精细有机概论--绪论.pptx
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1、2024/4/7 周日1精细化工概论精细化工概论精细化工概论精细化工概论2024/4/7 周日2本课程的目的本课程的目的系统掌握各类精细化工产品的代表物的结系统掌握各类精细化工产品的代表物的结构、制备、性质、用途及其工艺技术(生构、制备、性质、用途及其工艺技术(生产原理、工艺过程、三废治理、产品的用产原理、工艺过程、三废治理、产品的用途等途等 )增强独立分析问题、解决问题的能力,使增强独立分析问题、解决问题的能力,使毕业后能具备从事精细化工产品的生产管毕业后能具备从事精细化工产品的生产管理与新产品开发的能力理与新产品开发的能力2024/4/7 周日3本课程的主要内容本课程的主要内容合成材料助剂
2、合成材料助剂粘合剂粘合剂涂料涂料食品添加剂食品添加剂感光材料感光材料农药农药染料染料香料香料系统阐述各类精细化学品的系统阐述各类精细化学品的定义、分类、定义、分类、制备方法、构效关系制备方法、构效关系。2024/4/7 周日4学习的基本要求学习的基本要求熟悉精细化学品的定义、分类、典型品种;熟悉精细化学品的定义、分类、典型品种;了解精细化工产业的历史与发展趋势了解精细化工产业的历史与发展趋势了解精细化学品的研究现状与发展前景;了解精细化学品的研究现状与发展前景;掌握各大类精细化工产品的化学结构特征、理化性掌握各大类精细化工产品的化学结构特征、理化性质、代表性合成方法与生产工艺;质、代表性合成方
3、法与生产工艺;初步掌握研究开发精细化学品的思路与方法。增强初步掌握研究开发精细化学品的思路与方法。增强独立分析问题、解决问题的能力,具备从事精细独立分析问题、解决问题的能力,具备从事精细化工产品的生产管理与新产品开发的能力化工产品的生产管理与新产品开发的能力2024/4/7 周日5什么是工艺什么是工艺 劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理,最终使之成为产品的方法与过程。加工或处理,最终使之成为产品的方法与过程。制定工艺的原则是:制定工艺的原则是:技术上的先进技术上的先进经济上的合理。经济上的合理。由于不同的工厂的设备生产能力、精度以及工
4、人由于不同的工厂的设备生产能力、精度以及工人熟练程度等因素都大不相同,所以对于同一种产熟练程度等因素都大不相同,所以对于同一种产品而言,不同的工厂制定的工艺可能是不同的;品而言,不同的工厂制定的工艺可能是不同的;甚至同一个工厂在不同的时期做的工艺也可能不甚至同一个工厂在不同的时期做的工艺也可能不同。同。2024/4/7 周日6课程体系课程体系q有机化学有机化学q物理化学物理化学q化工原理化工原理q化工设备化工设备q化工计算与工艺设计化工计算与工艺设计2024/4/7 周日7参考文献参考文献l杨杨先先麟麟,精精细细化化工工产产品品配配方方与与实实用用技技术术,湖湖北北科科学学技技术术出版社;出版
5、社;lW Carruthers Some modern methods of organicsynthesis.Third edition Cambridge,CambridgeUniversityPressl丁新腾译丁新腾译,有机合成设计有机合成设计,上海科学技术文献出版社上海科学技术文献出版社;l宋启煌主编,精细化工工艺学,宋启煌主编,精细化工工艺学,化学工业出版社;化学工业出版社;l相相关关期期刊刊:精精细细化化工工,精精细细与与专专用用化化学学品品,精精细细化化工工中中间间体体l相关网站相关网站:中国精细化工网中国精细化工网2024/4/7 周日8第一章第一章 绪论绪论2024/4/7
6、 周日9精细化工的诞生精细化工的诞生 精细化工产品的特点精细化工产品的特点精细化工产品的分类精细化工产品的分类精细化工产品的生产过程和发展模式精细化工产品的生产过程和发展模式教学内容教学内容2024/4/7 周日10教学重点教学重点精细化学品的定义、特点;精细化学品的定义、特点;精细化工的历史与发展趋势;精细化工的历史与发展趋势;精细化学品的研究现状与发展前精细化学品的研究现状与发展前景;景;2024/4/7 周日11一、精细化工的诞生一、精细化工的诞生1960日本最先提出日本最先提出FineChemicals的概念的概念1980精细化工学会成立精细化工学会成立1983年年,我我国国框框定定精
