有机单元反应习题集及答案（大学期末复习资料）

精细有机单元反应习题集

精细有机单元反应教材编写组

2007,6

第一章绪论

一、填空题

1、所谓“精细化率”是指o

2、精细化学品是经加工的，具有或最终

使用性的，品种、产量小、附加高的一

大类化工产品。

3、我国原化学工业部上个世纪八十年代颁布的《关于精细化工产品的分类的暂行

规定和有关事项的通知》中明确规定，中国精细化工产品包括个

产品类别。

4、有机精细化学品的合成是由若干个基本反应组成。这些基本反应我们称之单元

反应。重要的单元反应有_____________________________________________________

5、在新的合成路线设计和选择时，要优先考虑、污染环境不大

且容易治理的工艺路线。

6、天然气的主要成分是。根据甲烷含量的

不同，天然气可分为两种o

7、煤通过方法提供

化工原料。

8、催化重整是得到三种重要芳燃原料的方法。

二、判断题

1、氧化锌类感光材料、铁酸盐类磁性材料、精细陶瓷产品、包括导电陶瓷、透光

陶瓷等一般均属有机精细化学品。

2、在合成路线设计中，反应的排列方式也直接影响总收率。一般来说，在反应步

数相同的情况下，线性法的总收率高于收敛法，因此，尽可能采用线性法。

3、碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成，它们的分子组成一般可表示为Cx（H20）y,

如葡萄糖CM206=C6（HQ）6,蔗糖。2电0小金田2（））”,所以说碳水化合物是由碳和水组成

的化合物。

4、在进行合成路线设计和选择时，应尽量少用或不用易燃、易爆和有剧毒原料和

试剂。

5、合成路线中反应步数和反应总收率是评价合成路线的最直接、最主要的标准。

三、简答题

1、为什么说合成路线中反应步数和反应总收率是评价合成路线的最直接、最主要

的标准。

2、简述精细化学品合成的原料来源。

3、在设计精细有机合成路线时，需要考虑哪些主要问题？

4、写出以下基本化工原料主要来自哪种资源：

（1）甲烷；（2）一氧化碳；（3）乙焕；（4）乙烯；（5）。8〜C30直链烷次至；（6）

C12〜Ci8直链脂肪用；（7）苯;（8）蔡。

5、对精细化学品的定义进行释义。

答案

第一章绪论

一、填空题

1、精细化工产品销售额占全部化工产品销售的比例

2、深度、功能性、多、价值

3、11

4、卤化、磺化、硝化、还原、重氮化、氨解、烷基化、酰化、氧化、水解、缩合

与环合。

5、没有或“三废”排放量少。

6、甲烷及其低分子同系物组成；干天然气和湿天然气

7、高温干镭、气化或生产电石

8、苯、甲苯和二甲苯

二、判断题

1、义2、X3、X4、J5、J

三、简答题

1、从原料和试剂到目标合成物质所需的反应步数之和我们称之为反应总步数，总

收率是各步收率的连乘积。在对合成反应路线的选择上，要求每步单元反应应尽可能具

有较高的收率，尽可能减少反应步骤。因为每一步反应都有一定的损失，反应步骤增多，

则以各步收率乘积计算的总收率必将大大降低，反应步骤的增多还会导致原料、人力消

耗增大、生产周期延长、操作步骤繁杂，甚至会失去了合成的价值。

2、通过石油、天然气和煤的加工得到的甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二

甲苯等七种物质是精细化学品合成用主要基础原料，尤其是乙烯、丙烯和苯应用最广；

从天然动植物得到的油脂以及各种碳水化合物也是合成精细化学品的重要原料，其中，

动植物油脂、淀粉、纤维素等应用最广。

3、设计合成路线要考虑原料的来源、成本的贵贱、合成步数和反应总收率、产率

的高低、中间体的稳定性及分离的难易程度、设备条件、安全性及环境保护等许多因素。

4、（1）天然气；（2）煤的气化；（3）煤制电石；（4）石油烧类热裂解；（5）润滑

油镭分；（6）油脂；（7）石油储分催化重整；（8）煤的高温干储。

5、精细化学品一般是指经深度加工的，具有功能性或最终使用性的，品种多、产

量小、附加价值高的一大类化工产品。定义释义如下：

“深度加工”，是指精细化学品的生产工艺复杂，技术含量高。精细化工属技术密

集型行业，而且行业技术不断地改进、发展，大量工艺配方通过专利保护，甚至造成产

品市场的垄断。

“具有功能性”，通常是指精细化学品作为助剂加入产品中通过物理、化学或生物

作用，而使得产品本身或使用中产生某种功能或效果。如皮革制品中加入光亮剂使得皮

革制品外观光泽亮丽。

“最终使用性”，是指精细化学品不需再加工可直接使用，如维生素&八维生素D、

维生素E、维生素C均可通过合成获得最终可直接服用的药品。

“品种多、产量小”，每种精细化学品都是针对不同产品或功能，具有一定的使用

范围，而且通常用量比例不大，因此不可能大规模生产。加之精细化学品在新品种、新

剂型、新配方的开发和创新方面发展较快，新的替代性或改进型品种不断涌现。

“附加价值高”，是指精细化学品技术含量高，产品原料成本低，功效显著，产量

有限，其产品的市场定价通常较高，但由于“小剂量具有大作用”的特点，能被市场所

接受，因此使得精细化学品本身利润空间大。另外，将某种精细化学品添加到产品中使

得产品由于功效的大幅改进或具备其它功能而使其价值大幅提高。

第二章卤化反应

一、填空题

1、根据引入卤原子的不同，可将卤化反应分成O

2、在卤化反应中，反应的应用最广泛。有机氯化物的原料可较廉

