当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 >  第二章 单元反应 >  2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应 >  考核-视频(附件含PPT)2.2

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下一节:讲义 2.2

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考核-视频(附件含PPT)2.2课程教案、知识点、字幕

同学们好

今天我们讲具体的单元反应

精细化学品中

涉及到的单元反应非常多

而我们只有一章的内容来讲

所以

我们只能把比较重要的内容

拿出来讲解

我们主要讲授单元反应的定义

概念和目的

以及用什么样的方法或者试剂

可以进行这种反应

我们会针对具体的反应进行举例

来帮助大家巩固和理解单元反应

我们在回顾有机化学知识时提到

我们学的第一个反应是

烷烃的取代反应

也就是用氯气取代烷烃中的氢

通过这个反应

我们可以把氯元素引入到了烷烃当中

这个反应又被称为氯化反应

这也就是我们要讲的第一个单元反应

卤化反应

它是在有机物中引入卤素的反应

卤素包括F Cl Br I

对应的卤化反应

也就是F化 Cl化 Br化和I化反应

其中 氯化反应的成本比较低

在工业生产当中

它的应用是比较广泛的

而氟化反应的活性过高

反应过于剧烈不好控制

一般通过间接法来制备氟代衍生物

常用的卤化反应有三种

第一个

也就是刚才我们所说到的取代反应

又可以通过加成反应

比如在烯烃与卤代酸反应

来引入卤素

另外

我们还可以通过置换反应来引入卤素

在取代反应中

通常会用卤素来做卤化试剂

而在用加成反应时

通常会用卤素的酸

也就是卤代酸做卤化试剂

其它可用的卤化试剂

还有一些卤素的氧化物

例如次氯酸等等

我们来看一个例子

由松香合成一种

具有生物活性的化合物

我们只看卤化反应这一部分

也就是标号为2的化合物

生成3化合物的这一步

化合物2为去氢枞酸甲酯

与nbs反应

可以得到12位溴化的衍生物

其中nbs是氮-溴代琥珀酰亚胺

是一种常用的溴化试剂

在这个溴化反应当中呢

我们可以看出来

是在苯环上的一个亲电取代反应

我们分析一下

它的最终产物取代基的位置

也就是溴化的位置

我们先看化合物2的结构

化合物2中含有苯环

苯环为负电中心

所以容易发生亲电反应

而在这个苯环上

有一个取代基是异丙基

它是一个烷烃类供电子基团

所以它对苯环的亲电反应来说

是一个活化基团

那么活化基团对应生成的化合物

为邻对位的化合物

也就是异丙基的邻对位溴化产物

根据我们先修知识松脂的介绍当中

我们讲到松香的标号

异丙基所在的位置是13号位

那么取代基的位置

就应该是13号位的邻位

12号位和14号位

以及异丙基的对位位置9号位

而9号位置连接着中间的环

对于对位的9号位不能生成溴化产物

那么就是说化合物2

与nbs发生溴代反应

可以生成的一溴代化合物

就可能是12号位的溴代化合物

和14号位的溴代化合物

而为什么我们反应式当中

所显示出来的取代基

只写了化合物12号位上的

溴代化合物呢

同学们思考一下

14号位为什么没有被取代

什么原因阻碍了这个取代反应

我们会发现

在14号位离得中间环是比较近的

对于14号位来说

会有一个很大的空间位阻

但12号位并没有这个空间位阻

那么很明显

12号位更容易生成一溴代取代物

也就是分子式里面所写到的

3这个化合物结构

但是从反应的原理来说

14号的位置也是有溴代产物产生的

希望同学们能够利用

我们所学的基础知识

来分析具体的化学反应当中

可能生成的产物

因为在工业生产中

并不能简单的直接得到

我们的目标产物

会产生非常多的副产品

我们就要考虑可能会有哪些副产品

如何分类出来这些副产品

我们要讲的第二个单元反应

是磺化反应

磺化反应是在有机化合物中的分子中

引入磺酸基的反应

这是它的定义

那么引入磺酸基的目的是什么呢

因为磺酸基

是一个亲水性比较强的基团

并且有一定的酸性

所以引入磺酸基

可以增加化合物的水溶性和酸性作用

例如

在制备洗涤剂12烷基苯磺酸钠时