7、精细细化化工工的的范范围围,并并提提议议建建立立精精细化工专业细化工专业1986年化工部提出了精细化工产品暂行分类办法年化工部提出了精细化工产品暂行分类办法精细化工在国民经济中的地位精细化工在国民经济中的地位2024/4/7 周日12精细化工的诞生过程精细化工的诞生过程A直接利用自然资源直接利用自然资源烟叶汁烟叶汁农药,防止农业病虫害农药,防止农业病虫害天然植物(茜草,靛兰)天然植物(茜草,靛兰)染布,染指甲,胭脂,香料染布,染指甲,胭脂,香料B简单加工利用自然资源简单加工利用自然资源压榨、萃取、蒸馏(水蒸气蒸馏)从动植物中直接提取香料、药压榨、萃取、蒸馏(水蒸气蒸馏)从动植物中直接提取香料、
8、药物(中草药),麝香、薄荷油、龙涎香、海狸香、檀香油、玫瑰物(中草药),麝香、薄荷油、龙涎香、海狸香、檀香油、玫瑰花露花露C利用合成与复配技术获得在应用性能上取代甚至超过利用合成与复配技术获得在应用性能上取代甚至超过天然物质的产品天然物质的产品(标志精细化工的诞生)(标志精细化工的诞生)D1990高效高效、低毒低毒、环境友好的精细化工产品环境友好的精细化工产品2024/4/7 周日131800从天然香料中分离出单一的香从天然香料中分离出单一的香精,并首次复配精,并首次复配香精香精麝香的合成麝香的合成(香料工业的诞生香料工业的诞生)2024/4/7 周日141856年,茜素的合成年,茜素的合成W
9、.H.Perkin煤焦油煤焦油品红、苯胺紫品红、苯胺紫(染料工业的诞生染料工业的诞生)茜素的合成茜素的合成:1,2-二羟基蒽醌二羟基蒽醌.赭黄色粉末。不溶于水,赭黄色粉末。不溶于水,难溶于醚,溶于乙醇中呈红黄色,溶于碱中呈紫色。难溶于醚,溶于乙醇中呈红黄色,溶于碱中呈紫色。2024/4/7 周日151900(1939年年)合成农药的诞生合成农药的诞生医药医药(中草药(中草药)工业,表面活性剂工业工业,表面活性剂工业六六六2024/4/7 周日16DDT(二氯二苯三氯乙烷二氯二苯三氯乙烷)2024/4/7 周日17氯氰菊酯氯氰菊酯:2,2-二甲基二甲基-3-(2,2-二氯乙烯基二氯乙烯基)-环丙
10、烷羧环丙烷羧酸酸-氰基氰基-3-苯氧基苄基酯灭百可;兴棉宝;安绿宝苯氧基苄基酯灭百可;兴棉宝;安绿宝2024/4/7 周日18除草剂除草剂2,4,5T:2,4,5-三氯苯氧三氯苯氧乙酸乙酸2024/4/7 周日19高效、低毒、环境友好的精细化工产品高效、低毒、环境友好的精细化工产品DimethylCarbonate,DMC碳酸二甲酯是一种新兴的绿色基础化学原料。碳酸二甲酯是一种新兴的绿色基础化学原料。2024/4/7 周日20碳酸二甲酯分子中含有羰基、甲基、甲碳酸二甲酯分子中含有羰基、甲基、甲氧基、羰甲基,因而具有多种反应活性,氧基、羰甲基,因而具有多种反应活性,且无毒,无腐蚀性,在许多化学反
11、应场且无毒,无腐蚀性,在许多化学反应场合可替代硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等化合可替代硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等化学品,作为重要的羰基化和甲基化试剂。学品,作为重要的羰基化和甲基化试剂。碳酸二甲酯作为一种清洁化工原料,在碳酸二甲酯作为一种清洁化工原料,在农药、医药、塑料、染料、电子化学品、农药、医药、塑料、染料、电子化学品、饲料添加剂等工业得到广泛应用。饲料添加剂等工业得到广泛应用。2024/4/7 周日21原形发展阶段原形发展阶段雏型发展阶段雏型发展阶段性能发展阶段性能发展阶段功能发展阶段功能发展阶段 Knowthedevelopingruleoffinechemicals2024/4/7 周日22
12、原形发展阶段原形发展阶段是发展的起点,是一种科学发现,原形的发现是该类产品研究和发展的依据,为开发该产品提供了基本思路。1869年Ross发现磷化膜对金属有保护作用。150 年前发现的除虫菊花,数千年前发现的天然染料:植物中提取的靛蓝、由茜草提取的红色染料、由贝壳类动物提取的紫色染料等便是合成染料的原形。应时时刻刻关心自然,注意发现新的科学现象,做出创造发明。2024/4/7 周日23雏型发展阶段 原形发现导致一个全新的化工产品的雏型发明;有时原形发现并不导致雏型发明,在弗莱明发明青霉素之前斯科特见过弗莱明观察到的现象,而弗莱明用类似的发现于1929年发明了青霉素,但不能用于实际治疗。雏型发明
