精细化学品_理学_高等教育_教育专区。绪论 1 简述精细化学品的定义和分类、特点 1 eg.洗涤化学品、染料、医药 （3）小批量、多品种 定义：指具有专门功能和特定应用性能的一类化工产品 特点： （1）具有特定功能 （4）技术密集度高
绪论 1 简述精细化学品的定义和分类、特点 1 eg.洗涤化学品、染料、医药 （3）小批量、多品种 定义：指具有专门功能和特定应用性能的一类化工产品 特点： （1）具有特定功能 （4）技术密集度高 （2）大量采用复配技术 （5）附加值高 分类： （1）原则上以产品的功能来进行分类 （2）传统精细化工主要包含：染料、涂料和农药 （3）新领域精细化工包括：食品添加剂、饲料添加剂、电子化学品、造纸化学品等 2 精细化学品的发展趋势是什么？ （1） 精细化学品在化学工业上所占的比重迅速增大 （2） 精细化工产品的新产品、新品种不断增加 （3） 在精细化工产品的生产、制造、复配、包装、储存、运输等环节，日益广泛采用新 技术 （4） 绿色化 3 你对哪种天然产物制备的精细化学品有兴趣？如何获得?可应用在什么场合？从表面 活性剂、染料、胶黏剂、涂料、食品添加剂 156、158、160、农药 118、125 等任意一例展 开。见 PPT 补充章节或让思想自由翱翔吧 答：食品添加剂 （1）苯甲酸及其钠盐 苯甲酸又称安息香酸，是一种常用的有机杀菌剂，在 pH 值 2.5~4 之间，对很多微 生物都有效。苯甲酸进入人体后，大部分与甘氨酸化合成马尿酸，剩余部分与葡 萄糖醛酸化合而解毒，并几乎全部从尿中排出，不在人体内蓄积。 苯甲酸的制备方法： 4 5 6 用途： （1）用于医药、染料载体、增塑剂、香料和食品防腐剂等的生产，也用于醇酸树 脂涂料的性能改进 （2）主要用于抗线）用作化学试剂及防腐剂 CH3 O2 COOH Na2CO 3 COONa 第二章 1 表面活性剂 表面活性剂的概念和特点是什么？P7 表面活性剂：指加入少量就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质 特点： （1）结构特征：具有两亲结构。亲油部分一般与碳氢链构成，亲水部分则由离子或 非离子型的亲水基构成，而且这两部分处两端形成不对称结构。 （2）界面正吸附：表面活性剂溶解在溶液中，当达到平衡时，表面活性溶质在界面上的 浓度大于在溶液整体中的浓度。 （3）界面定向：表面活性剂分子在界面上会定向排列成分子层。 （4）生成胶束：当表面活性剂浓度达到一定时，他的分子会聚集而生成胶束，这种浓度 的临界值成为临界胶束浓度（CMC） 2 什么是 CMC？其值有何意义 7 CMC:表面活性剂开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度（CMC） 意义：反映表面活性剂的一个重要指标 3 表面活性剂的一般作用有哪些？举 10 个例子 P8，及网络查询 （1）降低溶剂表面张力 （2）胶团化作用 （3）乳化作用（油/水乳化液、水/油乳化液） （4）起泡作用 （8）抗静电作用 （5）增溶作用 （6）润湿作用 （10）杀菌作用 （7）洗涤作用 （9）柔软平滑作用 4 根据亲水基团的特点表面活性剂分哪几类？各举实例。P9 分为非离子型和离子型（阴离子型、阳离子型、两性表面活性剂） 8 什么是 HLB？如何计算？其值有何意义 14 HLB（亲水亲油平衡值） ：表面活性剂亲水基的强度与亲油基的强度之比 计算：对于简单醇的聚乙烯醚：HLB=E/5 Eg：聚乙二醇 E=100 HLB=20 意义：非离子表面活性剂的特征指标，亲水性表面活性剂有较高的 HLB 值 (E:分子中含有的聚乙烯醚的质量分数) 9 什么是浊点？浊点与非离子表面活性剂结构间有什么关系？