精细化工课后习题及答案

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答 (2)不好。这样会有一部分铁粉与水反应,被氧化成二价铁,并释氢而损失掉,并会增加还原锅中的搅拌器的动力消耗。

(3)将对硝基苯乙酸钠盐溶解于水中,然后慢慢加入四氢铝锂进行还原得对硝基苯乙醇。 答 不可。因为四氢铝锂会水解失效,另外,四氢 铝锂还原能力强,它也会使硝基还原。应该使用四氢硼钠作还原剂,在无水乙醇中还原。 2 写出制备以下产品的合成路线和主要工艺过程。 (1)联苯胺-2,2‘-二磺酸 (1)合成路线:

苯用稍不足量的混酸一硝化得硝基苯,用稍过量的液体三氧化硫磺化得间硝基苯磺酸钠,然后在氢氧化钠水溶液中用锌粉进行双分子还原得氢化偶氮苯-3-3‘-二磺酸钠,最后在稀H2SO4中进行分子重排得目的产物。 (2)2-氨基-4-硝基苯甲醚 (2)合成路线:

氯苯用混酸经两步硝化得2,4-二硝基氯苯,然后与氢氧化钠甲醇溶液进行甲氧基化得2,4-二硝基苯甲醚,最后用二硫化钠水溶液在30-55℃进行部分还原得目的产物。

3 在用镍铝合金制备骨架镍时,为何制备条件不同。所制得的骨架镍催化剂的活性会有很大差别?

答 只要制备条件略有不同,就会使所制得的骨架镍的微晶结构、孔隙结构和机械强度等物理性质有所不同,从而使所制得的催化剂的活性也各不相同,因此制备特定牌号的骨架镍催化剂时,必须严格遵守操作规程。

4 2-丁烯-1,4-二醇是医药、农药中间体,写出其两种工业合成路线。

(1)

(2)

5 硝基苯液相催化氢化制苯胺时,为何用骨架镍催化剂,而不用钯/碳催化剂? 5 答 因为骨架镍催化剂活性适中,不会发生芳环加氢副反应,而钯/碳载体催化剂活性高,有可能发生芳环加氢副反应。

6 在硝基苯的催化氢化制氢化偶氮苯时,试写出(1)反应步骤(2)有几个物相(3)哪些反应是在催化剂表面进行的,哪些反应不是在催化剂表面进行的?(4)为何硝基苯的转化率保持在100%?(5)如何使主反应顺利进行。 答 (1)

(2)有三个物相:气相的氢气,固相的钯/碳催化剂,液相是乙醇溶液,含又乙醇钠、硝基苯和各种还原产物。

(3)除了偶联反应是在液相中进行的以外,其他氢化反应都是在催化剂表面进行的。

(4)因为氧化偶氮苯和偶氮苯的氢化比硝基苯难,所以硝基苯完全转化。

(5)要求乙醇溶液中有足够多的乙醇钠,提供更可能多的Na+,使催化剂表面生成的苯基羟胺一旦生成就尽可能快的解吸,进入乙醇溶液中并与催化剂表面的亚硝基苯发生偶联反应,生成氧化偶氮苯,后者在催化剂表面进一步氢化生成偶氮苯、和氢化偶氮苯。

第七章

1 在空气液相氧化时,下列化合物由难到易的次序。甲苯、乙苯、异丙苯、叔丁苯 答1、叔丁苯、甲苯、乙苯、异丙苯 2 氧化反应的目的是什么?

答 可制备醇、酚;醛、酮、醌;羧酸;环氧化物;过氧化物;腈类化合物。 3 气固相接触催化氧化?

答 将有机物的蒸气与空气的混和气体在高温(300~500℃)下通过固体催化剂,使有机物适度氧化,生成目的产物的反应叫做气固相接触催化氧化。 4 氨氧化?

将带有甲基的有机物与氨和空气的气态混合物用气固相接触催化氧化法制取腈类的反应,叫做氨氧化。

第九章

1 写出乙烯制备(1)乙胺(2)氨基乙酸的合成路线和各步反应的名称。 答 (1)乙胺

合成路线 CH2=CH2 →CH3CH2OH →CH3CH2NH2

乙烯与水蒸气直接进行气—固相接触催化水合得乙醇。乙醇与大过量的氨进行气—固相催化氨解的乙胺。

(2)氨基乙酸

合成路线 CH2=CH2 →CH3CHO →CH3COOH →ClCH2COOH →NH2CH2COOH 乙烯在PdCl2-CUCl2催化剂存在下用空气进行均相配位催化氧化得乙醛。乙醛在乙酸锰存在下用空气进行液相氧化得乙酸。乙酸在催化剂存在下用氯气进行羰基α-氢的取代 氯化,得氯乙酸。氯乙酸在催化剂存在下与大过量的氨水进行氯基氨 酸反应的氨基乙酸。

2 写出由丙烯制备2-烯丙胺的合成路线并作扼要说明。 2、合成路线

CH2=CH-CH3 →CH2=CHCH2Cl →CH2=CHCH2NH2 丙烯与与氯气在高温进行烯键 α—氢的取代反应,得3—氯丙烯。然后再进行氨解反应得目的产物。

