精細(xì)化工工藝學(xué)基礎(chǔ)_第1頁(yè)
精細(xì)化工工藝學(xué)基礎(chǔ)_第2頁(yè)
精細(xì)化工工藝學(xué)基礎(chǔ)_第3頁(yè)
精細(xì)化工工藝學(xué)基礎(chǔ)_第4頁(yè)
精細(xì)化工工藝學(xué)基礎(chǔ)_第5頁(yè)
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精細(xì)化工工藝學(xué)基礎(chǔ)第一頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日13.1概述

精細(xì)化工工藝學(xué)主要包括以下內(nèi)容:對(duì)一具體產(chǎn)品選擇和確定技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上最合理的合成路線和工藝路線;對(duì)單元反應(yīng)確定最佳工藝條件、合成技術(shù)和完成反應(yīng)的方法,已得到高質(zhì)量、高收率的產(chǎn)品。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第二頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日2

合成路線是指選用什么原料,經(jīng)由哪幾步單元反應(yīng)來(lái)制備目的產(chǎn)物。

工藝路線是指原料預(yù)處理和產(chǎn)物的后處理應(yīng)采用哪些化工過(guò)程,什么設(shè)備和什么生產(chǎn)流程。

合成技術(shù)主要指非均相接觸催化、相轉(zhuǎn)移催化、均相絡(luò)合催化、光有機(jī)合成、及酶催化等。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第三頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日3

完成反應(yīng)的方法是指間歇操作和連續(xù)操作的選擇,反應(yīng)器的選擇和設(shè)計(jì)。這些問(wèn)題既要從技術(shù)角度考慮,又要從經(jīng)濟(jì)角度考慮,還要從對(duì)環(huán)境的影響(污染物、副產(chǎn)物的處理與排放)上考慮。應(yīng)使得最終產(chǎn)品高質(zhì)量、高收率、成本最低。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第四頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日4

精細(xì)有機(jī)合成反應(yīng)過(guò)程主要特點(diǎn)有:產(chǎn)品種類(lèi)多、原料多、反應(yīng)種類(lèi)多(各種單元反應(yīng))、反應(yīng)形式多(均相:氣相、液相,非均相:氣-液、氣-固、液-固等,光有機(jī)合成、電解有機(jī)合成、酶催化等)、催化劑多(Cat.有固相、液相、氣相,還有光、熱引發(fā)等)。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第五頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日5原料、產(chǎn)物、催化劑之間縱橫交錯(cuò)。如同一種產(chǎn)品可以用不同的原料、不同的催化劑、或不同的反應(yīng)形式得到。例如,苯酚的合成,工業(yè)上可以采用的路線有5條:如苯磺化堿熔法、氯苯催化水解法、異丙苯氧化法、甲苯氧化法等。精細(xì)有機(jī)合成過(guò)程的復(fù)雜性,給工藝路線選擇帶來(lái)很大困難。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第六頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日6工藝(技術(shù))路線選擇的主要原則

(1)原料價(jià)廉可靠。在一般生產(chǎn)中,原料成本是產(chǎn)品成本的主要部分。要考慮:首先選擇價(jià)格便宜、來(lái)源可靠的原料;還要考慮原料的質(zhì)量和輔助原料的供應(yīng)。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第七頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日7(2)技術(shù)先進(jìn)可靠??紤]目前生產(chǎn)合理的現(xiàn)實(shí)意義與持續(xù)生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。技術(shù)先進(jìn)包括能使用廉價(jià)可靠的原料、先進(jìn)的反應(yīng)裝置、高效的催化劑、設(shè)備少、流程短、能耗低、污染物少、以及管理方便、操作安全等。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第八頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日8(3)產(chǎn)品合格化和綜合利用。符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家、行業(yè)、企業(yè))。(4)環(huán)境保護(hù):切實(shí)可行。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第九頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日9(5)特殊材料及設(shè)備:來(lái)源有保證或有代用品。(6)消耗指標(biāo):主要原材料消耗指標(biāo)、熱、能耗指標(biāo)低。技術(shù)路線選擇的合適與否,最終表現(xiàn)在消耗指標(biāo)上。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.1概述第十頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日103.2化學(xué)計(jì)量學(xué)(9個(gè)基本概念)3.2.1反應(yīng)物的摩爾比

加入反應(yīng)器中的反應(yīng)物之間的物質(zhì)的量(摩爾)比。根據(jù)反應(yīng)需要而定,不一定與反應(yīng)式中物質(zhì)的量之比相同。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→3.2.1反應(yīng)物的摩爾比第十一頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日113.2.2限制反應(yīng)物和過(guò)量反應(yīng)物