价地得到，可通过得到氯气。

3、向有机物分子中引入卤素的方法有三种。

4、芳环上的取代反应属于反应理论。进攻芳环的活泼质点

是，无论使用什么类型的催化剂，它们的作用都是促进的

形成。

5、芳环上的取代反应是亲电取代反应，当芳环上有时，反应

较难进行，常需要加入o而当芳环上带有给电子基时，反应

进行，有的反应甚至可以不需要加入。

6、芳环上的取代氯化反应，虽然氯基与硝基和磺基一样，都使芳环钝化，但氯基

有向芳环提供给电子的能力，因此，一氯化完成后，还可以进行。此反应是连串

反应。

7、在早期的工业生产中，为了最有效地生产一氯苯，氯化深度控制

在。

8、在苯的氯化反应中，一般不希望原料中含有其他杂质。这些杂质是指

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________O

9、在卤化反应中，根据反应物的性质，一般要选择不同的介质，在反应温度下为

液态的反应物，可以直接进行反应，一般不需要其他介质。如果在反应温度下，反应物

是固态的，而且性质较为活泼，常常是把被氯化物以。但反应物性

质不活泼即难反应时，则需要溶解在o

10、在自然界中漠的资源比较少，价格也比较贵，为了在反应中充分利用澳素，常

常加入，使生成的滨化氢在氧化成澳素。常用的氧化剂

有。

二、选择题

1、指出下列反应中，哪些是亲电试剂（）o

APC13（芳环侧链氯化催化剂）BPC13（氯原子置换羟基反应剂）

CHBr（澳置换醇羟基反应剂）DHBr（丙烯制2-澳丙烷反应剂）

2、以下那个反应（）可采用沸腾连续卤化法。

A苯的一氯化制氯苯B苯的二氯化制对二氯苯C硝基苯的氯化制间硝基氯苯

3、苯的一氯化与苯的进一步氯化反应速度常数差（）。

A105〜10，B10;i-104C10D102〜10;,

4、在实际的工业生产中，通过测定出口氯化液的（）的方法来控制氯化深度。

A相对浓度B相对密度

C体积的变化C黏度的变化

5、在氯苯的三种生产工艺中，当苯的转化率大致相同时，氯苯与二氯苯比值最小

的是（）

A单锅间歇操作B多锅串联连续操作C塔式沸腾操作

三、判断题

1、如果在氯苯的生产过程中，原料中含有水分，则反应的速度会变慢。（）

2、氯化剂氯气中含氢量应低于5队（）

3、对于苯的氯化反应，常用催化剂中，活性较弱的催化剂是金属卤化物，活性较

强的催化剂是浓硫酸、碘或碘化氢。（）

4、蔡的活性比苯的活性高，而蔡的氯化比较难进行。（）

5、漠代芳烧中一个很大的用途就是合成浪系阻燃剂。（）

6、脂肪烧和芳/空侧链的取代反应，属于亲电取代反应。

四、简答题

1、写出以Ch为卤化剂，FeCL为催化剂的亲电取代反应历程。

2、什么是返混作用？

3、芳环上亲电取代卤化时，有哪些影响因素？

4、甲烷用氯气进行热氯化，以制备二氯甲烷为主和以制备四氯化碳为主，在操作

上有何不同点。

5、卤化反应的理论有亲电取代、亲核取代和自由基反应，指出本章中各种主要反

应属哪种反应理论。

6、对以下氯化催化剂的组合进行评论。

（1）FeCh+h

（2）I2+100%H2S04

（3）FeCh+100%H2S04

（4）FeCh+HClO

（5）HC10+100%H2S04

7、试写出苯连续二氯化制对二氯苯的反应器和操作方式。

8、对硝基苯胺二氯化制2,6-二氯-4-硝基苯胺时，为何可制得高质量的产品？

9、对以下澳化反应的溶剂选用进行评论。

（1）二苯酸在发烟硫酸中或在甲醇中溟化制十漠二苯酸；

（2）双酚A在过量浪中或在发烟硫酸中澳化制四澳双酚A；

（3）邻苯二甲酸酎在过量澳中或在无水甲醇中澳化制四漠苯酎。

10、用I2+H2O2,I2+CI2,或IC1作碘化剂，各有何优缺点？

11、由正十二醇制正十二烷基澳时，加入四丁基澳化胺起何作用？

12、指出在下卤化反应中所用的试剂中，哪些是亲电试剂？哪些是亲核试剂？哪些

是自由基试剂？

（1）PC1:!（芳环侧链氯化催化剂）；

（2）PC1:!（氯原子置换羟基反应剂）；

（3）HBr（澳置换醇羟基反应剂）；

（4）HBr（丙烯制27臭丙烷反应剂）；

（5）HBr（丙烯制IT臭丙烷反应剂）；

（6）Cl2（石蜡氯化反应剂）；

（7）Cl2（甲苯环上取代氯化反应剂）；

（8）Cl2（甲苯侧链取代氯化反应剂）。

13、以下哪些卤化反应可以采用沸腾连续卤化法？

（1）苯的一氯化制氯苯；

（2）苯的二氯化制对二氯苯；

（3）硝基苯的氯化制间硝基氯苯；

（4）乙烘的澳化制四漠乙烷；

（5）甲苯的氯苯化制一氯茉；

（6）4-氯-2-硝基氟苯的氯化制2,4-二氯氟苯。

五、合成题

1、写出由对氨基苯甲酯制备2,6—二氯苯胺的合成路线。

2、写出由丙烯制1一氯一3一澳丙烷的合成路线、各步反应的名称、主要反应条件。

3、简述有甲苯制备以下卤化产物的合成路线、各步反应的名称和主要反应条件。

4、写出以邻二氯苯、对二氯苯或苯胺为原料制备2,4-二氯氟苯的合成路线、每步

反应的名称、各卤化反应的主要反应条件。

5、在制备2-氯丙酸和3-氯丙酸时，各用什么原料？写出反应式、反应名称等。

答案

第二章卤化反应

一、填空题

1、氟化、氯化、漠化和碘化

2、氯化、电解食盐水

3、取代卤化、加成卤化、置换卤化

4、亲电取代、卤正离子、X*的形成。

5、有吸电子基时、容易、催化剂

6、同时、二氯化反应、连串反应

7、25%

8、噬吩、水分、氢气

9、一般可将它分散在水中悬浮或在盐酸或硫酸存在下反应，在浓硫酸、发烟硫酸