13、的实用价值一般都很低,还需要进行性能改进。产品日益朝实际应用的方向发展,通常,雏型发现和发明容易引起人们的怀疑和抵制,因为它的出现会冲击人们的传统观念。2024/4/7 周日24性能发展阶段 当人们认识到了雏型发现和发明的前景时,便会广泛开展作用机理及化合物结构和性能特点的研究工作,一般有两种方式对雏型发现和发明进行改性:一方面通过机理研究找到在性能上优于雏型产品的新产品;如青霉素药剂、合成染料、磷化液、洗涤产品等。另一方面使雏型产品在工艺上、生产方法上以及价格上实用化。如枪械发蓝液、保健食品。2024/4/7 周日25功能发展阶段功能发展阶段一种新型的化工产品达到广泛应用之后,便会面临更加活
14、跃的功能发展阶段,1、品种日益增多,形成系列产品。2、产品的性能和功能日益脱离原形,更加优异。3、产品的使用方式更加多样化。不同的包装、不同的使用对象、不同的使用场合。如娃哈哈饮料,纳爱斯、白猫洗涤产品等。2024/4/7 周日26性能性能(Performance):材料对外部作用的抵材料对外部作用的抵抗特性。例如抗特性。例如:对外力的抵抗表现为材料的强度、模量对外力的抵抗表现为材料的强度、模量等;等;对热的抵抗表现为耐热性;对热的抵抗表现为耐热性;对光、电、化学药品的抵抗,则表现为材料对光、电、化学药品的抵抗,则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。2024/
15、4/7 周日27功能功能(Function):指从外部向材料输入信指从外部向材料输入信号时,材料内部发生质和量的变化而号时,材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。例如产生输出的特性。例如:材料在受到外部光的输入时,材料可以输出材料在受到外部光的输入时,材料可以输出电性能,称为材料的光电功能;电性能,称为材料的光电功能;材料在受到多种介质作用时,能有选择地分材料在受到多种介质作用时,能有选择地分离出其中某些介质,称为材料的选择分离离出其中某些介质,称为材料的选择分离性。性。此外,如压电性、药物缓释放性等,都属于此外,如压电性、药物缓释放性等,都属于功能的范畴。功能的范畴。2024/4/7 周
16、日28精细化工在国民经济中的地位精细化工在国民经济中的地位精细化学品化学涉及有机合成、无机材精细化学品化学涉及有机合成、无机材料、分析分离技术、物理化学、生物学、料、分析分离技术、物理化学、生物学、材料学等诸多学科专业,材料学等诸多学科专业,学科的交叉及学科的交叉及目标产品的商品化目标产品的商品化两大特征体现得尤为两大特征体现得尤为明显。明显。精细化率精细化率已成为衡量一个国家化学工业已成为衡量一个国家化学工业技术水平高低的主要指标技术水平高低的主要指标世界各国发展世界各国发展化学工业的战略重点化学工业的战略重点。国家国家综合技术水平的重要标志综合技术水平的重要标志之一。之一。2024/4/7
17、 周日29Significanceofdevelopingfinechemicalindustry 精细化率(精细化工在整个化学工业中所占的比重)=(精细化工产值/化工产品总值)100%2024/4/7 周日30日本和美国日本和美国精细化工的年平均增长速度大大超过化学工业的平均增长速度,其精细化率达到50以上。英、法等国也都在进行化工产品结构的调整,也将战略重点转向精细化工,精细化率也在加快。俄罗斯虽未将化学工业的重点转向精细化工,但也在加快精细化工的发展。2024/4/7 周日31中国中国85期间期间2833%95期间期间45%世界工业发达国家都在加快精细化世界工业发达国家都在加快精细化工的