不按化學(xué)計(jì)量比投料時(shí),其中以最小化學(xué)計(jì)量數(shù)存在的反應(yīng)物叫限制反應(yīng)物。而某種反應(yīng)物的量超過(guò)限制反應(yīng)物完全反應(yīng)的理論量,則該物叫過(guò)量反應(yīng)物。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→限制反應(yīng)物和過(guò)量反應(yīng)物第十二頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日123.2.3過(guò)量百分?jǐn)?shù)

過(guò)量反應(yīng)物超過(guò)限制反應(yīng)物所需理論量部分,占所需理論量的百分?jǐn)?shù)。若以ne表示過(guò)量反應(yīng)物的物質(zhì)的量,nt表示它與限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所消耗的物質(zhì)的量,則過(guò)量百分?jǐn)?shù)為:3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→過(guò)量百分?jǐn)?shù)第十三頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日133.2.4轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率通常以X表示。某反應(yīng)物A反應(yīng)掉的量(nA,R)占反應(yīng)器輸入量(nA,in)的百分?jǐn)?shù)。XA=(nA,R/nA,in

)×100%=100%×(nA,in—nA,out

)/nA,in式中,nA,out

-從反應(yīng)器輸出的A量。注意:一個(gè)化學(xué)反應(yīng),用不同反應(yīng)物作基準(zhǔn)所得轉(zhuǎn)化率不同。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→3.2.4轉(zhuǎn)化率第十四頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日143.2.5選擇性

選擇性(以S表示)。某一反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成目的產(chǎn)物理論消耗的物質(zhì)的量占該反應(yīng)物在反應(yīng)中實(shí)際總消耗掉量的百分?jǐn)?shù)。反應(yīng)物A生成目的產(chǎn)物P,np生成目的產(chǎn)物的物質(zhì)的量,a為反應(yīng)物A在目的產(chǎn)物中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)(一個(gè)產(chǎn)物分子中,反應(yīng)物A的分子數(shù)),則選擇性:

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→3.2.5選擇性第十五頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日153.2.6理論收率

理論收率以Y表示,指目的產(chǎn)物的物質(zhì)的量np

,占輸入反應(yīng)物的物質(zhì)的量(nA,in)的百分?jǐn)?shù),a反應(yīng)物A在目的產(chǎn)物P中化學(xué)計(jì)量系數(shù),則理論收率以Y:3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→3.2.6理論收率第十六頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日163.2.7質(zhì)量收率

質(zhì)量收率(以Y質(zhì)表示),指目的產(chǎn)物的重量占某一輸入反應(yīng)物重量的百分?jǐn)?shù)。

Y質(zhì)=(所得目的產(chǎn)物的質(zhì)量/某輸入反應(yīng)物的質(zhì)量)×100%

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→3.2.7質(zhì)量收率第十七頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日173.2.8原料消耗定額生產(chǎn)一噸產(chǎn)品需要消耗的原料量。(對(duì)主要反應(yīng)物來(lái)說(shuō),實(shí)際上是重量收率的倒數(shù))3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→原料消耗定額第十八頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日183.2.9單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率

某些反應(yīng)過(guò)程,反應(yīng)物一次經(jīng)過(guò)反應(yīng)器后的轉(zhuǎn)化率并不高,有時(shí)很低。因此有時(shí)需將主反應(yīng)物從產(chǎn)物中分離后循環(huán)使用,有時(shí)甚至是多次循環(huán)使用。故有單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率之分。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)→3.2.9單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率第十九頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日193.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)3.3.1概述3.3.2溶劑的分類(lèi)3.3.3離子化作用和離解作用3.3.4溶劑靜電效應(yīng)對(duì)反應(yīng)速度的影響3.3.5專(zhuān)一性溶劑化作用對(duì)SN反應(yīng)速度的影響3.3.6有機(jī)反應(yīng)中溶劑的使用和選擇3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)主要內(nèi)容:第二十頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日203.3.1概述

