精细有机合成(冯亚青)(第四版)

《精细有机合成》（第四版）以单元反应为体系，在综述精细有机合成的理论和新技术的基础上分章讨论有关单元反应的理论、影响因素和生产工艺，并有若干典型生产实例。主要单元反应包括：卤化、磺化和硫酸化、硝化和亚硝化、还原、氧化、重氮化和重氮盐的反应、氨基化、烃化、酰化、水解、缩合和环合。每章末附有若干习题、参考文献。 《精细有机合成》（第四版）可作为普通高等学校化工、化学、药学及相关专业教材，也可供从事有机合成的科研和技术人员参考。

冯亚青，天津大学大学、硕士毕业、1994年获奥地利维也纳技术大学博士学位，苏黎世联邦理工学院(ETH)访问学者；天津大学化工学院精细化工系教授，博士生导师。长期从事精细化工领域的教学和科研工作，连续28年讲授本科生专业必修课“精细有机合成化学及工艺学”。 “精细有机合成化学及工艺学”国家 级精品课程负责人、国家 级教学团队负责人。完成国家 级及省部级项目20余项，发表学术论文200余篇，获国家授权发明专利30余项。获国家 级教学成果一等奖2项、二等奖1项，天津市教学成果一等奖4项。荣获中国教育部高等学校优秀科技进步一等奖、二等奖、三等奖各1项。获全国三八红旗手；中国十大女杰提名奖；第四届国家 级教学名师奖。曾任2013-2017教育部高等学校化工类专业教学指导委员会主任委员。现任国家 级天津化学化工协同创新中心执行主任。

第1章绪论 1 1.1精细化工和精细化学品的定义 1 1.2精细化学品的分类 1 1.3精细化工的特点 2 1.4精细化工在国民经济中的作用 2 1.5精细有机合成的原料资源 3 1.6精细化工的发展趋势 4 1.7本书的内容体系 5 习题 5 参考文献 5 第2章精细有机合成基础 6 2.1芳香族亲电取代反应 6 2.1.1反应历程 6 2.1.2苯环上已有取代基时的定位规律 7 2.1.3苯环的取代定位规律 9 2.1.4苯环上已有两个取代基时的定位规律 12 2.1.5萘环的取代定位规律 13 2.1.6蒽醌环的取代定位规律 14 2.2化学反应器 15 2.2.1间歇操作和连续操作 15 2.2.2间歇操作反应器 16 2.2.3液相连续反应器 17 2.2.4气-液相连续反应器 19 2.2.5气-固相接触催化连续反应器 19 2.2.6气-液-固三相连续反应器 21 2.3精细有机合成中的溶剂效应 22 2.3.1溶剂的分类 22 2.3.2“相似相溶”原则 23 2.3.3电子对受体（EPA）溶剂和电子对给体（EPD）溶剂 24 2.3.4溶剂极性对反应速率的影响 24 2.3.5有机反应中溶剂的使用和选择 26 2.4气-固相接触催化 26 2.4.1催化剂的活性和寿命 27 2.4.2催化剂的组成 27 2.4.3催化剂的毒物、中毒和再生 28 2.4.4催化剂的制备 29 2.5相转移催化 30 2.5.1相转移催化的基本原理 30 2.5.2相转移催化剂 31 2.5.3液-固-液三相相转移催化 32 2.5.4相转移催化的应用 32 2.6精细有机合成中的其他技术 32 2.6.1均相配位催化 33 2.6.2杂多酸及催化 33 2.6.3分子筛催化 34 2.6.4固体超强酸催化 35 2.6.5不对称合成催化 36 2.6.6生物催化 37 2.6.7有机电化学合成 37 2.6.8有机光合成 38 2.6.9离子液体 39 2.6.10微反应技术 39 习题 40 参考文献 41 第3章卤化 44 3.1概述 44 3.1.1卤化剂 45 3.1.2卤化热力学 46 3.2芳环上的取代卤化 48 3.2.1反应历程和催化剂 48 3.2.2卤化动力学 50 3.2.3氯化重要实例 53 3.2.4溴化重要实例 56 3.2.5碘化重要实例 57 3.3羰基α-氢的取代卤化 58 3.3.1反应历程 58 3.3.2催化剂 58 3.3.3被卤化物结构的影响 58 3.3.4三氯乙醛的制备 59 3.3.5一氯乙酸的制备 59 