是在12烷基苯中引入了磺酸基团

那么这个磺酸基团

就增加了整个分子的亲水性

使分子具有优异的表面活性

是一个非常理想的

洗涤用的表面活性剂

另外 通过引入磺酸基团

还可以增加物质与纤维的亲和力

这主要是因为纤维的表面

多为羟基的结构

而与磺酸基的相容性是比较好的

引入磺酸基

还具有其它的一些化学反应的目的

例如

我们还可以把磺酸基团

转化成其它的基团

比如转化为羟基等

有的时候引入磺酸基

也是因为可以使它反应更顺利

最后再经过水解

把磺酸基去掉

在磺化反应中

常用的磺化试剂有硫酸

发烟硫酸

三氧化硫

氨基硫酸

及亚硫酸盐

我们来看具体的例子

以松香酸中的去氢枞酸为反应原料

我们在刚讲的卤代反应实例中分析过

去氢枞酸的这个结构当中

有苯环结构

可以发生亲电取代反应

取代的位置主要为12位上

那么我们也就可以得到

12号位的磺酸基去氢枞酸

这是一个优良的医药中间体

把它与氢氧化钠反应

可以得到二钠盐

一种抗胃溃疡的药物

实际上我们接触的第一个亲水性基团

应该是羟基

在有机化合物分子当中

引入羟基的反应

我们称为羟基化反应

也就是我们要讲的第三个单元反应

羟基化反应的目的

通常是用来制备各种醇

或者酚类的化合物

被用在生产染料 农药 医药助剂

香料和食品添加剂当中

引入羟基的方法主要为水解法

有卤代烷 芳伯胺 重氮盐

和酯皂化等水解的方法

我们来看例子

芳樟醇 橙花醇 香叶醇 月桂醇

和松油醇

都是非常好的香料

或者香料的中间体

它们都是经过对应的酯oAC

经过皂化作用

也就是氢氧化钠的碱性条件下

水解来得到的

我们要讲的第四个单元反应

是酰化反应

它是在有机化合物分子当中的

碳 氮 硫等原子上

引入酰基的反应

比如说羧酸的碳酰基

又叫羰基

以及磺酸的硫酰基

常用的酰化试剂

有对应的羧酸 酸酐

以及酰氯等等

我们以松香酸中稳定的去氢枞酸为例

来分析一下它可以进行的酰化反应

在去氢枞酸当中含有一个羧基

所以它可以把羧酸当中的碳酰基

引入到其他的化合物当中去

那么去氢枞酸中的

这个羧酸的反应性能怎么样呢

我们在去氢枞酸分子式中会发现

羧酸基团旁边就是一个三元环的结构

这个三元环对羧酸来说

是一个很大的空间位阻

这就极大降低了羧酸的反应性能

一般烷烃的羧酸

可以在稀酸的酸性催化下

稍微加热就可以与醇反应

但是去氢枞酸的羧酸羰基反应活性

比较弱

在上面所说的条件下并不能与醇反应

那么我们怎么样

去促使这个反应的进行呢

第一个方法就是增大反应条件

比如说把温度升高

当温度升到270到290摄氏度时

在催化剂的作用下

松香酸可以与醇类的化合物反应

但是能否用来与甲醇和乙醇

进行酯化反应呢

并不能

是因为甲醇和乙醇的沸点比较低

它在需要的反应温度270摄氏度时

是气态的状态

很难进行反应

所以升高反应温度的方法

只能把去氢枞酸

与沸点比较高一些的醇类化合物反应

例如甘油或者季戊四醇

这也就是松香酸与甘油

和季戊四醇反应

来制备松香酸甘油酯

松香季戊四醇酯的反应原理

那么我们还有一个问题没有解决

也就是松香酸

如何与低沸点的甲醇和乙醇反应呢

我们还可以采用增加底物的反应性能

例如 羧酸的反应活性比较低

那我们把羧酸进行活化

变成含有羰基的

反应活性比较高的化合物

例如 把松香酸经过酰氯化反应

变成松香酰氯

那么它就可以与甲醇和乙醇

在室温下反应

来得到对应的酯

还有一种方法

就是使用高反应活性的酯化试剂

比如硫酸二甲酯

一种反应活性非常高的甲酯化试剂

它与松香酸反应

也可以在相对比较温和的条件下

生成松香酸甲酯

所以在真正的工业生产当中

我们还会遇到反应活性比较低的原料

那么我们通常会采用提高反应温度

压力等条件

或者增强底物的反应活性

以及采用高反应活性的试剂

去解决这个反应问题

我们回顾一下这节课所讲的知识

我们这节课讲了卤化反应

磺化反应

羟基化反应

和酰化反应

分别对应着

在化合物中引入卤素

磺酸基

羟基和酰基的反应

我们并以松香酸为例

讲解了如何去分析化学反应中的产物

特别是要注意副产物

我们也以松香酸为例

来分析解决了原料反应活性低的问题

我们在下节课当中

会继续讲解单元反应

希望同学们继续关注我们的课程

精细化学品生产工艺学课程列表:

第一章 绪论

-0 课程简介和参考资料

--考核-视频(附件含PPT)

--参考书籍-1

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--征集课程辅助资料需求

--讨论贴:精细化工行业就业

--北林林化专业第一次直播课(录屏备用版)

--最新资讯分享

-1.1 精细化学品的定义和分类

--考核-视频(附件含PPT) 1.1

--讲义 1.1

--考核-习题 1.1

--讨论:精细化学品分类

-1.2 精细化工的特点

--考核-视频(附件含PPT)1.2

--讲义 1.2

--考核-习题 1.2

--讨论:精细化工的特点

-1.3 精细化工现状和发展趋势

--视频(附件含PPT)1.3

--讲义 1.3

--习题 1.3

--讨论:精细化工企业规模发展

-1.4 精细化工原料及林产精细化工

--视频(附件含PPT)1.4

--讲义 1.4

--习题 1.4

--讨论:【思政教育】透过精细化工行业,如何看美国、中国和非洲发展?在专业领域,我们能做什么?

--讨论:【知识点拓展】天然产物精细化学品

--辅助教学材料-皂荚树挂果情况

--辅助教学材料-皂荚果实、皂荚种仁、皂荚树培育区、挂果皂荚树

-1.5 拓展-访谈:精细化工中的法律知识

--视频(附件含PPT)1.5

--讲义 1.5

--习题 1.5

-1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用

--视频(附件含PPT)1.6

--讲义1.6

-讨论:【课程拓展】精细化工中的科技英语

-讨论:精细化学品与“摆摊经济”

-作业:【北林混合式教学线上学习要求】第一章笔记

-第一章 绪论 学习重点及知识点结构导图

-考核-讨论:由精细化工中的法律知识谈职业素养

第二章 单元反应

-2.1-1 先修知识介绍-有机化学基础知识

--视频(附件含PPT)2.1-1

--讲义 2.1-1

--习题 2.1-1

-2.1-2 先修知识介绍-淀粉和纤维素化学结构

--视频(附件含PPT)2.1-2

--讲义 2.1-2

--习题 2.1-2

-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介

--视频(附件含PPT)2.1-3

--讲义 2.1-3

--习题 2.1-3

--讨论:琥珀与松香

--辅助教学视频-落叶松

--辅助教学视频-普通松香与歧化松香

-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应

--考核-视频(附件含PPT)2.2

--讲义 2.2

--考核-习题 2.2

--参考文献:溴化反应举例

-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应

--考核-视频(附件含PPT)2.3

--讲义 2.3

--考核-习题 2.3

-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应

--考核-视频(附件含PPT)2.4

--讲义 2.4

--考核-习题 2.4

-第二章 单元反应汇总

--第二章 单元反应 学习重点及框架结构导图

--松香单元反应汇总-1

--松香单元反应汇总-2(附件含PPT)

--松香基衍生物合成相关文献资料

-讨论:林产资源及可进行的单元反应

-讨论:以某类精细化学品为例,分析其生产中的单元反应

-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记

-考核-讨论:谈谈对梁希精神的理解

-作业:梁希混合式教学笔记(松香树脂酸反应汇总)

第三章 表面活性剂

-3.1 表面活性剂概述

--考核-视频(附件含PPT)3.1

--讲义 3.1

--习题 3.1

--讨论:日用品之企业

-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念

--考核-视频(附件含PPT)3.2-1

--讲义 3.2-1

--考核-习题 3.2-1

--辅助视频-鸡尾酒配置

--辅助教学视频-彩虹糖水

--辅助教学视频-漂浮在水面的针

--辅助教学视频-水上运动

--讨论(视频)-动感油滴工艺品

--讨论(视频)-超疏水木材疏水效果

--讨论:鸡尾酒中的课程知识

-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类

--考核-视频(附件含PPT)3.2-2

--讲义 3.2-2

--考核-习题 3.2-2

--参考文献:6分39秒以及11分50秒

--讨论(视频)-跳舞的泡泡

--讨论:使用氨基酸表面活性剂的洁面究竟对皮肤有什么好处呢?

-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力

--考核-视频(附件含PPT)3.2-3

--讲义 3.2-3

--考核-习题 3.2-3

--讨论:表面张力的应用实例分析

-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质

--考核-视频 3.2-4

--讲义 3.2-4

--考核-习题 3.2-4

--参考文献:堆积理论

--讨论:胶束化性质知识点解析

-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法

--考核-视频(附件含PPT)3.2-5

--讲义 3.2-5

--考核-习题 3.2-5

--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法

-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质

--考核-视频(附件含PPT)3.2-6

--讲义 3.2-6

--考核-习题 3.2-6

-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用

--考核-视频(附件中含PPT)3.2-7

--讲义 3.2-7

--考核-习题 3.2-7

--辅助教学视频-反泡泡

--辅助教学材料-洗发水与护发素成分对比

--参考文献: 10分10秒 表面活性剂在无机材料中应用

--讨论:面霜 护手霜可否用来擦皮鞋?