18、发展,都在调整化工产品的结构,工的发展,都在调整化工产品的结构,并将化学工业的战略重点转向精细化工。并将化学工业的战略重点转向精细化工。精细化工已经成为人民生活水平提高、精细化工已经成为人民生活水平提高、工农业发展潜力、军事与高新技术产业工农业发展潜力、军事与高新技术产业发展的象征。发展的象征。2024/4/7 周日32二、精细化工产品的分类二、精细化工产品的分类ClassificationofchemicalsandFinechemicals定义定义基本化学品基本化学品精细化学品精细化学品分类分类精细化学品原料来源精细化学品原料来源2024/4/7 周日33按用途分类按用途分类 Heavy
19、chemicals(大宗)(大宗)Fine chemicals(精细)(精细)Chemicals大宗化学品大宗化学品(HeavyChemicals)即基本化工产品即基本化工产品,一般是指原料经初级加工得到一般是指原料经初级加工得到的大吨位产品的大吨位产品,如甲醇、乙醇、醋酸等如甲醇、乙醇、醋酸等甲醇:甲醇:CO+2H2CH3OH(5-10kg/cm2,210-270,CuO-ZnO-AL2O3)乙醇:乙醇:C2H4+H2SO4C2H5HSO4(20-30kg/cm2,70-80)C2H5HSO4+H2OC2H5OH+H2SO4(100)C2H4+H2OC2H5OH(磷酸催化剂磷酸催化剂)醋酸:
20、醋酸:2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O(银网银网)2CH3CHO+O22CH3COOH(醋酸锰醋酸锰)2024/4/7 周日35精细化学品:精细化学品:FineChemicals起初是指经过深度加工所制得的产品,现起初是指经过深度加工所制得的产品,现指能增进或赋予一种指能增进或赋予一种(类类)产品以特定功能,产品以特定功能,或拥有特定功能的小批量、高纯度的化学或拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品。品。1)C12H25N(CH3)2(C6H5CH2)CL(Br)杀菌杀菌剂。剂。2)PetroleumSulfonate驱油剂驱油剂3)LigninSulfonate水煤浆分散剂水煤浆分
21、散剂4)Ga(CH3)3,In(CH3)3制备半导体器件制备半导体器件的材料的材料(MOCVD技术技术)。2024/4/7 周日36A按功能分三大类按功能分三大类精细有机化学品精细有机化学品(包括高分子及天然有机物)(包括高分子及天然有机物)精细无机化学品精细无机化学品(包括高分子及天然无机物)(包括高分子及天然无机物)生石灰静破碎剂生石灰静破碎剂稀土金属;精细陶瓷等稀土金属;精细陶瓷等精细生物化学品精细生物化学品(包括微生物)包括微生物)生物酶、氨基酸等生物酶、氨基酸等2024/4/7 周日37B,日本日本,日本日本1985年,年,精细化学精细化学品年鉴品年鉴,51类类1)医药医药;2)饲料
22、添加剂与兽药饲料添加剂与兽药;3)农药农药;4)染料染料;5)颜料颜料;6)涂料涂料;7)保健食品保健食品;8)成像材料成像材料;9)电机与电子材料电机与电子材料;10)香料香料;11)化妆品化妆品;12)肥皂肥皂;13)表面活性剂表面活性剂;14)合成洗涤剂合成洗涤剂;15)催化剂催化剂;16)合成沸合成沸石石;17)试剂试剂;18)胶粘剂胶粘剂;19)塑料增塑剂塑料增塑剂;20)塑料稳定剂塑料稳定剂;21)其他其他塑料添加剂塑料添加剂;22)橡胶添加剂橡胶添加剂;23)燃料添加剂燃料添加剂;24)润滑油润滑油;25)润滑润滑油添加剂油添加剂;26)油墨油墨;27)食品添加剂食品添加剂;28
23、)混凝土添加剂混凝土添加剂;29)水处理水处理剂剂;30)高分子絮凝剂高分子絮凝剂;31)工业杀菌防霉剂工业杀菌防霉剂;32)金属表面处理剂金属表面处理剂;33)芳香除臭剂芳香除臭剂;34)炭黑炭黑;35)纤维用化学品纤维用化学品;36)皮革用化学品皮革用化学品;37)油田用化学品油田用化学品;38)汽车用化学品汽车用化学品;39)溶剂与中间体溶剂与中间体;40)造纸造纸用化学品用化学品;41)脂肪酸及其衍生物脂肪酸及其衍生物;42)稀有气体稀有气体;43)稀有金属稀有金属;44)精细陶瓷精细陶瓷;45)无机纤维无机纤维;46)储氢合金储氢合金;47)非晶态合金非晶态合金;48)火药和火药和推
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