3.4芳环侧链α-氢的取代卤化 60 3.4.1反应历程 60 3.4.2反应动力学 60 3.4.3主要影响因素 61 3.4.4反应器 62 3.4.5重要实例 62 3.5饱和烃的取代卤化 63 3.5.1甲烷的氯化制各种氯甲烷 63 3.5.2一氯甲烷的氯化制多氯甲烷 64 3.6烯键α-氢的取代卤化 64 3.7卤素对双键的加成卤化 65 3.7.1亲电加成卤化 65 3.7.2自由基加成卤化 67 3.8卤化氢对双键的加成卤化 67 3.8.1亲电加成卤化 67 3.8.2自由基加成卤化 68 3.9置换卤化 68 3.9.1卤原子置换羟基 69 3.9.2氟原子置换氯原子 71 3.9.3卤原子置换重氮基 72 3.9.4氯原子置换硝基 72 3.10电解氟化 74 3.11卤化反应发展趋势 74 习题 75 参考文献 75 第4章磺化和硫酸化 77 4.1芳环上的取代磺化 77 4.1.1过量硫酸磺化法 78 4.1.2共沸去水磺化法 89 4.1.3芳伯胺的烘焙磺化法 90 4.1.4氯磺酸磺化法 91 4.1.5三氧化硫磺化法 93 4.2α-烯烃用三氧化硫的取代磺化 96 4.2.1反应历程 96 4.2.2磺化和老化的主要反应条件 97 4.2.3老化液的中和与水解 97 4.3高碳脂肪酸甲酯用三氧化硫的取代磺化 97 4.3.1反应历程和动力学 98 4.3.2磺化和老化的主要反应条件 98 4.4链烷烃用二氧化硫的磺氧化和磺氯化 99 4.4.1链烷烃的磺氧化 99 4.4.2链烷烃的磺氯化 99 4.5烯烃与亚硫酸盐的加成磺化 100 4.6亚硫酸盐的置换磺化 100 4.6.1牛磺酸的制备 100 4.6.2苯胺-2，5-双磺酸（2-氨基苯-1，4-二磺酸）的制备 101 4.7烯烃的硫酸化 101 4.7.1高碳α-烯烃的硫酸化 101 4.7.2低碳烯烃的硫酸化 102 4.7.3不饱和脂肪酸酯的硫酸化 102 4.8脂肪醇的硫酸化 103 4.8.1高碳脂肪醇的硫酸化 103 4.8.2低碳脂肪醇的硫酸化 103 4.8.3羟基不饱和脂肪酸酯的硫酸化 104 4.9聚氧乙烯醚的硫酸化 104 4.10磺化反应发展趋势 105 习题 105 参考文献 106 第5章硝化和亚硝化 107 5.1概述 107 5.2硝化反应历程 108 5.2.1硝化剂中的活泼质点 108 5.2.2反应历程 109 5.3混酸硝化 110 5.3.1混酸硝化动力学 110 5.3.2混酸的硝化能力 111 5.3.3混酸硝化的影响因素 113 5.3.4废酸处理 115 5.3.5混酸硝化反应器 116 5.3.6苯一硝化制硝基苯 117 5.3.7其他生产实例 118 5.4硫酸介质中的硝化 119 5.4.1影响因素 119 5.4.2生产实例 120 5.5有机溶剂-混酸硝化 121 5.6在乙酐或乙酸中的硝化 121 5.7稀硝酸硝化 122 5.7.1反应历程 122 5.7.2一般反应条件 123 5.7.3重要实例 123 5.8置换硝化法 125 5.9亚硝化 125 5.9.1酚类的亚硝化 125 5.9.2芳仲胺的亚硝化 126 5.9.3芳叔胺的亚硝化 126 5.10硝化反应发展趋势 126 习题 127 参考文献 128 第6章还原 130 6.1概述 130 6.1.1还原反应的分类 130 6.1.2不同官能团还原难易的比较 131 6.1.3还原剂的种类 131 6.2气-固-液非均相催化氢化 132 6.2.1气-固-液非均相催化氢化的原理 132 6.2.2气-固-液催化氢化的主要影响因素 133 6.2.3催化氢化的实例 135 6.3化学还原 139 6.3.1金属复氢化合物作为还原剂 139 6.3.2活泼金属及其合金作为还原剂 141 6.3.3低价元素化合物作为还原剂 145 6.3.4催化转移氢化 147 6.4还原反应发展趋势 148 习题 148 参考文献 150 