当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 > 第二章 单元反应 > 2.4 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
同学们
今天我们继续讲解单元反应
我们先来看在初中就接触过的反应
氧化和还原反应
氧化反应是指
在有机分子当中增加氧或者减少氢
或者两者都有的反应
发生氧化反应的目的是
可以得到含氧的化合物
例如醇 醛 酸酐
过氧化物 环氧化合物
酸 醌等等
氧化反应常采用的氧化剂
有气态的氧或者化学氧化剂
例如高锰酸钾 重铬酸钾
硝酸 双氧水等等
从氧化能力上来讲
高锰酸钾和重铬酸钾
它的氧化能力更强
氧气和双氧水相对要弱一些
我们来看
由松节油当中的α蒎烯
来制备芳樟醇的反应
芳樟醇是目前全世界用量最大的香料
在反应当中
第一步是蒎烯被氧气氧化
在50摄氏度时可以生成过氧化物
也就是第二个化合物
这一步是氧化反应
后面的反应
我们在学习了还原反应之后再分析
与氧化反应相对应的就是还原反应
它是指在有机分子当中增加氢
或者减少氧
或者两种都有的这种反应
例如 由硝基苯制备芳胺
将醛 酮 酸
还原为相应的醇或烃类的化合物
由醌来还原为相应的酚
还原反应常用的催化试剂
有骨架镍和钯炭等等
我们仍然以松节油中的蒎烯
来制备芳樟醇为例
只是在这个反应当中
跟氧化反应当中所使用的步骤不同
它的第一步
是把六元环里面的双键加了氢
变成了饱和的环烷烃
那么这个过程就是还原的过程
我们再继续看
从第二个化合物
转换为第三个化合物时
它是与氧气发生的氧化反应
生成了过氧化物
再继续往后看
第三个化合物蒎烷烃过氧化物
与硫化钠反应
生成了第四个化合物蒎烷醇
将过氧化物还原为了醇
这也是还原反应
最后把蒎烷醇的环打开
可以得到目标化合物 芳樟醇
这个反应步骤
经过了还原 氧化 再还原
和裂解的过程
这个反应的原料和最终的产物
都跟我们在氧化反应当中
所举的例子是一样的
我们再把氧化反应中的例子
拿出来看一下
由α蒎烯第一步经过过氧化
生成蒎烯的过氧化物
第二步是与硫化钠反应
在80到90摄氏度
过氧化物转化成了烷烃醇
这一步属于还原反应
也就是得到第三个化合物 蒎烯醇
再在钯炭催化剂的作用下
与氢气反应发生加氢
还原反应
得到蒎烷醇
最后一步跟刚才的反应是相同的
高温裂解转化为芳樟醇
这个反应步骤是氧化反应
两步还原反应
和裂解反应
以上我们所举的
两种制备芳樟醇的反应步骤
说明了我们利用同样的原料
可以通过不同的过程
来获得同样的目标物
除了我们前面介绍的单元反应之外
另外
还有异构化 裂解
歧化反应等单元反应
我们以松香中枞酸型树脂酸为例
来看一下异构化和歧化反应
先看异构化反应
我们知道枞酸型树脂酸
包括左旋海松酸
新枞酸
长叶松酸
和枞酸
这四种松香树脂酸之间
可以发生异构化反应
也就是说可以互相转化
例如
在盐酸调溶液pH=3的乙醇溶液当中
回流反应3到6个小时
可以使异构化反应达到一定的平衡
其中枞酸的含量可高达70%左右
我们再来看松香的歧化反应
对于歧化反应
可能很多同学比较陌生
歧化反应是指一个反应当中
既有还原又有氧化的反应
也就是氧化和还原同时进行的反应
我们来看图中反应的右侧
异构化后得到的枞酸
可以进行加氢还原反应
当一分子枞酸加一分子氢气时
它可以生成二氢枞酸
此处二氢枞酸的双键的位置
我们画的是虚线
表示在这三个位置当中
都可以形成单个的双键形式
当枞酸加两分子氢气时
它可以形成四氢枞酸
同时在反应体系中
枞酸又可以脱氢
也就是减氢
这样它就重新形成了一个双键
加上原来有的两个双键
可以形成三个双键
那么这三个共轭双键
就可以形成一个稳定的苯环结构
也就是形成脱氢枞酸
又叫去氢枞酸
在整个歧化反应过程中
枞酸的脱氢和加氢是同时进行的
它的产物称为歧化松香
那么在歧化松香当中
它就含有二氢枞酸
四氢枞酸
和去氢枞酸三种化合物
是一个混合物的产品
我们以林产资源比较有代表性的
松香原料中树脂酸枞酸为例
来总结巩固一下这一章的单元反应
枞酸的活性基团主要有两个
一个是双键
一个是羧酸
先回顾一下双键发生的反应
它可以发生氧化反应
生成脱氢枞酸
也可以发生还原反应
得到二氢枞酸和四氢枞酸
如果氧化和还原反应同时进行
就是歧化反应
松香的第二个反应基团
羧酸可以进行的反应呢
我们在酰化反应中讲到
可以制备多种酯类的物质
枞酸的还原产物去氢枞酸比较稳定
它形成了苯环的结构
也赋予了它可以进行
苯环上的亲电反应
可以生成去氢枞酸卤代产物
和磺化产物
以上反应得到的化合物
分别可用作不同的精细化学品
例如松香甘油酯可作为胶粘剂来使用
我们在后面的章节中
会详细讲解其生产工艺过程
好 同学们
第二章的单元反应
希望同学们可以掌握
各种单元反应的定义 目的
和所用的化学试剂
并且学会分析原料里面的化学结构
和可能产生的所有最终产物
学着利用化学结构来设计单元反应
来获得我们需要的精细化学品
这一章内容理论性比较强
相对比较难
我们在后面的
具体精细化学品生产实例当中
会慢慢巩固和消化这一章的内容
第三章开始啊
我们便会讲具体的精细化学品
希望同学们继续关注我们的课程
-0 课程简介和参考资料
--参考书籍-1
--参考书籍-2
--参考书籍-3
--最新资讯分享
-1.1 精细化学品的定义和分类
--讲义 1.1
--考核-习题 1.1
-1.2 精细化工的特点
--讲义 1.2
--考核-习题 1.2
-1.3 精细化工现状和发展趋势
--讲义 1.3
--习题 1.3
-1.4 精细化工原料及林产精细化工
--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?
