任务31定正溴丁烷的小试方案课件

1、项目三 医药中间体正溴丁烷的生产 3.1 定正溴丁烷的小试方案 能力目标能力目标 1 能通过查阅相关文能通过查阅相关文 献确定正溴丁烷的献确定正溴丁烷的 小试方案小试方案 2 能利用卤化反应基能利用卤化反应基 本原理分析常见卤本原理分析常见卤 化反应的影响因素化反应的影响因素 对卤化产物的影响，对卤化产物的影响， 进而寻求适宜的反进而寻求适宜的反 应条件应条件 知识目标知识目标 1 掌握利用常用手工掌握利用常用手工 检索刊物及计算机检索刊物及计算机 信息检索等工具查信息检索等工具查 找一般专业资料的找一般专业资料的 方法方法 2 理解卤化的反应历理解卤化的反应历 程和影响因素，掌程和影响因素，

2、掌 握卤化的基本规律握卤化的基本规律 以及重要工业产品以及重要工业产品 的生产工艺及技术的生产工艺及技术 几种生产方法几种生产方法 分析测试草案分析测试草案 生产成本估算生产成本估算 安全性、三废安全性、三废 分离提纯草案分离提纯草案 理化常数指标理化常数指标 定方案定方案 思维导图思维导图定小试方案定小试方案 正丁醇溴化法 硫酸催化法 正丁醇 硫酸 溴化钠 测折光率 干燥 蒸馏 硫酸催化法 硫酸催化法 洗涤 选择上下层 手段 定馏份 内内 容容 1、 点评意见点评意见 2、卤化反应的影响因素、卤化反应的影响因素 3、绿色卤化技术及应用前景、绿色卤化技术及应用前景 4、定正溴丁烷的小试方案、定

3、正溴丁烷的小试方案 1.1 卤化试剂的种类和特点卤化试剂的种类和特点 1.1 卤化试剂的种类和特点卤化试剂的种类和特点 1氯化试剂氯化试剂 Cl2、HCl、PCl3、 PCl5、 POCl3、SOCl2、HClO、NCS 2溴化试剂溴化试剂 Br2、HBr、HBrO、NBS 3氟化试剂氟化试剂 KF、NaF、HF、HBF4 4碘化试剂碘化试剂 I2、ICl、KI 活性、选择性以及试剂的价格活性、选择性以及试剂的价格 氟化物和碘化物只能采用氯化物或溴化物为原料来合成而不能直接合成的原因氟化物和碘化物只能采用氯化物或溴化物为原料来合成而不能直接合成的原因 1.1 卤化试剂的种类和特点卤化试剂的种类

4、和特点 NH2 FF NBS DMF NH2 FF Br Br2 NH2 FF Br NH2 FF Br NH2 FF Br Br NH2 FF Br BrBr + + 分别使用溴素和分别使用溴素和NBS进行溴化反应，对比其不同之进行溴化反应，对比其不同之 处处 转化率转化率98% 转化率转化率70% 1.1 卤化试剂的种类和特点卤化试剂的种类和特点 氯气来源丰富、成本低，适用于加成氯化、芳环的亲电氯化氯气来源丰富、成本低，适用于加成氯化、芳环的亲电氯化 和芳环侧链的自由基氯化。但氯化副产的氯化氢价值低，运输和芳环侧链的自由基氯化。但氯化副产的氯化氢价值低，运输 不易，只能用于制盐酸或联产其它

5、需消耗氯化氢的产品。不易，只能用于制盐酸或联产其它需消耗氯化氢的产品。 1.1 卤化试剂的种类和特点卤化试剂的种类和特点 2005年年3月月29日晚，京沪高速公路淮安段发生一起交通事故，一日晚，京沪高速公路淮安段发生一起交通事故，一 辆载有辆载有35吨液氯的山东槽罐车与另一辆山东货车相撞，导致槽罐车吨液氯的山东槽罐车与另一辆山东货车相撞，导致槽罐车 液氯大面积泄漏，造成公路旁液氯大面积泄漏，造成公路旁3个乡镇村民重大伤亡。到个乡镇村民重大伤亡。到30日下午日下午5 时，已中毒死亡时，已中毒死亡27人，送医院治疗人，送医院治疗285人，组织疏散村民近人，组织疏散村民近1万人。万人。 1.1 卤化

6、试剂的种类和特点卤化试剂的种类和特点 1.1 卤化试剂的种类和特点卤化试剂的种类和特点 宁连高速公路有毒化学品泄漏宁连高速公路有毒化学品泄漏 认识溴素认识溴素: 1.2 卤化反应的类型卤化反应的类型 自由基型取代反应 亲电加成反应 亲电取代反应 Br2 FeBr H-Br+ HCCH2Cl2 CCl4 CHCH2 Cl Cl CH3CH3+ 卤化反应的基本原理卤化反应的基本原理 活泼活泼H ArCH2HCH2=CHCH2H 叔叔CH 仲仲CH 伯伯CH CH2=CHH HCCH2Cl2CH3 HCCH2H2C Cl H-Cl+ h 500 + 1.2 卤化反应的类型卤化反应的类型 卤化反应的基