或氯磺酸介质中进行氯化，有时需用碘作催化剂

10、氧化剂、次氯酸钠、氯酸钠、双氧水或氯气

二、选择题

1、C2、A3、C4、B5、B

三、判断题

1、J2、X3、J4、X5、J6、X

四、简答题

1、

+

Cl2+FeCl3--[CrFeCl4-].Cl+FeCl4-

+

H+FeCl；--HC1+FeCl3

2、在苯的氯化反应中如果搅拌效果不好或对反应器形式选择不当，传质不均，使

反应生成的产物未能及时离开，又返回到反应区域促进连串反应的进行。

3、被卤化物的结构、卤化剂、催化剂、卤化深度、卤化介质的PH值、卤化溶剂、

卤化温度、被卤化物中和卤化剂中的杂质等。

4、甲烷的氯化制二氯甲烷时，氯气与甲烷的摩尔比约为0.25：1,未反应的甲烷和

回收的一氯甲烷气体与原料甲烷混合循环利用，使用多级串联绝热反应器，在每两个绝

热反应器之间有冷却装置移出反应热，分别向每个氯化器通入氯气。

甲烷的氯化制四氯化碳时，氯气与甲烷的摩尔比约为3.8：1,使甲烷尽量四氯化,

使回收的三氯甲烷和一部分四氯甲烷以雾状喷入反应区，利用夜雾的汽化来移出反应

热，采用返混型和活塞流型反应器串联。

5、亲电卤化：芳环上的取代卤化，埃基a-氢的取代卤化，卤素对双键的加成卤化,

卤化氢对双键的加成卤化。

亲核卤化：卤原子置换醇羟基、卤原子置换竣羟基、氟置换氯等。

自由基卤化：饱和煌的取代卤化、芳煌侧链a-氢的取代卤化、烯键a-氢的取代卤

化、不饱和键的加成卤化、卤化氢的加成卤化、氯置换芳环上的硝基等。

6、(1)可用，有互补作用。

(2)可用，-催化，20%硫酸溶剂。

(3)不相容。

2FeCb+3H2so4—►Fe2(SO4)3+6HCl

(4)不相容，FeCh用于无水状态，HC1O存在水中。

(5)不相容，HC1O在100%硫酸中分解放氧。

7、列管时或塔式并流；多槽串联，各槽通氯；氯化温度约50℃,冷却氯化。

8、因为生成的产物2,6-二氯-4-硝基苯胺在水介质中很难再引入第三个氯基。

9、(1)不可，二苯酸在发烟硫酸中会被磺化，在甲醇中甲醇会与过量的澳反应。

应采用大过量的澳作为澳化介质。

(2)不可，双酚A在过量的澳中有可能在分子中引入四个以上的澳原子。双酚A

在发烟硫酸中会被磺化。应采用含水甲醇、含水乙醇或氯苯作为漠化介质，Imol双酚A

用2mol澳，并加入双氧水使生成的溟化氢被氧化成漠。

(3)不可，漠的沸点只有58.78C,在此温度下苯好不能完全四溟化。在甲醇中

甲醇立即与苯酎反应，生成邻苯二甲酸单甲酯，另外甲醇比苯酎更容易与澳发生反应。

应在发烟硫酸中是苯酎溶解，并逐步提高漠化温度。

10、(1)I2+H2O2作碘化剂的优点是成本低，操作简便。缺点是不适用于原料和产

物易被H2O2氧化的情况。

(2)I2+C12作碘化剂的优点是可用于原料和产物易被H2O2氧化的情况。缺点是

在水介质中使用时会生成具有氧化性的HC10,另外氯气的用量不易控制。

(3)用IC1作碘化剂的优点是碘化时不产生HI,不需要另加氧化剂，可在水介

质中用于原料和产物易被氧化的情况。缺点是IC1是由12和C12反应制得的，易分解，

要在使用时临时配制。

11、正十二醇与澳化氢水溶液不互溶，反应速率慢，加入相转移催化剂四丁基漠化

镂可以将澳负离子Br与(C凡)N形成离子对CH>N.Br转移到有机相，加速反应，缩短

时间。

12、(1)自由基试剂(2)亲核试剂(3)亲核试剂(4)亲电试剂

(5)自由基试剂(6)自由基试剂(7)亲电试剂(8)自由基试剂

13、(1)可采用，并流操作，苯沸腾。

(2)不可，沸腾温度太高，不利于氯化反应得定位选择性。

(3)不可，就是在减压下操作，沸腾温度也不高，副反应多。

(4)可采用，但是要逆流操作，上部加澳，浪沸腾回流。

(5)可采用，并流操作，甲苯沸腾。

(6)可采用，并流，2,4-二氯氟苯(沸点169C)沸腾蒸出。

五、合成题

1、

CctHl-------。2500°CHBr180C

3CH-LH2-----------------►C1CH2-------CH=CH2-----------------►

C1CH2-------CH2-------CH2Br

第一步反应是烯键a一氢的取代氯化，是自由基反应，主要采用氯气的高温热氯化

法，也可采用氯化氢和空气的氧氯化法，它是气一固相接触催化氯化反应。这两种方法

都是要用不足量的氯化剂，以减少多氯化副反应。

第二步反应是澳化氢对双键的自由基加成澳化反应，浪连到含氢多的3位碳原子上,

生成目的产物。为了避免烯键的聚合副反应，要用引发剂在低温反应，为了使反应完全,

要用过量的澳化氢气体。

3、(1)邻氯三氟甲苯，合成路线如下：

将制备对氯甲苯时副产的邻氯甲苯，在日光灯照射和三氯化磷存在下，与沸腾温度

下通入氯气进行侧链三氯化，至氯化液达到一定的密度，得邻氯a,a,a-三氯甲苯。将

邻氯三氯甲苯与氟化氢在高压釜中，在五氯化锦催化剂存在下加热，进行氟置换侧链氯

的反应，得邻氯三氟甲苯。

(2)间氯三氟甲苯，合成路线如下：

甲苯在三氯化磷存在下，在日光灯照射和沸腾温度下进行侧链三氯化，得a,a,

a-三氯甲苯。将三氯甲苯与氟化氢在高压釜中，在催化剂存在下加热，进行氟置换侧

链氯的反应，得三氟甲苯。

另外，也可以由邻氯甲苯经气-固向接触催化异构法，得间氯甲苯，然后将间氯甲

苯经侧链三氯化得间氯三氯甲苯，后者经氟置换侧链氯，得间氯三氟甲苯，其合成路线

如下:

甲苯在二硫化铁或多氯化硫氧杂意等定位催化剂存在下，用不足量氯气进行环上亲

电取代一氯化，用高效精储分离得对氯甲苯，并副产邻氯甲苯。对氯甲苯经侧链三氯化

得对氯三氯甲苯，再经氟置换侧链氯得对氯三氟甲苯。

(4)2,4-二氯三氟甲苯，合成路线如下：

将上述对氯甲苯在铁或三氯化睇催化剂存在下，用不足量氯气进行环上亲电取代

二氯化，经高效精镭分离得2,4-二氯甲苯，后者经侧链三氯化和氟置换侧链氯，得

2,4-二氯三氟甲苯。

(5)3,4-二氯三氟甲苯，合成路线如下：

将前述4-氯三氟甲苯在无水三氯化铁存在下用不足量的氯气进行环上亲电取代二

氯化，高效精微分离得3,4-二氯三氟甲苯。

(6)2-氯-5-澳三氟甲苯,合成路线如下:

5~0--B」

将前述2-氯三氟甲苯，在铁催化剂存在下用接近理论量的漠进行环上亲电取代澳

化，得目的产物。

将邻二氯苯用混酸硝化、结晶分离，得3,4-二氯硝基苯，将3,4-二氯硝基苯在

环丁碉中与氟化钾在约200C进行氟置换氯的反应得3-氯-4-氟硝基苯，将3-氯-4-氟硝

基苯蒸气与氯气在约400c仅向氯置换硝基的反应得2,4-二氯氟苯。

为了避免高温气相反应，也可以将3-氯-4-氟硝基苯进行硝基还原成氨基、氨基重

氮化和重氮基置换为氯的反应得2,4-二氯氟苯。

(2)对二氯苯法。合成路线如下：

除了2-氟-5-氯硝基苯与氯气的氟置换的反应可在光照下、200℃左右，在液相进行

以外，其他各步反应的名称和主要反应条件与邻二氯苯法相同。

(3)苯胺法。合成路线如下：

苯胺用乙酸进行N-乙酰化得乙酰苯胺，将乙酰苯胺在90%乙酸中，在30%以下，通

入氯气进行二氯化，得2,4-二氯乙酰苯胺，然后再稀盐酸中水解、重氮化、最后将干

的重氮氟硼酸盐加热分解，得2,4-二氯氟苯。

5、（1）2-氯丙酸。由丙酸与氯气进行谈基a-氢的亲电取代氯化，催化剂三氯化磷,

氯化温度110~120℃,丙酰氯回流，反应式如下：

CH3cH2coOH+Cb-------►CH3cHe18OH+HC1

（2）3-氯丙酸。由丙烯酸与氯化氢气体进行烯双键的亲电加成氯化而得，阻聚剂

对苯二酚，氯化温度低于20℃。反应式如下：

CH2=CH-COOH+HO--------►aCH2-CH2-COOH

因为烯双键的碳原子上连有吸电的竣基，氯加到含氢多的碳原子上。

第三章磺化和硫酸化

一、填空题

1、磺化是向有机化合物分子引入的反应。

2、a-蔡磺酸比0-位蔡磺酸水解。

3、芳环上含有的磺酸衍生物，不宜采用

烘焙磺化法引入磺基。

4、液相磺化工艺中，磺酸的分离与精制的主要方法有

5、芳环上磺化反应能发生异构化是由于该反应是反应。

6、十二烷基苯用SO,-空气磺化采用反应器为宜。

7、2-蔡酚用浓硫酸磺化制备2-羟基蔡-6-磺酸加入Na2soi作用。

8、芳香族磺化反应的反应历程是典型的。

9、意醛在存在下，磺酸基主要进入慈醍环的a位。

10、磺化过程中加入少量添加剂，对反应的作用表现在三个方面：L

>O

11、烘焙磺化反应的设备，最原始是烘烤盘或炒锅，这种设备烘焙不匀，易局部过

热而焦化，后来多改用O

12、烷烧性质比较稳定，不能直接用硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等磺化剂进行磺化

反应，常采用等方法。

13、向低碳烷烧分子中引入磺酸基最简便的方法是利用亚硫酸盐与卤代燃发生—

—反应，使磺酸基置换卤原子而生成烷基磺酸盐。

二、选择题

1、在芳香族化合物亲电取代反应中，亲电质点的活泼性（），则反应的选择

性越差。

A越高B越低C不确定D中等

2、请指出哪一种化合物可用烘焙法进行磺化（）。

A2,4-二氯苯胺B对氯苯胺C对甲氧基苯胺D间硝基苯胺

3、工业硫酸常用的规格是（）。

A100%和65%B98%C92.5%和98%D20%和65%

4、2-蔡酚在90℃磺化时磺酸基主要进入2-蔡酚的（）0

A6位B8位C1位D4位

5、当芳环上有（）等基团时，反应速率加快，易于磺化。

AOCFL、CH3BNO?、CHOCCHO、OH、0CH3>CH3DOCH3、SO3H

6、在浓硫酸和发烟硫酸中可能存在SO3、H2so4、H2s2O7、HSO3+和H3s04+等亲电

质点，都可看成是SO3与其他物质的溶剂化形式。每种质点参加磺化反应的活性差别很

大，（）活性最大。

ASO3BH2S2O7CH3so4+DHSO3+

三、判断题

1、在芳香族磺化反应中，升高温度有利于磺酸的异构化。（)