其值有何意义 14-15 定义：将一定浓度（0.5~5%，通常为 1%溶液）的非离子表面活性剂加热到某一温度时，溶 液产生浑浊现象，冷却后又呈透明。将开始变浑浊的温度称为浊点。 关系： （1）聚氧乙烯醚链愈长，浊点也愈高 （2）憎水基中碳原子数愈多，则浊点愈低 （3）加入盐、碱、芳香族和极性脂肪族物质，浊点下降 （4）加入非极性液体和阴离子表面活性剂，浊点显著提高。 意义：非离子表面活性剂的又一个重要特征 18 有哪些新型的表面活性剂 13-14 （2）有机氟表面活性剂 （5）高分子表面活性剂 （3）有机硅表面活性剂 （6）表面活性催化剂 （1）双联型表面活性剂 （4）冠醚型表面活性剂 第三章 染料与颜料 0 什么是染料、颜料？30 染料：能将纤维或其它基质染成一定颜色的有色的有机化合物。 颜料：不溶于水和一般有机溶剂的有色物质。包括有机颜料和无机颜料。 1 染料的发色理论有哪些?简述各理论要点。重点分子轨道理论解释 31-32 （1）发色团学说：有机化合物的颜色是双键引起的—发色团，含发色团的分子称发色体。 增加共轭双键则颜色加深，羰基增加颜色也加深。 （2）醌构理论：分子中由于醌构的存在而产生颜色。 （3）发色理论的量子化：染料分子的颜色是基于染料分子吸收光能后，引起价电子跃迁 的结果。 （4）价键理论：有机共轭分子的基态和激发态是不同电子结构共振体的杂化体。染料分 子中，增加双键、芳环，可增加共轭结构，使染料的颜色蓝移（深色效应） （5）分子轨道理论：分子的 m 个原子轨道线性组合，得到 m 个分子轨道，有成键、非键 和反键轨道。染料吸收光量子后，电子由 HOMO 跃迁到 LUMO 上，由于选择吸收不同波长的 光，而呈现不同的颜色。 在共轭双键体系中，随着共轭双键数目的增加，使 HOMO 和 LUMO 间的能级差减小，Δ E 减小，则λ 红移，产生深色效应。 2 结构与颜色的关系？共轭双键、取代基、平面结构、金属离子 32 （1） 共轭双键长度与颜色的关系： 共轭双键的数目越多，产生深色效应。 （2） 取代基对颜色的影响：－NH2、－NR2、－OH、－OR 等基团，孤对电子通过 p-π 共 轭的给电子作用，降低了分子激化能，使颜色加深。助色作用 。吸电子基团如硝 基、羰基、氰基等，对共轭体系的诱导效应使激发态分子变得稳定，降低激化能而 发生颜色蓝移。 （3） 分子的平面结构与颜色的关系：当分子内共轭双键的全部组成原子在同一平面时， π 电子的叠合程度最大；若平面结构受到破坏，π 电子的叠合程度就降低，激化能 增高，产生浅色效应；同时吸收系数也降低。 （4） 金属络合物对颜色的影响：金属离子一方面以共价键与染料分子结合，又与具有未 共用电子对的原子形成配位键，从而影响共轭体系电子云的分布，改变了激发态和 基态的能量，使颜色加深变暗。 3 有机染料按化学结构分为哪几类？按功能应用为哪几类？什么叫酸性染料？34 化学结构分类：偶氮染料、蒽醌染料、醌亚胺染料、稠环酮类染料、靛族染料、酞菁染料、 芳甲烷染料、硝基和亚硝基染料、硫化染料、芪（1,2-二苯乙烯）染料、活性染料、 (多)甲川基和氮杂甲川基染料、氮蒽、氧氮蒽、硫氮蒽、噻唑、喹啉等结构的染料。 功能应用分类： （1）酸性染料、酸性媒介染料和酸性络合染料 （2）中性染料（3）阳离 子染料（4）活性染料（5）直接染料（6）分散染料（7）还原染料（8）冰染染料（9）硫 化染料 酸性染料：带有酸性基团（绝大多数为磺酸钠盐、少数为羧酸钠盐）的水溶性染料 4 什么是重氮化反应？什么是偶合反应？重点理解影响重氮化反应和偶合反应的机理和 主要因素。 