精细化工工艺学

目录
总序
前言
第1章 绪论 1
1.1 精细化工与精细化学品的溯源与释义 1
1.1.1 精细化工的前世今生 1
1.1.2 精细化工与精细化学品的内涵 2
1.2 精细化学品的分类与特点 3
1.2.1 精细化学品的分类 3
1.2.2 精细化工的特点 3
1.3 我国精细化工的发展现状和存在问题 4
1.3.1 我国精细化工发展现状 4
1.3.2 世界精细化工发展现状 4
1.3.3 我国精细化工存在的问题 6
1.3.4 精细化工的发展趋势 6
1.4 精细化工工艺学的研究范畴 7
参考文献 8
第2章 精细有机合成单元反应 9
2.1 概述 9
2.1.1 精细有机合成反应的类型 9
2.1.2 精细有机合成单元反应分类 9
2.2 芳香族亲电取代反应 10
2.2.1 反应类型和反应历程 10
2.2.2 卤化反应 11
2.2.3 磺化反应 16
2.2.4 硝化反应 26
2.2.5 烃化反应 32
2.2.6 酰化反应 39
2.2.7 重氮盐的偶合反应 43
2.3 氧化与还原 46
2.3.1 氧化与还原反应的定义和特点 46
2.3.2 空气液相氧化 47
2.3.3 空气的气-固相接触催化氧化 51
2.3.4 化学氧化 54
2.3.5 硝基的传统还原 55
2.3.6 催化氢化 59
2.4 氨解与胺化 63
2.4.1 氨解与胺化的定义和特点 63
2.4.2 醇羟基的氨解与催化胺化 63
2.4.3 羰基化合物的还原胺化 64
2.4.4 加成胺化 65
2.4.5 卤代烃的氨解 65
2.4.6 芳环上其他取代基的氨解 67
2.4.7 N-烃化反应 68
2.4.8 典型氨解品种案例——苯酚和过量的氨制备苯胺 69
2.5 重氮化和重氮盐的转化 70
2.5.1 重氮化反应 70
2.5.2 重氮盐的转化 73
2.6 酯化和酯交换 77
2.6.1 酯化反应 77
2.6.2 酯交换反应 82
参考文献 84
第3章 精细化学品的合成路线设计 86
3.1 有机化合物逆合成分析简介 86
3.1.1 引言 86
3.1.2 基本概念 86
3.1.3 切断分析法简介 87
3.2 一基团的切断分析 88
3.2.1 简单醇的切断 88
3.2.2 由醇衍生的化合物的切断分析 90
3.2.3 简单烯烃的切断 91
3.2.4 芳香酮的切断 91
3.2.5 控制 92
3.2.6 简单酮和羧酸的切断 93
3.3 二基团的切断分析 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 “不合逻辑”的二基团切断 102
3.3.4 “不合逻辑”的亲电试剂 106
3.3.5 1， 4-二氧化的模式 108
3.3.6 其他“不合逻辑”的合成子 110
3.3.7 1， 6-二羰基化合物 110
3.4 杂环化合物的切断分析 112
3.4.1 醚和胺 112
3.4.2 杂环化合物 114
3.5 精细化学品的合成战略 117
3.5.1 收敛型合成 117
3.5.2 碳杂原子键的切断 119
3.5.3 稠环化合物的切断——共同原子法 120
3.5.4 切断前可供选择的官能团互换——合成的成本 121
3.5.5 官能团的添加——合成饱和烃的战略 122
3.6 精细化学品合成路线设计的案例 123
参考文献 127
第4章 精细化学品的生产工艺及设备 129
4.1 概述 129
4.1.1 精细化学品的生产技术方案 129
4.1.2 精细化工工艺流程的组织 131
4.1.3 工艺过程设计 131
4.1.4 配方优化与工艺优化 131
4.2 精细化学品生产工艺的设计 132
4.2.1 工艺路线的选择 132
4.2.2 生产方式的选择 132
4.2.3 生产项目设计的主要程序 133
4.3 精细化学品主要生产设备 134
4.3.1 设备的分类 134
4.3.2 化工物料输送设备 134
4.3.3 反应设备 134
4.3.4 搅拌与混合设备 136
4.3.5 换热设备 137
4.3.6 分离设备 138
4.3.7 容器设备 142
4.4 表面活性剂及合成洗涤剂的生产工艺 143
4.4.1 表面活性剂 143
4.4.2 合成洗涤剂 144
4.4.3 表面活性剂生产工艺 145
4.4.4 合成洗涤剂生产工艺 148
4.5 合成材料助剂及其生产工艺 149
4.5.1 增塑剂及其生产工艺 149
4.5.2 阻燃剂及其生产工艺 152
4.5.3 抗氧剂及其生产工艺 153
4.5.4 热稳定剂及其生产工艺 155
4.6 胶黏剂及其生产工艺 156
4.6.1 胶黏剂的分类和组成 157
4.6.2 溶液型和乳液型胶黏剂 158
4.6.3 反应型胶黏剂 162