(1)溶劑對(duì)有機(jī)反應(yīng)的影響溶劑不僅有溶解作用,更重要的是通過(guò)與反應(yīng)物或產(chǎn)物發(fā)生各種相互作用來(lái)影響反應(yīng)過(guò)程。如:可提高反應(yīng)選擇性(提高主反應(yīng)速度、抑制副反應(yīng))、影響反應(yīng)歷程、反應(yīng)方向和立體化學(xué)等。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十一頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日21(2)溶液和溶解作用溶液:溶質(zhì)溶解于溶劑而形成的均態(tài)混合物體系。主要的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則是“相似相溶”。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十二頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日22影響溶解作用的主要因素:分子間引力的相互作用。即相同分子間引力與不同分子間引力的相互關(guān)系。由分子的極性所引起的締合程度。溶劑化作用。溶劑和溶質(zhì)的分子量。溶劑活性基團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)目。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十三頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日23(3)溶劑和溶質(zhì)之間的相互作用力大量溶劑和少量溶質(zhì)分子之間的相互作用力可分為三大類(lèi):庫(kù)侖力:即靜電吸引力,它包括:離子-離子力和離子-偶極力。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十四頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日24范德華(VanderWaals)力:亦稱(chēng)“內(nèi)聚力”。它包括偶極-偶極力(定向力)、偶極-誘導(dǎo)偶極力(誘導(dǎo)力)和瞬時(shí)偶極-誘導(dǎo)偶極力(色散力)。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十五頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日25專(zhuān)一性力:它包括氫鍵締合作用、電子對(duì)給體/電子對(duì)受體相互作用(電荷轉(zhuǎn)移力)、溶劑化作用、離子化作用、離解作用和憎溶劑相互作用等。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十六頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日26前兩類(lèi)力(庫(kù)侖力和范德華力)是普遍存在的非專(zhuān)一性力。第三類(lèi)分子間力是只有在一定分子結(jié)構(gòu)之間才能發(fā)生的、有一定方向的專(zhuān)一性力。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.1概述第二十七頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日273.3.2溶劑的分類(lèi)根據(jù)目的不同有多種方案,各有一定的用途

(1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi):分無(wú)機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑。(2)按偶極矩μ和介電常數(shù)ε分類(lèi)

(3)按Lewis酸堿理論分類(lèi)

(4)按Brφnsted酸堿理論分類(lèi)

(5)按起氫鍵給體的作用分類(lèi)

(6)按專(zhuān)一性溶質(zhì)、溶劑相互作用分類(lèi)

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第二十八頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日28(1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi):分為無(wú)機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑。無(wú)機(jī)溶劑:種類(lèi)少。主要有:水、液氨、液體二氧化硫、氟化氫、濃硫酸、熔融氫氧化鈉和氫氧化鉀、熔融的氯化鋅、三氯化鋁和五氯化銻、四氯化鈦、三氯化磷和三氯氧磷等。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第二十九頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日29有機(jī)溶劑:非常多。如脂烴、環(huán)烷烴、芳烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其酯、胺、腈、酰胺、亞砜、砜、硝基化合物、雜環(huán)化合物、季銨鹽等。在反應(yīng)條件下(主要T、P)能成為液態(tài)的物質(zhì)或混合物都可以用作溶劑。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日30(2)按偶極矩μ和介電常數(shù)ε分類(lèi)

偶極矩μ和介電常數(shù)ε是表示溶劑極性的兩個(gè)重要參數(shù),因此該分類(lèi)法具有重要的實(shí)際意義。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十一頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日31

偶極矩偶極矩的計(jì)量單位:法定計(jì)量單位:庫(kù)侖.米(C.m)。常用單位:Debye(德拜,D)。1D=3.33564×10-30C.m。對(duì)有機(jī)溶劑,μ=0~5.5D在電中性分子中由于電荷不對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的偶極矩叫永久偶極矩。如氯苯、酰胺等。δδμ=1.54Dε=5.623精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十二頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日32分子中具有永久偶極矩的叫“極性”溶劑,分子中沒(méi)有永久偶極矩就叫“非極性”溶劑。

誘導(dǎo)偶極:沒(méi)有永久偶極矩的溶劑分子在外電場(chǎng)的作用下會(huì)分離出電荷而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十三頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日33沒(méi)有永久偶極矩的溶劑分子是極少的μ<2.5D的非質(zhì)子傳遞弱極性溶劑列入非極性溶劑。如氯苯(1.54D)、二氯乙烷。偶極矩主要影響在溶質(zhì)(分子或離子)周?chē)娜軇┓肿拥亩ㄏ蜃饔谩?/p>

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十四頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日34μ的計(jì)算方法:μ=q.d,式中,q-偶極分子中電量相等的兩個(gè)相反電荷的大??;d-兩個(gè)電荷之間的距離。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十五頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日35

ε=E0/EE0-電容器板本身在真空下測(cè)得電場(chǎng)強(qiáng)度;E-在同一電容器板之間放入溶劑后測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度。介電常數(shù)ε

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十六頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日36具有永久偶極或誘導(dǎo)偶極的溶劑分子被充電的電容器板強(qiáng)制形成一個(gè)有序排列,即引起所謂的“極化作用”。溶劑的極性越強(qiáng)、極化作用越大、介電常數(shù)越大。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十七頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日37按介電常數(shù)ε:ε>15~20,為極性溶劑;ε<15~20,為非極性溶劑。(μ<2.5D的為非極性溶劑)有機(jī)溶劑的介電常數(shù)ε約在2(環(huán)己烷、正己烷)到190(N-乙基甲酰胺)之間。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十八頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日38溶劑化作用

