配方優(yōu)化與工藝優(yōu)化 131
4.2 精細化學品生產(chǎn)工藝的設計 132
4.2.1 工藝路線的選擇 132
4.2.2 生產(chǎn)方式的選擇 132
4.2.3 生產(chǎn)項目設計的主要程序 133
4.3 精細化學品主要生產(chǎn)設備 134
4.3.1 設備的分類 134
4.3.2 化工物料輸送設備 134
4.3.3 反應設備 134
4.3.4 攪拌與混合設備 136
4.3.5 換熱設備 137
4.3.6 分離設備 138
4.3.7 容器設備 142
4.4 表面活性劑及合成洗滌劑的生產(chǎn)工藝 143
4.4.1 表面活性劑 143
4.4.2 合成洗滌劑 144
4.4.3 表面活性劑生產(chǎn)工藝 145
4.4.4 合成洗滌劑生產(chǎn)工藝 148
4.5 合成材料助劑及其生產(chǎn)工藝 149
4.5.1 增塑劑及其生產(chǎn)工藝 149
4.5.2 阻燃劑及其生產(chǎn)工藝 152
4.5.3 抗氧劑及其生產(chǎn)工藝 153
4.5.4 熱穩(wěn)定劑及其生產(chǎn)工藝 155
4.6 膠黏劑及其生產(chǎn)工藝 156
4.6.1 膠黏劑的分類和組成 157
4.6.2 溶液型和乳液型膠黏劑 158
4.6.3 反應型膠黏劑 162
4.6.4 橡膠型膠黏劑 167
4.6.5 熱熔型膠黏劑 169
4.6.6 壓敏型膠黏劑 170
4.7 涂料及其生產(chǎn)工藝 170
4.7.1 涂料的分類和組成 171
4.7.2 涂料的固化機理 172
4.7.3 溶液型涂料及其生產(chǎn)工藝 172
4.7.4 乳液型涂料及其生產(chǎn)工藝 173
4.7.5 粉末型涂料及其生產(chǎn)工藝 174
4.8 染料、顏料的生產(chǎn)工藝 176
4.8.1 染料的分類 176
4.8.2 染料的生產(chǎn)工藝 178
4.8.3 顏料的生產(chǎn)工藝 180
4.9 香料、香精的生產(chǎn)工藝 182
4.9.1 香料的分類 183
4.9.2 植物性天然香料及其生產(chǎn)工藝 183
4.9.3 單離香料的生產(chǎn)方法 184
4.9.4 合成香料 185
4.9.5 香精 185
4.10 食品添加劑及其生產(chǎn)工藝 187
4.10.1 食品添加劑的分類 187
4.10.2 防腐劑及其生產(chǎn)工藝 187
4.10.3 食用色素及其生產(chǎn)工藝 190
4.11 生物精細化學品的生產(chǎn)工藝 191
4.11.1 檸檬酸的生產(chǎn)工藝 192
4.11.2 味素的生產(chǎn)工藝 193
參考文獻 194
第5章 精細化學品的綠色合成新技術(shù) 195
5.1 概述 195
5.1.1 精細化學品的清潔生產(chǎn) 195
5.1.2 精細化學品生產(chǎn)中的生物技術(shù) 199
5.1.3 精細化學品生產(chǎn)中的納米技術(shù) 201
5.2 精細化學品的綠色合成介質(zhì) 203
5.2.1 無溶劑合成 203
5.2.2 水相合成 204
5.2.3 聚乙二醇或聚丙二醇中合成 204
5.2.4 超臨界二氧化碳 205
5.2.5 離子液體 206
5.2.6 氟碳溶劑 208
5.3 精細化學品的合成催化劑 208
5.3.1 固體酸堿催化劑 209
5.3.2 金屬絡合物催化劑 216
5.3.3 納米金屬/合金催化劑 220
5.3.4 手性催化劑 224
5.3.5 協(xié)同催化反應催化劑 229
*5.3.6 生物酶催化劑 233
*5.3.7 石墨烯類催化劑 238
*5.4 精細化學品清潔合成新技術(shù)展望——超分子化學 241
5.4.1 分子自組裝催化體系 242
5.4.2 仿生催化劑 245
5.4.3 金屬-有機框架材料催化劑 253
5.4.4 分子開關(guān)催化體系 257
參考文獻 260
第6章 精細化學品的商品化 270
6.1 概述 270
6.1.1 精細化學品商品化的內(nèi)涵 270
6.1.2 精細化學品商品化的意義 270
6.1.3 協(xié)同效應 270
6.1.4 配伍性 271
6.1.5 商品化技術(shù) 271
6.2 典型精細化學品的商品化 272
6.2.1 染料 272
6.2.2 有機顏料 276
6.2.3 涂料 284
6.2.4 農(nóng)藥 289
6.2.5 化妝品 291
參考文獻 303
第7章 精細化學品生產(chǎn)安全與環(huán)保 304
7.1 精細化學品生產(chǎn)與安全 304
7.1.1 精細化學品生產(chǎn)的特點 304
7.1.2 精細化學品生產(chǎn)中的危險性分析 305
7.1.3 安全生產(chǎn)的重要性 307
7.2 精細化學品生產(chǎn)安全基礎(chǔ) 308
7.2.1 案例 308
7.2.2 危險化學品的分類與特性 310
7.2.3 危險化學品造成化學事故的主要特征 313
7.2.4 危險化學品事故發(fā)生機理 313
7.2.5 精細化學品生產(chǎn)中危險化學品的貯存安全 313
7.3 精細化學品生產(chǎn)安全管理 317
7.3.1 案例 317
7.3.2 精細化學品生產(chǎn)事故的特點 318
7.3.3 精細化學品生產(chǎn)事故的主要原因 319
7.3.4 精細化學品生產(chǎn)安全評價 320
7.3.5 安全生產(chǎn)管理 320
7.3.6 安全生產(chǎn)目標管理 322
7.3.7 安全生產(chǎn)檢查 322
7.4 精細化學品生產(chǎn)安全技術(shù)措施 323
7.4.1 案例 323
7.4.2 典型化學反應的安全技術(shù) 324
7.4.3 生產(chǎn)工藝參數(shù)的安全控制 328
7.5 精細化學品生產(chǎn)與環(huán)境保護 331
7.5.1 案例 331
7.5.2 精細化學品生產(chǎn)污染的種類和來源 333
7.5.3 三廢處理的主要原則 334
7.5.4 精細化學品生產(chǎn)三廢處理技術(shù) 335
7.5.5 精細化學品生產(chǎn)難降解廢水的治理技術(shù) 340
7.6 精細化學品企業(yè)清潔生產(chǎn) 346
7.6.1 案例——季戊四醇的清潔生產(chǎn) 346
7.6.2 實現(xiàn)企業(yè)清潔生產(chǎn)的途徑 351
7.7 生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng) 353
7.7.1 案例——生態(tài)工業(yè)園案例 353
7.7.2 生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)概述 355
7.7.3 生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)建設 356
7.7.4 生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的特征 356
7.7.5 生態(tài)工業(yè)園區(qū)與清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟 357
7.7.6 精細化學品生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展趨勢 358
參考文獻 359