2、容易磺化的芳煌容易水解。（）

3、由于磺酸基的空间效应，蔡的二磺化不易生成迫位蔡二磺酸。（）

4、蔡的高温磺化主要进入B位，该反应主要受动力学控制。（）

5、磺酸基所占空间的体积较大，在磺化反应过程中，有比较明显的空间效应，因

此，不同的芳煌取代基体积越大，则位阻越大，磺化速度越慢。（）

6、慈醍环很不活泼，采用发烟硫酸作磺化剂，葱醍的一个边环引入磺基后对另一

个环的钝化作用大。（）

7、芳煌的磺化反应是可逆反应。（）

8、烘焙磺化多用于芳伯胺的磺化，可使硫酸的用量降低到接近理论量。（）

9、烷烧的磺氯化是由紫外光或用自由基引发剂等引发的自由基反应。（）

10、按磺氧化反应的自由基机理，伯碳原子比仲碳原子易发生磺氧化反应。因此磺

氧化反应所得产物为伯烷基磺酸。（）

四、简答题

1、引入磺酸基的目的有哪些？

2、为什么蔡的一硝化与一氯化反应中主要生成a-位取代物，而一磺化在一定条件

下则主要生成B-位取代物？

3、采用三氧化硫为磺化剂有哪些优缺点？

4、简述磺化产物的分离方法的要点。

5、为什么液相磺化反应终了的磺化液中一般要求废酸的质量分数在70%以上？

6、如何提纯间二硝基苯？

7、简述共沸去水磺化方法的要点。

8、写出由十二烷基苯用不同方法制十二烷基苯磺酸钠的主要黄花方法和分离方法。

9、用SO3-空气混合物进行十二烷基苯的磺化时所用降膜反应器为何不采用逆流操

作？

10、十二烷基苯用SO3-空气混合物磺化制十二烷基苯磺酸，连续磺化过程各用何

种反应器为宜？

11、苯的一氯化氯苯、苯的一磺化制苯磺酸和苯的一硝化制硝基苯，有哪些共同点？

有哪些不同点？列表作简要说明。

五、合成题

1、写出下列化合物的合成方法。

（1）由对氨基苯乙醛制备2-氨基-5-乙氧基苯磺酸

（2）由对氨基苯甲醛制备5-氨基-2-甲氧基苯磺酸

（3）对硝基甲苯制备5-硝基-2-甲基苯磺酸

2、由蔡的三磺化制备1,3,6-蔡三磺酸。

3、由苯胺制备苯胺-2,4-二磺酸。

NH?NH2

j——

SO3H

4、由2,4-二硝基氯苯制备2,4-二硝基苯磺酸钠。

产

5、合成纺织助剂N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠Ci7H33CONCH2cH2sC）3Na。

6、简述由对硝基甲苯制备以下芳磺酸的合成路线、各步反应的名称、磺化的主要

反应条件。

SO3H

(2)