第7章氧化 152 7.1概述 152 7.1.1氧化反应的分类 152 7.1.2氧化剂的种类 152 7.2空气液相氧化 153 7.2.1氧化反应历程 154 7.2.2液相氧化的主要影响因素 155 7.2.3空气液相氧化法的优缺点 156 7.2.4空气液相氧化法的实例 156 7.3空气的气-固相催化氧化 158 7.3.1气-固相催化氧化的历程及影响因素 158 7.3.2气-固相催化氧化法的优缺点 159 7.3.3气-固相催化氧化的实例 159 7.4化学氧化法 161 7.4.1过氧化氢作为氧化剂 161 7.4.2有机过氧化物作为氧化剂 162 7.4.3硝酸作为氧化剂 163 7.4.4高价金属化合物作为氧化剂 163 7.5氧化反应发展趋势 164 习题 164 参考文献 166 第8章重氮化和重氮盐的反应 167 8.1概述 167 8.2重氮化 168 8.2.1反应历程 168 8.2.2一般反应条件 169 8.2.3重氮化方法 170 8.2.4重氮盐的结构 172 8.2.5重氮化设备 172 8.2.6重要实例——邻氨基苯甲酸甲酯重氮盐 172 8.3重氮盐的反应 173 8.3.1重氮盐的偶合反应 173 8.3.2重氮基还原成肼基 175 8.3.3重氮基被氢置换——脱氨基反应 176 8.3.4重氮基被羟基置换——重氮盐的水解 177 8.3.5重氮基被卤原子置换 178 8.3.6重氮基被氰基置换 181 8.3.7重氮基的其他转化反应 182 8.4重氮化及偶合反应发展趋势 182 习题 183 参考文献 183 第9章氨基化 185 9.1概述 185 9.2氨基化剂 185 9.2.1液氨 186 9.2.2氨水 186 9.3醇羟基的氨解 187 9.3.1气-固相接触催化脱水氨解 187 9.3.2气-固相临氢接触催化胺化氢化 188 9.3.3高压液相氨解 189 9.4羰基化合物的胺化氢化 189 9.5环氧烷类的加成胺化 190 9.6脂肪族卤素衍生物的氨解 190 9.6.1从二氯乙烷制亚乙基多胺类 191 9.6.2从氯乙酸制氨基乙酸 191 9.7芳环上卤基的氨解 192 9.7.1反应历程 192 9.7.2催化剂 193 9.7.3影响因素 193 9.7.4重要实例 194 9.8芳环上羟基的氨解 195 9.8.1苯系酚类的氨解 195 9.8.2萘酚衍生物的氨解 196 9.8.3羟基蒽醌的氨解 197 9.9芳环上磺基的氨解 197 9.10芳环上硝基的氨解 198 9.11芳环上氢的直接胺化 198 9.11.1用羟胺的亲核胺化 198 9.11.2用羟胺的亲电胺化 199 9.11.3用氨基钠的胺化 199 9.11.4用氨的催化胺化 199 9.12氨基化反应发展趋势 199 习题 200 参考文献 200 第10章烃化 202 10.1概述 202 10.2N-烃化 203 10.2.1用醇类的N-烷化 203 10.2.2用卤烷的N-烷化 204 10.2.3用酯类的N-烷化 205 10.2.4用环氧化合物的N-烷化 206 10.2.5用烯烃的N-烷化 207 10.2.6N-芳基化（芳氨基化） 208 10.2.7N-烃化反应发展趋势 211 10.3O-烃化 211 10.3.1用醇类的O-烷化 211 10.3.2用卤烷的O-烷化 212 10.3.3用酯类的O-烷化 213 10.3.4用环氧烷类的O-烷化 213 10.3.5用醛类的O-烷化 215 10.3.6用烯烃和炔烃的O-烷化 215 10.3.7O-芳基化（烷氧基化和芳氧基化） 216 10.3.8O-烃化反应发展趋势 217 10.4芳环上的C-烷化 218 10.4.1烯烃对芳烃的C-烷化 218 10.4.2烯烃对芳胺的C-烷化 220 10.4.3烯烃对酚类的C-烷化 221 10.4.4卤烷对芳环的C-烷化 223 10.4.5醇对芳环的C-烷化 224 