7、本类型卤化反应的基本类型 反应 反应 反应 氮基卤原子取代底物中的重 基卤原子取代底物中的羟 卤置换 原子物中的活泼卤取代：卤原子取代底 法剂的存在下在光照、高温或有引自由基加成 存在下在有催化剂或溶剂的亲电加成 卤加成 Schieman Gatterman Sandmeyer H 其中，卤加成产物结构规律与马尔科夫尼科夫规则之间的关系其中，卤加成产物结构规律与马尔科夫尼科夫规则之间的关系 物结构符合反马氏规则发生自由基加成：产有光、热或引发剂时 马氏规则基团：产物结构符合反烯、炔烃上带有吸电子 氏规则基团：产物结构符合马烯、炔烃上带有推电子 发生亲电加成有催化剂或溶剂时 1.2 卤化反应的类

8、型卤化反应的类型 练习：练习： CH3CHCH2OHCl CH2=CH-C=CH Cl2 CCl4Cl2 CCl4 CH3 Cl2 Fe COCH3 Cl2 Fe CH4Cl2 CH3CH CH3 C H2 CH3Cl2 + ？ + ？ ？ ？ ？ + 光照 ？ + 光照 ？ 1.2 卤化反应的类型卤化反应的类型 HNO3 H2SO4 NO2 NO2 H NH2 NH2 NaNO2/H2SO4 N2SO4H N2SO4H CuCl / HCl Cl Cl NH2 CH3 NaNO2/ H-Cl N2Cl CH3 CuBr / H-Br Br CH3 05 + NH2 NaNO2 / H-Cl

9、HBF4, N2BF4F BF3 N2 + + 05 卤置换：卤置换： HNO3 H2SO4 NO2 H NH2 NaNO2/H-Cl N2Cl KI I 论文论文 1.2 卤化反应的类型卤化反应的类型 Sandmeyer反应其它的应用：反应其它的应用： N2HSO4 OMe H2SO4, Cu2SO4 OH OMe OMe NH2 NaNO2/H2SO4 + 102 105 NH2 NaNO2/ H-Cl N2Cl CuCNCN 05 1.2 卤化反应的类型卤化反应的类型 练习：由苯为原料合练习：由苯为原料合成成3, 4, 5-三氟苯酚三氟苯酚 NO2NH2 NHCOCH3NHCOCH3 N

10、O2 NH2 Br NO2 Br N2Cl BrBr NO2 F BrBr NO2 F BrBr OH (H) Br2 NaNO2 H2SO4 NH2 NO2 NaNO2 F BrBr N2HSO4 KF HBF4 OH F FF H-Cl 混酸 醋酐 硝酸 水 0 5加热 H 环丁砜 2 卤化反应的影响因素卤化反应的影响因素 1、卤化底物的结构、卤化底物的结构 2、卤化方法以及卤化试剂的选择、卤化方法以及卤化试剂的选择 3、卤化温度高低的选择、卤化温度高低的选择 4、催化剂及杂质、催化剂及杂质 5、氯化深度及原料配比、氯化深度及原料配比 6、搅拌速率、搅拌速率 2 卤化反应的影响因素卤化反应

11、的影响因素 自由基型取代反应 亲电加成反应 亲电取代反应 1、底物的结构、底物的结构 卤化反应的基本原理 2、卤化方法以及卤化试剂的选择、卤化方法以及卤化试剂的选择 3、卤化温度高低的选择、卤化温度高低的选择 4、催化剂及杂质、催化剂及杂质 5、氯化深度及原料配比氯化深度及原料配比 6、搅拌搅拌 热引发反应 光照引发反应 2 卤化反应的影响因素卤化反应的影响因素 练习：判断下列反应速度的快慢并说明理由练习：判断下列反应速度的快慢并说明理由 CH3 Cl2 Fe COCH3 Cl2 Fe ？ ？ 3 绿色卤化技术及应用前景绿色卤化技术及应用前景 参照：参照： 宋启煌宋启煌.精细化工绿色生产工艺精细化工绿色生产工艺M .广州广州:广东科技出版社广东科技出版社, 2006.5058. 小结小结 1、卤化反应的原理（机理）、卤化反应的原理（机理） 2、卤化反应的特点、卤化反应的特点 3、卤化反应的影响因素、卤化反应的影响因素 4 定正溴丁烷的小试方案定正溴丁烷的小试方案 1、合成路线、合成路线