7、写出以下磺化反应的方法和主要反应条件。

答案

第三章磺化和硫酸化

一、填空题

1、磺基（或磺酸盐、磺酰卤基）

2、易

3、羟基、甲氧基、硝基或多卤基

4、稀释析出法、直接盐析法、中和盐析法、脱硫酸钙法、溶剂萃取法

5、可逆

6、降膜

7、可以抑制硫酸的氧化作用

8、亲电取代反应

9、汞盐（或铝锭馅）

10、改变定位，抑制副反应，提高收率

11、球磨转鼓式设备（球磨机式固相反应器）

12、磺氧化、磺氯化、加成磺化、置换磺化

13、亲核置换

二、选择题

1、A2、B3、C4、A5、A6、A

三、判断题

1、J2、J3、4、义5、J6、义7、X8、J9、J10、X

四、简答题

1、磺基的引入可赋予产品以水溶性、酸性、表面活性，或对纤维素具有亲和力。

磺化产品中以磺酸盐产量大，主要作为阴离子表面活性剂使用，如洗涤剂、乳化剂等。

许多芳磺酸衍生物又是制备染料、医药、农药等的重要中间体。同时利用磺基可转变为

羟基、氨基、氯基等其他基团的性质，制得苯酚、蔡酚等一系列有机中间体或产品；利

用磺酸基的可水解性，根据合成的需要而暂时引入磺基，在完成特定反应后再将磺基水

解脱去。

2、蔡的一硝化与一氯化反应是亲电取代反应，而硝基和氯基基团体积小，按亲电

取代机理主要生成a-位取代物。而蔡的磺化反应在低温下主要生成a-蔡磺酸，而在高

温下容易发生异构化，属热力学控制。反应历程一般认为是磺基水解-再磺化或异构化

的过程。例如，蔡用浓硫酸磺化时，在60℃以下主要生成a-蔡磺酸，而在160℃主要

生成夕-蔡磺酸,将低温磺化物加热到160℃,蔡磺酸的大部分会转变成成〃-蔡磺酸。

3、用三氧化硫磺化，其用量接近理论量，磺化剂利用率高，成本低。三氧化硫磺

化明显的优点是不生成水，无大量废酸，磺化反应快，用量省。但三氧化硫非常活泼，

反应热效应大，容易引起物料局部过热而焦化；注意控制温度和加料次序，并及时散热,

以防止爆炸事故的发生；产物黏度大，不利于散热，注意防止或减少多磺化、飒的生成

等副反应。

4、（1）稀释析出法

稀释析出法是利用某些芳磺酸在50%〜80%的硫酸中溶解度相对小，高于或低于此浓

度则溶解度增大的特性，在磺化结束后将磺化液用水适当稀释，磺化产物即可析出。

（2）直接盐析法

利用某些芳磺酸盐在含无机盐（NaCKKCKNa2S03.Na2S0,）的水溶液中溶解不同的

特性而分离。

采用NaCl或KC1直接盐析法分离的缺点是有盐酸生成，对设备有强的腐蚀性。

（3）中和盐析法

芳磺酸在利用亚硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、氨水或氧化镁中和时生成的硫酸钠、

硫酸镂或硫酸镁促使芳磺酸以钠盐、胺盐和镁盐等形式盐析出来，这种方法对设备的腐

蚀性小，是生产常用的分离手段。

（4）脱硫酸钙法

当磺化液中含有大量废酸时，可先将磺化在稀释后，用氢氧化钙的悬液进行中和成

能溶于水的磺酸钙，而硫酸钙沉淀下来，过滤除去，得到不含无机盐的磺酸钙溶液；将

此溶液经碳酸钠溶液处理后，使磺酸钙盐转变为钠盐，碳酸钠转变为碳酸钙，过滤除去。

（5）溶剂萃取法

溶剂萃取法是分离磺化物，减少三废的生成的一种新方法。例如，将蔡高温-磺化,

得到的6-蔡磺酸，稀释水解后，溶液用叔胺（N,N-二茉基十二胺）的甲苯溶液来萃取。

叔胺与6-蔡磺酸形成络合物，被萃取到甲苯层中，分出有机层，用碱中和，生成的磺

酸盐即转入水层，蒸发至干可得纯度为86.8%的蔡磺酸钠。分离出的叔胺萃取剂可以回

收循环使用。这种方法使废酸中基本不含有机物，便于回收处理，具有较大的发展前途。

5、在液相磺化反应终了的磺化液中，废酸的质量分数一般在70%以上，对钢或铸

铁的腐蚀不十分明显，多数情况下都能用钢设备作液相磺化的反应器。

6、亚硫酸盐磺化可用于苯系多硝基物的精制。例如由硝基苯再硝化得到二硝基的

三种异构体中，邻、对二硝基苯的硝基易于亚硫酸钠发生亲核置换反应，生成水溶性的

邻或对硝基苯磺酸，而间硝基苯则保持不变，因此可用于提纯间二硝基苯。

7、在较高温度下向硫酸中通入过热的芳煌蒸汽进行磺化，反应生成的水可以与过量

的芳炫共沸一起蒸出，从而可以保持磺化剂的浓度不致下降太多，使硫酸的利用率可以

提高到90%以上。因为此法利用芳煌蒸汽磺化，工业上又称为“气相磺化”。过量未转化

的芳煌经冷凝分离后可回收循环利用。但应注意当磺化液中游离硫酸的含量下降到

3%〜3.5%时，应停止通芳煌蒸汽，否则将生成大量的副产物二苯碉。

8、最初用过量发烟硫酸磺化法，因副产大量废硫酸，现已不用。

十二烷基苯比较活泼，如果用纯的气态或液态三氧化硫进行磺化，反应可瞬间完成,

过于激烈，而且成本高。

大规模生产时，用自己生产的含SCh4%~7%（体积分数）的SO3-空气混合物作磺

化剂。此法的优点是成本低、生产能力大、反应温和、产品质量好，不产生废酸。

9、如果用逆流操作，底部排出的磺化液中含二磺酸多，顶部排出的尾气中含有十

二烷基苯，污染环境。

10、用降膜反应器，并流操作。

11、

单元反应

一氯化一磺化一硝化

对比

HNO3-H2SO4

反应剂Cl2/FeCl3浓硫酸

混酸

反应历程环上亲电取代环上亲电取代环上亲电取代

反应热力学不可逆可逆不可逆

反应动力学及2/&约小约10"约10"

苯蒸气：1/7：

反应剂/苯摩尔比约0.25/1(0.95〜1.02)/I

液苯:2/1

苯蒸气：气-液非均相

物料状态液相均相液-液非均相

液苯：液-液非均相

塔式绝热沸腾氯化苯蒸气：深槽式锅式或环式需强烈

反应器

器，不需搅拌液苯：锅式搅拌和冷却

苯蒸气：鼓泡，间歇多锅或多环串联并

操作方式并流连续

液苯：间歇回流流连续

五、合成题

1、（1）烘焙磺化（2）过量发烟硫酸磺化法（3）过量发烟硫酸磺化法或稍过量SQ,

磺化法

SO3HSO3H

（1）苯胺在邻二氯苯中用理论量硫酸在180℃左右进行烘焙磺化得到对氨基苯磺

酸。

（2）对氨基苯磺酸在过量20%发烟硫酸中在50c左右进行磺化得到目的产物

SO3Na

60~65℃(Tpr1^02+MgCl+HO

+MgO22

NO2

5、（1）2-羟乙基磺酸钠在工业上它是由环氧乙烷和亚硫酸氢钠水溶液反应制取。

反应式为:

CH2—CH2

+N阳SO3—»HOCH2CH2SO3Na

（2）N-甲基牛磺酸钠工业上的合成方法为2-羟乙基磺酸钠与甲胺反应:

CH3NH2+HOCH2CH2SO3Na―►CH3NHCH2CH2SO3Na+HjO

（3）N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠工业上常采用油酰氯与N-甲基牛磺酸钠在碱性

水溶液中反应制取，缩合反应式如下:

产NaOH|

Ci7H33coe1+HNCH2CH2SO3Na--------►C17H33coNC坨CH2sC^Na+NiCl+坨O

6、(1)5-氨基-2-甲基苯磺酸，合成路线如下：

对硝基甲苯用过量发烟硫酸或稍过量液体三氧化硫进行磺化，得5-硝基-2-甲基苯

磺酸，然后将硝基还原成氨基，得目的产物。

(2)2-氨基-5-甲基苯磺酸，合成路线如下:

将对硝基甲苯进行硝基还原成氨基，得对甲苯胺，然后在邻二氯苯中，用理论量硫

酸，在180℃左右进行芳伯胺的烘焙磺化，得目的产物。

(3)2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸，合成路线如下：

对硝基甲苯在铁催化剂存在下进行芳环上的取代氯化。然后将硝基还原成氨基，最

后进行烘焙磺化，得目的产物。

由以上实例可以看出，当目的产物苯系氨基芳磺分子中氨基和磺酸处于邻位或对位

时，通常是由相应的芳伯胺经烘焙磺化而得。但感激和磺酸基处于间位时，大多是由相

应的键硝基苯磺酸衍生物经硝基还原成氨基而得。

7、(1)由对氨基苯乙醛制2-氨基-5-甲氧基苯磺酸用烘焙磺化法，大致反应条

件是：理论量硫酸在邻二氯苯中。在180C左右，回流脱水。

(2)由对氨基苯甲醛制5-氨基-2-甲氧基苯磺酸用过量发烟硫酸法，20%发烟

硫酸，约30℃,此合成路线的优点是原料易得、工艺过程简单。

另一合成路线是对硝基氯苯的磺化、氯置换为甲氧基，硝基还原为氨基，的目的产

物。

第四章硝化和亚硝化

一、填空题

1、衡量混酸硝化能力的两个重要参数是和。

2、工业上使用的主要硝化剂有等。

3、甲苯进行混酸硝化采用两锅串联法，第一锅中反应主要受控制，

第二中反应主要受控制。

4、制备多硝基化合物或硝化产物难以进一步硝化的间歇过程，采用方

式加料。

5、分离出废酸的硝化产物（或酸性硝基苯）中，还含有少量无机酸和酚类等氧化

副产物，可通过方法使其变成易溶于水的盐类等而除

去。

6、反应终了的物料由硝化锅沿切线方向进入连续分离器中，利用硝化产物与废酸

具有的原理进行硝化产物的连续

分离。

7、解离萃取法是以作萃取剂处理中性粗

硝基物。

8、除去残留无机酸和酚类等杂质后的中性硝化产物常常是异构体混合物，其分离

方法有两种：。

9、采用非均相混酸硝化法生产1-硝基葱醍时，可以避免形成。

10、稀硝酸通常用于某些容易硝化的芳香族化合物，如

的硝化，硝基主要进入羟基、烷氧基或酰氨基的对位，对位被占时

则进入邻位。

11、当苯环上同时存在羟基（或烷氧基）和醛基时，采用的方法,

可保护醛基不受影响。

12、亚硝化剂在亚硝化的反应中的活性质点是o

13、为安全起见，硝化反应器上应安装0

二、选择题

1、1-氨基葱醍的制备采用（）合成路线更为合理。

A葱醍硝化-还原B葱醍磺化-氨解C葱醍直接氨解D意醍氯化-氨解

2、间硝基苯磺酸的制备采用（）合成路线更为合理。

A苯磺化-硝化B苯硝化-磺化C苯与混酸HNO3-H2SO,反应DA和B均可

3、混酸的脱水值越大，则混酸硝化能力（）

A越强B中等C越小D无法确定

4、稀硝酸硝化活性质点是（）

+++

AN02BH2NO3+CN0DH2NO2

5、苯、氯苯或甲苯等的混酸硝化就是典型的非均相硝化反应。研究表明，非均相

混酸硝化反应，主要是在（）进行

A酸相和两相界面B酸相C有机相D两相界面

6、烷基苯与亚硝基硫酸及硫酸形成有色络合物（如C6H5R-2ONOSO3H-3H2S04）,使

硝化液颜色往往会发黑变暗。（）最容易生成此络合物。

A带有长侧链的烷基苯B短侧链的烷基苯C不带任何取代基的苯D带有

吸电子基的烷基苯

7、工业上往往采用多个锅式反应器串联（简称多锅串联）的方法实现连续硝化。

连续硝化过程适用的加料方式是（）。

A正加法B并加法C反加法

8、苯在用混酸的四锅串联一硝化制硝基苯时，二硝基苯副产物主要在（）生

成。

A第一个硝化器B第二个硝化器C第三个硝化器D第四个硝化器

9、2,4-二硝基苯磺酸的合成路线（）较为合理。

A氯化-硝化-磺化B硝化-磺化C磺化-硝化D硝化-磺化-硝化

三、判断题

+

1、在有机溶剂中的硝化剂的活性质点也不是N02,而是NCV-OH/或NCV-OAcH，等

质子化分子，可看成是在H2o或HOAc分子上载有NOJ活性质点，其反应活性与形成N02

十的难易程度有关。

2、苯、氯苯或甲苯等的混酸硝化是典型的非均相硝化反应，主要是在酸相进行。

3、通过对苯、氯苯、甲苯在不同条件下硝化反应动力学的研究，根据化学反应和

传质两者的相对速度，可将非均相硝化反应分为三种类型：瞬间型、快速型和缓慢型。

4、当苯环上带有供电子基时，硝化反应速度快，在硝化产物中常常以邻、对位异

构体为主。

5、葱醍环的中间两个谈基使两侧的苯环钝化，它的硝化比苯难，但要制备纯度高、

收率高的1-硝基葱醍很容易。

6、带有强供电子基的芳煌化合物（如苯甲醛、乙酰苯胺）在质子化溶剂中硝化时，

得到较多的邻位异构体，而在非质子化溶剂中硝化得到较多的对位异构体。

7、硝化反应是一个强烈放热反应，应严格控制反应温度，否则势必会发生超温，

引起多硝化、氧化等副反应，甚至还会造成硝酸的大量分解，产生大量红棕色二氧化氮

气体，造成严重后果，甚至发生爆炸事故。

8、工业上增加相比常用的一种方法是向硝化反应器中加入一定比例上批硝化的废

酸（也称为循环废酸）。

9、对易硝化的被硝化物硝酸比为1.0,难硝化的被硝化物硝酸比为1.1〜1.2或更