10.4.6醛对芳环的C-烷化 225 10.4.7酮对芳环的C-烷化 226 10.4.8芳烃C-烃化反应发展趋势 227 习题 228 参考文献 229 第11章酰化 230 11.1概述 230 11.1.1酰化剂 231 11.1.2酰化剂的反应活性 231 11.2N-酰化 232 11.2.1反应历程 232 11.2.2用羧酸的N-酰化 232 11.2.3用酸酐的N-酰化 233 11.2.4用酰氯的N-酰化 235 11.2.5用酰胺的N-酰化 240 11.2.6用羧酸酯的N-酰化 240 11.2.7用双乙烯酮的N-酰化 242 11.2.8过渡性N-酰化和酰氨基的水解 242 11.2.9N-酰化反应发展趋势 243 11.3O-酰化（酯化） 243 11.3.1用羧酸的酯化 244 11.3.2用酸酐的酯化 249 11.3.3用酰氯的酯化 250 11.3.4酯交换法 252 11.3.5O-酰化反应发展趋势 252 11.4C-酰化 253 11.4.1C-酰化制芳酮 253 11.4.2C-甲酰化制芳醛 258 11.4.3C-酰化制芳羧酸（C-羧化） 260 11.4.4C-酰化反应发展趋势 261 习题 261 参考文献 262 第12章水解 264 12.1脂链上卤基的水解 264 12.1.1丙烯的氯化、水解制环氧丙烷 264 12.1.2丙烯的氯化、水解制1,2,3-丙三醇（甘油） 265 12.1.3苯氯甲烷衍生物的水解 266 12.2芳环上卤基的水解 267 12.3芳磺酸及其盐类的水解 268 12.3.1芳磺酸的酸性水解 268 12.3.2芳磺酸盐的碱性水解——碱熔 268 12.4芳环上氨基的水解 271 12.5酯类的水解 272 12.5.1天然油脂的水解制高碳脂肪酸和甘油 272 12.5.2甲酸甲酯的水解制甲酸 273 12.5.3乙二酸酯的水解制乙二酸 274 12.6氰基的水解 274 12.6.1氰基水解成羧基 274 12.6.2氰基水解（水合）成酰氨基 274 12.7水解反应发展趋势 275 习题 275 参考文献 276 第13章缩合 277 13.1概述 277 13.2羟醛缩合反应 278 13.2.1催化剂 278 13.2.2一般反应历程 278 13.2.3醛醛缩合 279 13.2.4酮酮缩合 281 13.2.5醛酮交叉缩合 282 13.3羧酸及其衍生物的缩合 283 13.3.1Perkin反应 283 13.3.2Knoevenagel反应 284 13.3.3酯酯Claisen缩合 285 13.3.4酮酯Claisen缩合 286 13.3.5Stobbe缩合 286 13.3.6Darzens缩合 287 13.4缩合反应发展趋势 288 习题 288 参考文献 289 第14章环合 290 14.1概述 290 14.2形成六元碳环的环合反应 291 14.2.1蒽醌及其衍生物的制备 291 14.2.2苯绕蒽酮的制备 293 14.3形成含一个氧原子的杂环的环合反应 293 14.4形成含一个氮原子的杂环的环合反应 295 14.4.1N-甲基-2-吡咯烷酮的制备 295 14.4.2吲哚及其衍生物的制备 295 14.4.3吡啶及3-甲基吡啶的制备 297 14.4.4喹啉及其衍生物的制备 299 14.5形成含两个氮原子的杂环的环合反应 299 14.5.1哌嗪的制备 299 14.5.2吡嗪及其衍生物的制备 301 14.5.3吡唑酮衍生物的制备 301 14.5.4咪唑、苯并咪唑及其衍生物的制备 302 14.5.5嘧啶及其衍生物的制备 304 14.6形成含一个氮原子和一个硫原子的杂环的环合反应 305 14.6.1噻唑衍生物的制备 305 14.6.2苯并噻唑衍生物的制备 306 14.7嘌呤及其衍生物的制备 307 14.8三聚氰酰氯的制备 308 14.9环合反应发展趋势 309 习题 309 参考文献 310