36 重氮化反应：芳香族伯胺与亚硝酸作用，生成重氮盐的反应 NaNO2 + HCl HNO2 + NaCl NOCl + H2O 快 Ar N N OH 快 H3O Ar N N 机理：HNO2 + HCl Ar NH2 慢 NOCl Ar NH NO 影响重氮化反应的因素：(1) 无机酸用量(2) 亚硝酸用量(3) 反应温度(4) 芳胺的碱性 偶合反应：重氮盐和酚类、芳胺等活化的环作用，生成偶氮化合物。酚类、芳胺化合物称 为偶合组分。 机理：偶合反应是亲电取代反应。重氮盐正离子向偶合组分上电子云密度较高的碳原子进 攻，形成中间产物，然后迅速失去氢质子，生成偶氮化合物。 影响偶合反应的因素：(1) 重氮与偶合组分的性质(2) 介质的 pH 值(3) 反应温度 5 能够完成合成反应（能正确选择重氮部分和偶联部分） ，如写刚果红、直接橙 S 等的反 应式。 38 6 何谓活性染料？ 活性染料又称反应性染料，它是一种在化学结构上带有活性基团的水溶性染料。在染 色过程中，活性染料与纤维分子上的羟基或蛋白质纤维中的氨基等发生化学反应而形成共 价键结合。 7 何谓还原染料？ 还原染料是含有两个或两个以上共轭羰基的多环芳香族化合物。还原染料本身不能直 接溶于水，必须先在碱性溶液中用强还原剂如低亚硫酸钠（俗称保险粉）还原成隐色体钠 盐，才能溶于水。染色时，隐色体钠盐上染纤维，然后经过氧化，重新复转为不溶性的还 原染料而固着在纤维上。 第四章 胶黏剂 1 胶黏剂的概念，作用. 60，PPT 定义:是一种靠界面作用（化学力或物理力）把各种固体材料牢固地黏接在一起的物质 作用:胶粘剂是一种媒介，其功能是使两个单独的物质粘结成一个整体物质。该整体物质 所具备的独特性能是单独物质所不具备的。 2 胶黏剂的分类 60 （1） 按基料的化学成分分类：天然材料、合成高分子材料、无机材料 （2） 按形态、固化反应类型分类： 溶剂（分散剂）型、反应型、热熔型、压敏型（黏附剂）、再湿型 3 胶黏剂的组分及作用 61 组分：主要由基料、固化剂和促进剂、偶联剂、稀释性、填料、增塑剂与增韧性及其他组 分（添加剂）组成。 （1） 基料：是胶黏剂的主要成分，起粘合作用 （2） 固化剂和促进剂：固化剂使低分子聚合物或单体化合物经化学反应生成高分子化合 物，或使线型高分子化合物交联成体型高分子化合物，从而使粘接具有一定的机械 强度。促进剂是为了缩短固化的时间，降低固化温度。 （3） 填料：为改善胶黏剂的某些性能而加入的。如：降低树脂固化后的收缩率和膨胀系 数，提高胶接强度和耐热性。 （4） 偶联剂：能与被黏物表面形成共价键使粘接界面坚固 （5） 稀释剂：用于降低胶黏剂的粘度，增加流动性和渗透性 （6） 增塑剂和增韧性：增塑剂一般为低粘度、高沸点的物质。能增加树脂的流动性，有 利于浸润、扩散与吸附，能改善胶黏剂的弹性和耐热性。增韧剂能提高胶黏剂的柔 韧性，改善胶层抗冲击性。 5 脲醛胶的合成原理，优缺点，残余甲醛的来源及降低的方法，改性方法 62 PPT 合成原理：尿素与甲醛在碱性或酸性催化剂作用下缩合成初期脲醛树脂，再在固化剂或助 剂作用下，形成不溶解、不熔融的末期树脂。 优点：有较高的胶合强度、较好的防水性、耐污染、耐腐蚀性 缺点：不耐浓酸和浓碱，易于老化。 残余甲醛的来源： （1）UF 树脂中的游离甲醛 （2）树脂中固化中分解的甲醛 （3）木材等被胶接材料所释放的甲醛 改性方法： （1） 降低胶接制品释放的甲醛量 （2） 改善脲醛胶树脂的耐水性 （3） 改善脲醛胶树脂的胶接强度和耐久性 第五章 1 涂料 涂料的定义。本章介绍了几类商品化的涂料？ 涂料: 是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经干燥或固化，在物体表面形成美观而 具有一定强度的连续性保护膜，或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品 2.涂料有哪些作用 保护作用、装饰作用、标志作用、特殊作用 3.