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精细有机合成化学与工艺学
第12次开课
开课时间: 2025年03月05日 ~ 2025年07月05日
学时安排: 3-5小时每周
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课程评价(122)
spContent=精细有机合成化学与工艺学课程是精细化工专业的核心课程。天津大学3名教授、2名副教授组成的教学团队,全面解读精细有机合成单元反应机理、影响因素、典型精细化学品制备工艺。为从事精细化工的专业人员奠定理论和工艺基础。
精细有机合成化学与工艺学课程是精细化工专业的核心课程。天津大学3名教授、2名副教授组成的教学团队,全面解读精细有机合成单元反应机理、影响因素、典型精细化学品制备工艺。为从事精细化工的专业人员奠定理论和工艺基础。
—— 课程团队
课程概述

精细有机合成化学与工艺学课程是精细化工方向的专业基础课。该课程介绍精细化工的概况,重点讲解精细有机合成的基本理论及工艺学基础,精细有机合成单元反应的分类、主要反应历程,各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法等。通过学习,使学生能够了解精细化工在化工领域的地位和作用,以及精细有机合成单元反应的有关基础知识,精细化学品合成的过程及工艺条件,针对化合物的结构设计合成路线,为后续课程的学习和新产品研制和开发工作打下基础。

授课目标

通过本课程的学习,学生应达到的目标:

1.了解精细化工的定义、特点、分类;精细化工在化工领域以及国民经济中的作用和地位。

2.掌握精细有机合成单元反应的有关基础知识,精细化学品合成的过程及工艺条件,各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法,达到从基本原料出发,考虑技术、经济、安全、环保因素,能够合成出需要的精细化学品。 