高。

10、混酸硝化通常可以采用普通碳钢、不锈钢或铸铁作硝化反应器。

四、简答题

1、在有机化合物中引入硝基的主要目的。

2、影响硝化的主要影响因素有哪些？

3、如何除去间二硝基苯中含有少量的邻位和对位异构体？

4、采用混酸、硝酸硝化时，各对反应器有何材质要求？

5、混酸硝化有哪些优缺点？

6、为什么在烷基苯硝化时，应始终保持硝酸过量？否则用什么方法弥补？

7、在配制混酸时应考虑哪几个主要问题？

8、混酸硝化的副反应有哪些？影响最大的是哪个？主要采取哪些措施减少此副反

应？

9、硝基苯的生产工艺有哪两种？简述各工艺要点。

10、苯在用混酸的四槽串联一硝化制硝基苯时，副产物二硝基苯主要是在哪一个硝

化器中生成的？

11、苯用混酸的四槽串联连续一硝化和苯的四槽串联一氯化的原理是否相同？

12、对以下操作进行评论。

(1)氯苯在过量氯磺酸中进行氯磺化生成氯苯酰氯，然后向氯磺化液中滴加发烟

硫酸进行硝化得3-硝基-4-氯磺酰氯；

(2)将对二甲氧基苯悬浮在水中，慢慢滴加质量分数为98%的硝酸进行一硝化制

2-硝基T,4-二甲氧基苯时，不断地加入少量尿素，以抑制氧化副反应。

五、合成题

1、写出由对甲苯胺合成下列化合物的合成路线。

2、合成对二硝基苯。

3、写出下列产物的合成路线，并说出设计该合成路线的理由。

4、写出冰染色基2,5-二乙氧基-4-硝基-N-苯甲酰苯胺的合成路线和工艺过程。

5、写出由蔡合成下列化合物的合成路线和工艺过程。

6、写出由间苯二酚在乙酸水溶液中与亚硝酸钠反应合成4,6-二硝基T,3-苯二酚

的合成式，说明亚硝酸钠的作用。

7、简述由甲苯制备以下氨基蔡磺酸的合成路线和工艺过程。

CH3CH3

第四章硝化和亚硝化

一、填空题

1、硫酸脱水值和废酸计算含量

2、不同浓度的硝酸、硫酸和硝酸的混合物（常称混酸）、硝酸和乙酸或乙酢的混合

物等

3、传质，动力学

4、反加法

5、水洗、碱洗

6、较大密度差和可分层

7、混合磷酸盐的水溶液

8、物理法和化学法

9、爆炸组成范围

10、有强供电基的酚类、酚醛类、茜素和某些N—酰化的芳胺等

11、先磺化后硝化

12、亚硝基正离子NO*

13、排气装置和吸收氮的氧化物装置，以及装有防爆膜。

二、选择题

1、A2、B3、A4、C5、A6、A7、C8、A9、A

三、判断题

1、J2、义3、J4、J5、义6、义7、J8、J9、义10、V

四、简答题

1、①利用硝基的可还原性制备氨基化合物；②利用硝基的极性，使芳环上的其

他取代基活化，促进芳环上的亲核置换反应的进行；③利用硝基的极性，赋予精细化

工产品某种特性，例如在染料合成中引入硝基可加深染料的颜色。

2、（1）.被硝化物的性质

（2）.硝化剂

（3）.反应温度

（4）.搅拌

（5）.相比与硝酸比

（6）.硝化副反应

3、利用间二硝基苯与亚硫酸钠不发生化学反应，而其邻、对位异构体中的一个硝

基则容易与亚硫酸钠发生亲核置换反应，分别生成邻、对位硝基苯磺酸钠，可溶于水可

除去。

4、混酸硝化反应器的材质间歇操作的硝化反应器通常是用铸铁、钢板或不锈钢

制成的，有时也用搪瓷锅；连续硝化反应器则常用不锈钢或钢板制成。质量分数低于68%

的硫酸对钢材具有强烈的腐蚀作用，因此要求硝化后废酸的质量分数不应低于68~

70%。

浓硝酸采用不锈钢材质硝化反应器，由于稀硝酸对普通钢材有严重的腐蚀作用，要

求采用不锈钢或搪瓷锅做硝化反应器。

5、混酸硝化法具有以下优点：（1）硝化能力强，反应速度快，生产能力高；（2）硝

酸用量可接近理论量，硝化后分出的废酸可回收循环使用；（3）硫酸的比热容大，可使

硝化反应比较平稳地进行；（4）通常可以采用普通碳钢、不锈钢或铸铁作硝化反应器。

主要缺点是：①产生大量待浓缩的废硫酸和含酚类及硝基物废水；②要求硝化设备

具有足够的冷却面积；③安全性差。

6、烷基苯用混酸硝化时，若选择的硝化条件不适宜，硝化液颜色往往会发黑变暗。

特别是在接近硝化终点时，更易出现这种发黑或变暗的现象。这是由于硝化过程中硝酸

用量不足造成烷基苯与亚硝基硫酸及硫酸形成有色络合物（如C（,H5R-20N0S03H•3H.S0J

的缘故。因此应严格控制硝化温度和保证硝化在硝酸过量的条件下进行，以避免有色络

合物的生成。一旦生成，补救的方法是：在45〜55°C时及时补加硝酸或混酸就容易将

其破坏，否则当温度高于65℃时，配合物会自动产生沸腾，温度急速升至85〜90°C,

此时很难补救，而会生成深褐色的树脂状产物。

7、（1）设备的防腐措施；（2）有效的机械混合装置；（3）及时导出热量的冷却装

置；（4）配酸温度控制在40℃以下，以减少硝酸的挥发和分解；（5）严格控制原料酸的

加料顺序和加料速度；（6）配好的混酸经分析合格方可使用，否则必需重新补加相应的

原料酸以调整组成。

8、发生氧化、去煌基、置换、脱竣、开环和聚合等许多副反应。

在上述副反应中，影响最大的是氧化副反应，它常常表现为生成一定量的硝基酚类。

例如甲苯硝化时副产硝基甲酚，蔡硝