溶劑化作用是溶劑極性的本質(zhì)。溶劑的“極性”,尚未有確切定義。注重的是它的總的溶劑化能力。溶劑化作用:每個(gè)被溶解的分子(或離子)被(一層或幾層)溶劑分子所包圍的現(xiàn)象。溶劑化作用是一種十分復(fù)雜的現(xiàn)象(它包括溶劑與溶質(zhì)之間所有非專(zhuān)一性和專(zhuān)一性相互作用的總和)。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第三十九頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日39很難用一個(gè)簡(jiǎn)單的物理量來(lái)表示溶劑化作用,習(xí)慣上常常用偶極矩或介電常數(shù)表示,但這兩個(gè)物理量只能反映溶劑的一部分性質(zhì)或某種作用。盡管如此,在實(shí)際應(yīng)用中還是具有重要意義的。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日40由于溶劑、溶質(zhì)間多種相互作用的總和,很難用一個(gè)簡(jiǎn)單的物理量來(lái)表示,有時(shí)就用實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)表示溶劑的極性。如溶劑極性參數(shù)ET(30)3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十一頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日41第30號(hào)染料R1=R2=H,R3=C6H5溶劑極性參數(shù)也是一種表示溶劑極性的嘗試。溶劑實(shí)驗(yàn)極性參數(shù)的種類(lèi)很多,其中最常用的是ET(30)值。即第30號(hào)染料在不同溶劑中的最長(zhǎng)波長(zhǎng)溶劑化顯色吸收譜帶的躍遷能。只能作為參考。溶劑極性參數(shù)

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十二頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日42(3)按Lewis酸堿理論分類(lèi)按照這種理論,酸是電子對(duì)受體(EPA,ElectronicPairAccept);堿是電子對(duì)給體(EPD,ElectronicPairDevote)。故分為電子對(duì)受體溶劑(Lewis酸)和電子對(duì)給體溶劑(Lewis堿)電子對(duì)受體溶劑和電子對(duì)給體溶劑3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十三頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日43電子對(duì)受體溶劑:具有一個(gè)缺電子部位或酸性部位,是親電試劑,能擇優(yōu)地使電子對(duì)給體分子或負(fù)離子溶劑化。最重要的這類(lèi)溶劑含有羥基、氨基、羧基和酰胺基等基團(tuán),如水、醇、酚和羧酸等。(負(fù)離子溶劑化溶劑)3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十四頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日44

電子對(duì)給體溶劑:具有一個(gè)富電子部位或堿性部位,是親核試劑,能擇優(yōu)地使電子對(duì)受體分子或正離子溶劑化。最重要的電子對(duì)給體是醇類(lèi)、醚類(lèi)和羰基化合物中的氧原子以及氨類(lèi)和N-雜環(huán)化合物中的N原子,它們都具有孤對(duì)n-電子。如六甲基磷酰三胺,N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲醇、水和吡啶等。(正離子溶劑化溶劑)3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十五頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日45按Lewis酸堿理論分類(lèi)注意:

大多數(shù)溶劑都是兩性的,如水,既有受體作用(利用形成氫鍵)又有給體作用(利用氧原子)。但許多溶劑只突出一種性質(zhì),如N,N-二甲基甲酰胺,由于位阻因素,酰胺基N原子不易作為電子對(duì)受體,主要是利用其中的氧原子作為電子對(duì)給體使正離子溶劑化。電子對(duì)受體溶劑和電子對(duì)給體溶劑都是極性溶劑,由于它們具有配位能力,通常都是良好的“離子化溶劑”。

3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十六頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日46按Lewis酸堿理論分類(lèi)注意:

極性溶劑才能按此法分類(lèi),某些溶劑如烷烴和環(huán)烷烴就不能納入此類(lèi)分法(既不具有電子對(duì)受體也不具有電子對(duì)給體)。3精細(xì)有機(jī)合成的工藝學(xué)基礎(chǔ)→3.3精細(xì)有機(jī)合成中的溶劑效應(yīng)→3.3.2溶劑的分類(lèi)第四十七頁(yè),共五十二頁(yè),2022年,8月28日47硬軟酸堿原則(HSAB原則)

硬酸和硬堿指的是由電負(fù)性高的小原子所構(gòu)成的酸和堿。如硬酸H+、Li+;硬堿OH-、F-

;軟酸和軟堿指的是由電負(fù)性低的大原子

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