涂料的组成，起何作用 组成： 成膜物质(即基料)、溶剂、颜料与填料、助剂 (1)成膜物质(基料) ：决定漆膜性能的主要成分 （2）溶剂： 影响涂料的贮存稳定性、施工性和涂膜质量。 溶解或稀释固体或高粘度的成膜物质，使其成为有适宜粘度的液体，便于施工。 溶剂在液体涂料中占有很大比例，一般在 50%以上。 （3）颜料与填料 颜料：不溶于涂料基料或溶剂中的粉末状固体物质，有增加色彩、遮盖力、耐久性、 机械强度和对金属底材的防腐性的作用。防锈颜料和体质颜料基本上是无机的，着色 颜料多为有机颜料。 钛白粉（TiO2） ，锌钡白（ZnS· BaSO4 立德粉） 、炭黑、氧化铁红 （Fe2O3） 、甲苯胺红、铅铬黄（PbCrO4） 填料：碳酸钙与滑石粉等。 （4）助剂 催干剂、增塑剂、流平剂、消泡剂、紫外光吸收剂、分散剂、乳化剂等 7 醇酸树脂的合成方法70，油度和羟值71，改性方式72 合成方法：按原料不同可分为（1）醇解法； （2）脂肪酸法。 从工艺上可以分为（1）溶剂法； （2）熔融法。 油度 (OL)：表示醇酸树脂中含油量的高低。 油度的含义是醇酸树脂配方中油脂的用量（W0）与树脂理论产量（Wt）之比。其计 算公式如下： OL = W0 / Wt (%) 45%~60%为中油度 60%为长油度 35-45%为短油度 羟值：将100g醇酸树脂中羟基的物质的量称为羟基 醇酸树脂的改性： 硝基纤维素改性、氨基树脂改性、氯化橡胶改性、酚醛树脂改性、苯乙烯单体改性、 多异氰酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、丙稀酸单体或树脂改性 第七章 农药 4.1 化学农药的利与弊 见 PPT 化学防治的“利” ：高效性；速效性；方便性；适应性广；经济效益显著 化学防治的“弊” ：对非靶标生物的直接毒害；环境污染；导致有害生物抗药性 4.2 化学农药的发展趋势 （1）重视设计生物合理性农药，重视开发生物农药，大力推广基因工程产品 （2）含氮杂环化合物仍为化学农药的研究重点，含氟化合物在农药上得到广泛的运用 （3）手性农药的使用更加普遍，开发和应用备受重视 （4）倡导绿色农药，大力开发绿色化学技术和绿色化学农药制剂。 3．农药有哪些剂型，与传统剂型比较，试举一种绿色剂型，说明其优点。水剂粒剂烟剂 胶囊剂缓蚀剂微乳剂等 112-113 剂型：微乳剂和乳剂、悬浮剂、水分散性粒剂、微胶囊剂 微乳剂优点：不再使用污染环境和对人体健康有害的有机溶剂 4、农药混用有什么意义？见 PPT （1）提高药效 （2）扩大防治范围 （3）减少施药次数 （4）降低成本 （5）提高药剂对被保护对象的安全性 5 （6）延缓有害生物抗药性 常见昆虫生长调节剂（第三代农药）品种有哪些？ 几丁质合成抑制剂:除虫脲、苏脲 1 号、定虫隆、噻嗪酮 蜕皮激素类似物—双酰基肼类：抑食肼、米螨 保幼激素类似物：双氧威、哒幼酮 6 什么是生物源天然产物农药？ 指以植物、 动物、 微生物等产生的具有农用生物活性的次生代谢产物开发的农药。 7 与传统化学农药相比，生物源天然产物农药的有何特点？ （1）多数对哺乳动物毒性较低，对人畜安全； （2）环境污染小，对非靶标生物较安全； （3）防治谱较窄，选择性明显； （4）多数品种药效作用速度较慢，对突发性、大发生的有害生物难以控制。 8 生物源天然产物农药的研究开发途径有哪些？ （1） 充分利用我国宝贵的生物资源，开发天然产物农药新品种 （2） 有效成分及其类似化合物的半合成改造 （3） 作为创制新农药的先导化合物 23 生物源天然产物农药的主要品种有哪些？ 植物源杀虫剂 、植物源杀菌剂 、植物源除草剂 第九章 高分子加工助剂 1.常见的高分子加工方法有哪些？能填空。