--讨论(视频):眼镜防雾小妙招

-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素

--考核-视频(附件中含PPT)3.2-8

--讲义 3.2-8

--参考文献: 12分

--习题 3.2-8

--辅助教学视频-食盐对洗洁精粘度的影响

--讨论(视频):隐性眼镜护理液和洗洁精的乳化效果

-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香

--考核-视频(附件中含PPT)

--讲义 3.3-1

--考核-习题 3.3-1

-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺

--视频(附件中含PPT)

--讲义 3.3-2

--习题 3.3-2

-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂

--考核-视频(附件中含PPT)3.3-3

--讲义 3.3-3

--习题:3.3-3

--参考文献:6分20秒

--参考文献:6分40秒

--参考文献:8分

--参考文献-非视频内引用1

--参考文献-非视频内引用2

--讨论:松香基表面活性剂相关研究

-3.4 常用表面活性剂产品

--视频(附件中含PPT)3.4

--讲义 3.4

--习题:3.4

--讨论:日用品中的表面活性剂

--讨论:洗涤用品中的表面活性剂

-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力

--考核-视频 3.5

--讲义 3.5

--习题 3.5

--辅助教学材料-一滴洗洁精的魅力 棉签版

--辅助视频-洗洁精魅力系列

-第三章 表面活性剂汇总

--第三章 表面活性剂汇总-1

--第三章 表面活性剂汇总-2

-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1

-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2

-第三章 表面活性剂 学习要点及框架结构导图

-考核-讨论:表面活性剂的“神奇之处”

-前三章知识点翻转课堂(含实验)

-作业:前三章讨论课总结(需上传)

-作业:梁希混合式第三章笔记

第四章 胶粘剂

-4.1 胶粘剂概述

--考核-视频(附件含PPT)4.1

--讲义 4.1

--考核-习题 4.1

--辅助教学食品-牛奶蛋白胶

--辅助教学食品-自制史莱姆

--讨论:你所用过的胶粘剂

-4.2 植物单宁胶粘剂

--考核-视频(附件含PPT) 4.2

--讲义 4.2

--考核-习题 4.2

-4.3 松香胶粘剂

--考核-视频(附件含PPT) 4.3

--讲义 4.3

--习题 4.3

--辅助教学视频-松香胶粘剂?

--讨论:松香经改性可用作哪些胶粘剂?

-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂

-- 视频(附件含PPT) 4.4

--讲义 4.4

--习题 4.4

--讨论:软包装胶粘剂的结构特征

-第四章 胶粘剂 学习要点及思维导图

-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)

-讨论:家装胶粘剂

-考核-讨论:单宁制备胶粘剂的优缺点?

第五章 食品添加剂

-5.1 食品添加剂概述

--考核-视频(附件含PPT)5.1

--讲义 5.1

--考核-习题 5.1

--辅助教学视频-饮料中的色素

--辅助教学视频-食品制作-泡打粉与小苏打

-5.2 食品抗氧化剂

--考核-视频(附件含PPT)5.2

--讲义 5.2

--考核-习题 5.2

--讨论:抗氧化剂与防腐剂

--讨论:植物单宁抗氧化剂与植物单宁胶粘剂

-5.3-1 食用香料概述

--考核-视频(附件含PPT)5.3-1

--讲义 5.3-1

--习题 5.3-1

-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产

--考核-视频(附件含PPT)5.3-2

--讲义 5.3-2

--考核-习题 5.3-2

--辅助教学视频-精油蒸馏实验教学视频

--辅助教学资料-迷迭香原料

--辅助教学资料-洋甘菊原料

--辅助教学资料-薰衣草原料

-5.3-3 食用香料-香料单离技术

--考核-视频(附件含PPT)5.3-3

--讲义 5.3-3

--考核-习题 5.3-3

-5.3-4 食用香料-合成食用香料

--视频(附件含PPT)5.3-4

--讲义 5.3-4

--习题 5.3-4

-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成

--视频(附件含PPT)5.3-5

--讨论:天然食用香料

-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖

--考核-视频(附件含PPT)5.4

--讲义 5.4

--习题 5.4

--讨论:甜味剂

-5.5 拓展-访谈:食品添加剂的安全问题

--视频(附件含PPT)5.5

--讲义 5.5

--习题 5.5

-讨论:天然色素-精细化工之“色彩”