--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
--讲义 1.5
--习题 1.5
-1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用
--讲义1.6
-作业:【北林混合式教学线上学习要求】第一章笔记
-2.1-1 先修知识介绍-有机化学基础知识
--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
--讲义 2.1-2
--习题 2.1-2
-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介
--讲义 2.1-3
--习题 2.1-3
--讨论:琥珀与松香
-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应
--讲义 2.2
--考核-习题 2.2
-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
--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
--讲义 2.4
--考核-习题 2.4
-第二章 单元反应汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(松香树脂酸反应汇总)
-3.1 表面活性剂概述
--讲义 3.1
--习题 3.1
-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念
--讲义 3.2-1
--考核-习题 3.2-1
-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类
--讲义 3.2-2
--考核-习题 3.2-2
--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
--讲义 3.2-3
--考核-习题 3.2-3
-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质
--讲义 3.2-4
--考核-习题 3.2-4
-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法
--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
--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
--讲义 3.2-7
--考核-习题 3.2-7
-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素
--讲义 3.2-8
--习题 3.2-8
-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香
--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
--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
--讲义 3.3-3
--习题:3.3-3
--参考文献:8分
-3.4 常用表面活性剂产品
--讲义 3.4
--习题:3.4
-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力
--讲义 3.5
--习题 3.5
-第三章 表面活性剂汇总
-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
-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
-4.1 胶粘剂概述
--讲义 4.1
--考核-习题 4.1
-4.2 植物单宁胶粘剂
--讲义 4.2
--考核-习题 4.2
-4.3 松香胶粘剂
--讲义 4.3
--习题 4.3
-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂
--讲义 4.4
--习题 4.4
-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)
-5.1 食品添加剂概述
--讲义 5.1
--考核-习题 5.1
-5.2 食品抗氧化剂
--讲义 5.2
--考核-习题 5.2
-5.3-1 食用香料概述
--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
--讲义 5.3-2
--考核-习题 5.3-2
-5.3-3 食用香料-香料单离技术
--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
--讲义 5.3-4
--习题 5.3-4
-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成
-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖
--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
--讲义 5.5
--习题 5.5
-第五章 笔记
-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂
--讲义 6.1
--考核-习题 6.1
-6.2 松节油合成冰片
--讲义 6.2
--习题 6.2
-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展
--讲义 6.3
--习题 6.3
-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识
--讲义 6.4
-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)
-7.1 造纸助剂概述
--讲义 7.1
--考核-习题 7.1
--讨论:对纸的认识
-7.2 造纸施胶剂概述
--讲义 7.2
--考核-习题 7.2
-7.3 强化松香施胶剂
--讲义 7.3
--习题 7.3
-7.4 纸张增强剂
--讲义 7.4
--考核-习题 7.4
-第七章 造纸助剂笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)
-8.1 概述
--讲义 8.1
--考核-习题 8.1
-8.2 松香在涂料中应用
--讲义 8.2
--习题 8.2
-8.3 带锈涂料
--讲义 8.3
--考核-习题 8.3
--第八章 涂料笔记
-9.1-1 油墨概述
--讲义 9.1-1
--考核-习题 9.1-1
-9.1-2 油墨结构与生产过程
--讲义 9.1-2
--考核-习题 9.1-2
-9.1-3 松香在油墨中的应用
--讲义 9.1-3
--习题 9.1-3
-9.2 活性炭纤维
--讲义 9.2
--考核-习题 9.2
--第九章其它精细化学品笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)
-10.1 碳和氢元素分析
--讲义 10.1
--考核-习题 10.1
-10.2 氮元素分析
--讲义 10.2
--考核-习题 10.2
-10.3 硫和卤素分析
--讲义 10.3
--考核-习题 10.3
-10.4 精细化工产品的仪器分析法
--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
-北林林化讨论课视频