3.具备应用所学精细有机合成单元反应的知识,通过查阅国内外文献、调研、与团队合作、达到设计、开发新产品、新工艺、对企业生产过程进行技术改造的能力。 

4.具有在精细化工、新材料、新能源、环境保护等领域解决相关产品开发、技术更新、工艺优化等复杂问题的能力。

课程大纲
绪论
课时目标:学习精细化工的定义、特点、分类;精细化工在国民经济中的作用;有机精细化学品的分类;精细有机合成单元反应的定义和种类。
1-1 精细化工的定义特点
1-2 精细有机合成的单元反应
1-3 精细有机合成的原料资源
精细有机合成理论基础
课时目标:学习精细有机合成的反应原理、历程和工艺学基础的概况。学习新技术,如光催化技术、生物催化技术、均相催化技术、电合成技术、超分子化学、组装化学、酶化学等等。
2-1 亲电取代反应基
2-2 芳环上的两类定位基
2-3 芳环上的亲电取代反应
2-4 多环芳烃的定位规律视频
2-5 溶剂的分类
2-6 溶剂效应
2-7 相转移催化
卤化
课时目标:芳环上取代卤化反应:反应历程、卤化反应影响因素、典型卤化反应品种——氯苯的生产工艺;脂肪烃及芳环侧链的取代反应:反应影响因素、典型卤化反应品种——氯化苄的生产工艺。
3-1 卤化反应概述
3-2 芳环上取代卤化反应的历程
3-3 卤化动力学
3-4 氯苯的制备
3-5 芳环侧链α-氢的取代卤化
3-6 双键的加成卤化
3-7 置换卤化
磺化和硫酸化
课时目标:学习芳香族主要磺化方法、磺化反应历程、磺化反应动力学、磺化反应影响因素、磺化生产工艺、磺化物的分离、典型磺化产品-萘磺酸及衍生物的生产。
4-1 磺化和硫酸化
4-2 磺化反应概述
4-3 过量硫酸磺化法
4-4 三氧化硫磺化法
4-5 脂链上的磺化
4-6 硫酸化反应
硝化和亚硝化
课时目标:硝化反应历程:介绍均相硝化动力学及非均相硝化动力学。硝化反应工艺:重点学习混酸硝化反应、绝热硝化反应工艺、硝化反应影响因素、硝化异构产物的分离。学习典型硝化产品二硝基苯的生产工艺。亚硝化:酚类、胺类的亚硝化。
5-1 硝化反应概述
5-2 混酸硝化
5-3 亚硝化反应
还原
课时目标:催化氢化:液相及气相催化氢化及影响因素。在电解质溶液中的铁粉还原:反应历程及影响因素。硫化物还原:部分还原理论及工艺。
6-1 还原反应概述
6-2 活泼金属还原
6-3 硫化碱还原
6-4 金属复氢化合物还原
6-5 催化氢化
氧化
课时目标:空气氧化:空气液相氧化反应历程、氧化反应影响因素。重点产品制备,空气的气固相接触催化氧化,醛类、羧酸和酸酐类、蒽的氧化制蒽醌、氨氧化制腈等。化学氧化法:氧化剂类型、优缺点、主要品种介绍。
7-1 氧化反应概述
7-2 空气液相氧化
7-3 空气气-固相催化氧化
7-4 化学氧化
重氮化和重氮基的转化
课时目标:学习重氮化反应的定义和特点、重氮化反应动力学、重氮化历程、重氮化影响因素及重氮化方法。学习偶合反应的定义、特点、影响因素;重点学习重氮基还原为芳肼。
8-1 重氮化反应概述
8-2 重氮化反应动力学及反应历程
8-3 重氮化方法
8-4 偶合反应
8-5 重氮盐还原为芳肼
8-6 放出氮的重氮基转化反应
氨基化
课时目标:芳环卤基的氨解:反应历程、氨化剂及催化剂的选择、典型品种——苯胺及硝基苯胺的制备。芳环羟基的氨解:重点介绍萘酚化合物的氨解、反应历程。芳环磺酸基的氨解及芳环上氢的直接胺化。学习醇羟基、羰基化合物、脂肪族卤素衍生物的氨解。
9-1 氨基化概述
9-2 醇羟基的氨解
9-3 羰基类、环氧烷类和脂肪族、卤素类化合物的胺化
9-4 芳环上卤基的氨解
9-5 芳环上羟基的氨解
9-6 芳环上其它官能团的氨解和芳环直接胺化
烃化
课时目标:C-烃化:芳环的C-烃化反应历程、反应特点、催化剂,用烯烃、卤烷、醇类、醛类、酮类作烃化剂的烃化。主要生产实例学习。N-烃化:芳环的N-烃化反应历程、反应特点、催化剂,用醇类、卤烷、酯类、环氧乙烷、烯烃、醛类、酮类作烃化剂的烃化。主要生产实例学习。O-烃化:芳环的O-烃化反应历程、反应特点、催化剂,用醇类、卤烷、酯类、环氧乙烷、烯烃、醛类、酮类作烃化剂的烃化。主要生产实例学习。
10-1 N-烃化
10-2 O-烃化
10-3 芳环上的C-烃化
酰化
课时目标:介绍N-酰化:芳环的N-酰化反应历程、反应特点、胺类结构的影响,用羧酸、酸酐、酰卤、酰胺、羧酸酯、双乙烯酮作酰化剂的酰化。主要生产实例学习。O-酰化:用羧酸、酸酐、酰卤作酰化剂的酰化,酯交换反应。主要生产实例学习。C-酰化:用C-酰化制芳酮、C-甲酰化制芳醛、C-酰化制芳酸。主要生产实例学习。
11-1 N-酰化概述
11-2 用不同酰化试剂的N-酰化反应
11-3 O-酰化
11-4 C-酰化
水解
课时目标:卤素化合物的水解:芳环卤基的水解,如卤苯的水解、硝基卤苯的水解、蒽醌环上卤素的水解。芳磺酸及其盐的水解:芳磺酸的酸性水解及碱性水解——芳磺酸的碱熔。
12-1 水解反应概述
12-2 芳磺酸盐碱熔概述
12-3 芳磺酸盐碱熔方法及生产实例
12-4 芳环上氨基的水解
12-5 芳环上卤基的水解
环合反应
课时目标:学习环合类型及机理。重点学习几个典型环合产品。如蒽醌及衍生物、吡啶及衍生物、吡啶酮及衍生物、喹啉及衍生物、吡唑酮、哌嗪、哌啶酮、氟氯嘧啶、苯并咪唑、三聚氯氰的制备及工艺。
13-1 环合反应概述
13-2 重要的五、六元杂环化合物
13-3 蒽醌的制备
13-4 含一个氧原子的杂环
13-5 含一个氮原子的杂环
13-6 含两个及三个氮原子的杂环
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预备知识

无机化学、有机化学、物理化学、分析化学

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料


教材及主要参考书:

1.冯亚青、王世荣、张宝,《精细有机合成》,化学工业出版社,北京,第三版,2018

2.唐培堃、冯亚青,《精细有机合成化学与工艺学》,化学工业出版社,北京,第二版,2006

3.唐培堃,《精细有机合成化学与工艺学》,化学工业出版社,北京,第一版,2002

4.唐培堃,《精细有机合成化学与工艺学学习指导》,化学工业出版社,北京,2006

5.唐培堃,《精细有机合成化学及工艺学》,天津大学出版社,北京,第一版,2002

6.唐培堃、冯亚青、王世荣,《精细有机合成工艺学》,化学工业出版社,北京,2005

7.李祥高、冯亚青《精细化学品化学 》华东理工大学出版社,上海,2013

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