见 PPT (1) 挤出成型（挤塑、挤压、模塑） (3)压制成型 (2) 注射成型 (4)压延成型 2.什么是增塑剂，对聚合物材料的性能有何影响 139，使用时有哪些要求 140 增塑剂：凡添加到高分子材料中能使其玻璃化温度降低，塑性增加，更易于加工的助 剂即为增塑剂。 要求：经济性、相容性、耐久性、加工性、安全性 3.DOP 的制备反应、副反应、装置等 145 及 PPT 4.PVC 加工和使用过程需要哪些稳定剂？各举一例。 热、光、氧化，参见 PPT 五类：金属皂类（硬脂酸盐） 、铅盐类（三盐基硫酸铅） 、有机锡类（有机锡羧酸盐） 、有 机辅助热稳定剂（亚磷酸酯类） 、液体复合稳定剂（钙-锌稳定剂） 。 5.PVC 加工过程需要添加哪些助剂？ 了解一些 PVC 加工增塑剂、助增塑剂、热稳定剂、 润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂、偶联剂、填料等参见 PPT （1）加工助剂为可以改善树脂加工性能的助剂，其主要作用方式有三种：促进树脂熔融、 改善熔体流变性能及赋予润滑功能。 （2）助剂：加工增塑剂、助增塑剂、热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂、 偶联剂、填料 第十章 食品添加剂 1.什么是食品添加剂，有何功用？试举常见的几例 152 食品添加剂：是指为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加 入食品中的化学合成或者天然产物。 作用：改善食品的色、香、味，增加食品的营养，提高食品的质量，改善加工条件， 防止食品变质，延长食品保质期 举例：防腐剂、抗氧化剂、漂白剂、着色剂、乳化剂、增味剂、香料、保鲜剂等 2.什么是食品添加剂的 ADI，LD50? 152 （1）ADI（人体每日摄入量） ：评价食品添加剂的毒性（安全性）的首要标准。 定义： 指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量， 以每日每 kg 体重 摄入的质量（mg 数）表示，单位为 mg/kg。 （2）LD50（半数致死量，亦称致死量） ：评价食品安全的第二个指标 定义：粗略衡量急性毒性高低的一个标准。一般指能使一群被实验动物中毒而死亡一 半时所需的最低剂量，其单位是 mg/kg(体重)。 3.常见食品防腐剂、化学结构及其合成方法？154 （1）苯甲酸及其钠盐 （2）山梨酸及其盐类 （3） 苯酸及其盐类 （4） 对羟基苯甲酸及其酯类 （5） 天然防腐剂 例：那他霉素、鱼精蛋白、溶菌酶、壳聚糖、蜂蜡、茶多酚 第十二章 绿化化学 1. 绿色化学的特点 181 （1）充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料 （2）在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放 （3）提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放” （4）生产出有利于环境保护，社区安全和人体健康的环境友好的产品。 2. 绿色化工的内涵 183 （1）精细化工原料的绿色化 （2）精细化工工艺技术的绿色化 （3）精细化工产品的绿色化 3.原子经济性、环境因子的概念或定义式 190 （1）原子经济性：是衡量所有反应物转化为最终产物的量度。 AE=（目标产物的相对分子量/反应物质的相对分子量的总和）*100% （2）环境因子：每产出 1kg 产物所产生废旧物的质量 E=废弃物的总量（kg）/产物量（kg） E 越大，废弃物越多，对环境的负面影响越大，因此，E 为零是最理想的。