-第五章 食品添加剂 学习要点及思维导图

-第五章 笔记

-考核-讨论:身边的食品添加剂

第六章 医药制剂

-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂

--考核-视频(附件含PPT)6.1

--讲义 6.1

--考核-习题 6.1

--辅助教学材料-产鹿茸鹿视频

--辅助教学资料--悦康药业银杏叶提取物注射液

--讨论:天然产物医药制剂的优势及应用

-6.2 松节油合成冰片

--考核-视频(附件含PPT)6.2

--讲义 6.2

--习题 6.2

--讨论:医药中间体行业

-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展

--视频(附件含PPT)6.3

--讲义 6.3

--习题 6.3

--讨论:对新药研发的认识

-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识

--视频 6.4(含PPT pdf版)

--讲义 6.4

--讨论:驱避剂产品与驱避机理

-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)

-第六章 医药制剂 学习要点及知识点导图

-考核-讨论:医药、保健品和医药发展

第七章 造纸化学助剂

-7.1 造纸助剂概述

--考核-视频(附件含PPT)7.1

--讲义 7.1

--考核-习题 7.1

--辅助教学视频-防火纸实验

--讨论:对纸的认识

-7.2 造纸施胶剂概述

--考核-视频(附件含PPT)7.2

--讲义 7.2

--考核-习题 7.2

-7.3 强化松香施胶剂

--视频(附件含PPT)7.3

--讲义 7.3

--习题 7.3

--讨论视频:松香施胶剂的认识

--讨论:造纸施胶剂种类与生产原理

-7.4 纸张增强剂

--考核-视频(附件含PPT)7.4

--讲义 7.4

--考核-习题 7.4

-第七章 造纸助剂 学习要点及思维导图

-第七章 造纸助剂笔记

-考核-讨论:造纸助剂及其作用

-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)

第八章 涂料

-8.1 概述

--考核-视频(附件含PPT)8.1

--讲义 8.1

--考核-习题 8.1

-8.2 松香在涂料中应用

--视频(附件含PPT)8.2

--讲义 8.2

--习题 8.2

-8.3 带锈涂料

--考核-视频(附件含PPT)8.3

--讲义 8.3

--考核-习题 8.3

--第八章 涂料笔记

-第八章 涂料 学习要点及结构导图

-考核-讨论:特种涂料

第九章 其它精细化学品

-9.1-1 油墨概述

--考核-视频(附件含PPT)9.1-1

--讲义 9.1-1

--考核-习题 9.1-1

-9.1-2 油墨结构与生产过程

--考核-视频(附件含PPT)9.1-2

--讲义 9.1-2

--考核-习题 9.1-2

-9.1-3 松香在油墨中的应用

--视频(附件含PPT)9.1-3

--讲义 9.1-3

--习题 9.1-3

--讨论:松香衍生物及其应用

-9.2 活性炭纤维

--考核-视频(附件含PPT)9.2

--讲义 9.2

--考核-习题 9.2

--第九章其它精细化学品笔记

-第九章 其它精细化学品 学习要点、结构导图和精华笔记

-考核-讨论:你所感兴趣的功能材料及其功能性或特殊性

-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)

第十章 精细化学品的分析

-10.1 碳和氢元素分析

--视频(附件含PPT)10.1

--讲义 10.1

--考核-习题 10.1

-10.2 氮元素分析

--视频(附件含PPT)10.2

--讲义 10.2

--考核-习题 10.2

-10.3 硫和卤素分析

--考核-视频(附件含PPT)10.3

--讲义 10.3

--考核-习题 10.3

-10.4 精细化工产品的仪器分析法

--考核-视频(附件含PPT)10.4

--讲义 10.4

--考核-习题 10.4

-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记

-第十章 精细化学品的分析笔记

-考核-讨论:某种精细化学品的分析和鉴定

拓展-讨论课视频分享

-北林林化讨论课视频

--北林林化09 大学生创业-轮船涂料-宣传片

--北林林化12-戏说苹果醋

--北林林化13-比厨招亲

--北林林化16-来一起制作泡泡液吧

--北林林化16-手工皂制作

--北林林化17讨论课视频汇总

--北林林化16-洗衣粉、洗衣液、洗洁精和肥皂对可乐、口红、红油和泥土的去污能力对比

--北林林化16-天然色素与洗洁精的碰撞

-线下拓展课程-一滴洗洁精实验2019秋

考核-视频(附件含PPT)2.2笔记与讨论

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