4.6.4 橡胶型胶黏剂 167
4.6.5 热熔型胶黏剂 169
4.6.6 压敏型胶黏剂 170
4.7 涂料及其生产工艺 170
4.7.1 涂料的分类和组成 171
4.7.2 涂料的固化机理 172
4.7.3 溶液型涂料及其生产工艺 172
4.7.4 乳液型涂料及其生产工艺 173
4.7.5 粉末型涂料及其生产工艺 174
4.8 染料、颜料的生产工艺 176
4.8.1 染料的分类 176
4.8.2 染料的生产工艺 178
4.8.3 颜料的生产工艺 180
4.9 香料、香精的生产工艺 182
4.9.1 香料的分类 183
4.9.2 植物性天然香料及其生产工艺 183
4.9.3 单离香料的生产方法 184
4.9.4 合成香料 185
4.9.5 香精 185
4.10 食品添加剂及其生产工艺 187
4.10.1 食品添加剂的分类 187
4.10.2 防腐剂及其生产工艺 187
4.10.3 食用色素及其生产工艺 190
4.11 生物精细化学品的生产工艺 191
4.11.1 柠檬酸的生产工艺 192
4.11.2 味素的生产工艺 193
参考文献 194
第5章 精细化学品的绿色合成新技术 195
5.1 概述 195
5.1.1 精细化学品的清洁生产 195
5.1.2 精细化学品生产中的生物技术 199
5.1.3 精细化学品生产中的纳米技术 201
5.2 精细化学品的绿色合成介质 203
5.2.1 无溶剂合成 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 超临界二氧化碳 205
5.2.5 离子液体 206
5.2.6 氟碳溶剂 208
5.3 精细化学品的合成催化剂 208
5.3.1 固体酸碱催化剂 209
5.3.2 金属络合物催化剂 216
5.3.3 纳米金属/合金催化剂 220
5.3.4 手性催化剂 224
5.3.5 协同催化反应催化剂 229
*5.3.6 生物酶催化剂 233
*5.3.7 石墨烯类催化剂 238
*5.4 精细化学品清洁合成新技术展望——超分子化学 241
5.4.1 分子自组装催化体系 242
5.4.2 仿生催化剂 245
5.4.3 金属-有机框架材料催化剂 253
5.4.4 分子开关催化体系 257
参考文献 260
第6章 精细化学品的商品化 270
6.1 概述 270
6.1.1 精细化学品商品化的内涵 270
6.1.2 精细化学品商品化的意义 270
6.1.3 协同效应 270
6.1.4 配伍性 271
6.1.5 商品化技术 271
6.2 典型精细化学品的商品化 272
6.2.1 染料 272
6.2.2 有机颜料 276
6.2.3 涂料 284
6.2.4 农药 289
6.2.5 化妆品 291
参考文献 303
第7章 精细化学品生产安全与环保 304
7.1 精细化学品生产与安全 304
7.1.1 精细化学品生产的特点 304
7.1.2 精细化学品生产中的危险性分析 305
7.1.3 安全生产的重要性 307
7.2 精细化学品生产安全基础 308
7.2.1 案例 308
7.2.2 危险化学品的分类与特性 310
7.2.3 危险化学品造成化学事故的主要特征 313
7.2.4 危险化学品事故发生机理 313
7.2.5 精细化学品生产中危险化学品的贮存安全 313
7.3 精细化学品生产安全管理 317
7.3.1 案例 317
7.3.2 精细化学品生产事故的特点 318
7.3.3 精细化学品生产事故的主要原因 319
7.3.4 精细化学品生产安全评价 320
7.3.5 安全生产管理 320
7.3.6 安全生产目标管理 322
7.3.7 安全生产检查 322
7.4 精细化学品生产安全技术措施 323
7.4.1 案例 323
7.4.2 典型化学反应的安全技术 324
7.4.3 生产工艺参数的安全控制 328
7.5 精细化学品生产与环境保护 331
7.5.1 案例 331
7.5.2 精细化学品生产污染的种类和来源 333
7.5.3 三废处理的主要原则 334
7.5.4 精细化学品生产三废处理技术 335
7.5.5 精细化学品生产难降解废水的治理技术 340
7.6 精细化学品企业清洁生产 346
7.6.1 案例——季戊四醇的清洁生产 346
7.6.2 实现企业清洁生产的途径 351
7.7 生态产业系统 353
7.7.1 案例——生态工业园案例 353
7.7.2 生态产业系统概述 355
7.7.3 生态产业系统建设 356
7.7.4 生态产业系统的特征 356
7.7.5 生态工业园区与清洁生产、循环经济 357
7.7.6 精细化学品生产企业的发展趋势 358
参考文献 359