3 简述从蒽醌制1-氨基蒽醌的三条合成路线,并进行评论。 答(1)蒽醌的汞催化剂-磺化、磺基氨解法

此法的缺点是为了使产品和废液中的汞含量低于指标,所需费用高,已不用。 (2)蒽醌的硝化,用Na2S2的硝基还原法。

此法的优点是常压操作,设备和工艺简单。缺点是产品收率低,质量差,有大量含无机盐废液。

(3)蒽醌的硝化,用氨水的硝基氨解法

此法的缺点是要用高压釜,对设备要求高,优点是产品收率高,质量好,排放废液少,将代替硫化碱还原法。

4 芳香卤化物氨解时过量氨解剂的作用是什么? 答 过量氨解剂的作用:

①提高卤化物和氨解产物的溶解度 ②减少二芳胺和酚副产物的生成 ③减少对设备的腐蚀

第十章

1 2,4-二苄基甲苯是优良的导热油,写出其合成路线和主要反应条件。 1 合成路线如下:

将甲苯与稍过量的氯苄在氯化锌水溶液中或在无水三氯化铝存在下温热,即发生C-烷化反应生成目的产物。

2 写出由氯苯制备3-氨基-4-甲氧基苯磺酸的合成路线。 2、合成路线

氯苯用混酸进行一硝化,高效精馏分离,得邻硝基氯苯,用氢氧化钠甲醇溶液进行甲氧基化,得邻氨基苯甲醚。再用过量的98%硫酸进行磺化得目的产物。

3 甲醇分别与苯胺、苯酚或甲苯相作用,可分别发生哪些类型的反应?各生成什么主要产物?采用什么反应方式?使用什么催化剂?

4 简述乙醇胺的生产工艺。

答 氨和环氧乙烷发生烷基化反应可以得到三种乙醇胺的混合物。

各种乙醇胺的比例主要取决于反应物的摩尔比。氨过量有利于提高一乙醇胺的产率。

反应时先将25%的氨水送入烷基化器,然后缓缓通入气化的环氧乙烷,反应温度为35-45℃,反应后期,升温至110 ℃以蒸发脱除过量的氨;然后再经脱水,减压精馏,收集不同沸点的三种乙醇胺产品。

5 N-烷化反应中,为什么苯胺与甲醇在200℃反应主要产物是N,N-二甲基苯胺,而苯胺与乙醇反应主要产物是N-乙基苯胺? 答 因反应是可逆的连串反应。

第十一章

1 乙酐分别与苯胺或甲苯相作用,可发生哪些类型的反应,可得到哪些制品?

2 写出由苯制备4-甲氧基-2-硝基苯胺的合成路线。 答

苯氯化得氯苯,氯苯经混酸一硝化,高效精馏分离,得对硝基氯苯,然后进行甲氧基化和硝基还原得对氨基苯甲醚。

对氨基苯甲醚用过量的乙酸进行N-乙酰化,并蒸出反应生成的水和过量的乙酸,然后减压蒸出4-甲氧基-N-乙酰苯胺。接着在水-氯苯介质中进行稀硝酸硝化,最后在氢氧化钠水溶液中加热水解,脱去N-乙酰基得目的产物。

3 写出由苯制备对氨基苯乙酮的合成路线和工艺过程。 答

苯经混酸一硝化得硝基苯,硝基还原成氨基得苯胺。苯胺与过量的冰醋酸进行N-乙酰化,同时蒸出反应生成的水和过量的乙酸,得N-乙酰苯胺。然后将N-乙酰苯胺与乙酐和无水氯化锌回流进行C-酰化,得对-N-乙酰氨基苯乙酮。经酸性水解脱N-乙酰基得目的产物。

第十二章

1 指出异丙苯法、苯的磺化-碱熔法、氯苯的高压碱性水解法制取苯酚的优缺点。

答 (1)异丙苯法。此法的优点是原料费用低,排放废液少。但此法必须与石油化工相结合,

利用石油馏分裂解时产生的丙烯进行大规模生产。

(2)苯的磺化-碱熔法的优点是技术要求不高,苯酚质量好。缺点是消耗大量的硫酸和氢氧化钠,废液多,工艺落后,现已停用。

(3)氯苯的高压碱性水解法。此法的缺点是消耗大量的氯气和氢氧化钠,要用耐400℃的高温和30MPa高压的管式反应器,现已停用。

2 写出由甲苯合成邻氯苯甲醛的路线和工艺过程。 答

先将甲苯用不足量的氯气在定位催化剂存在下进行环上亲电取代一氯化,高效精馏分离得邻氯甲苯和对氯甲苯;邻氯甲苯在光照和三氯化磷存在下用氯气进行侧链二氯化,减压精馏,得邻氯二氯苄;邻氯二氯苄在复合催化剂存在下进行酸性水解,使二氯甲基转变成醛基,得目的产物。

3 写出由氯苯合成3-氨基-4-羟基苯磺酸的路线和工艺过程。 答

氯苯用过量的98%的硫酸在100℃进行一磺化生成对氯苯磺酸,向磺化液中加入发烟硝酸进行硝化,然后放入冰水中稀释,用氯化钠盐析,得4-氯-3-硝基苯磺酸钠。 4-氯-3-硝基苯磺酸钠在水中用稍过量的氢氧化钠在常压下回流,进行氯基水解得3-硝基-4-羟基苯磺酸钠,然后将硝基还原成氨基得目的产物。

4 写出丙烯的氯化水解制1,2,3-丙三醇的工艺过程。 (1)丙烯的高温取代氯化生成烯丙基氯

(2)烯丙基氯与次氯酸加成氯化生成二氯丙醇

(3)二氯丙醇的石灰乳水解脱氯化氢环合生成环氧氯丙烷

(4)环氧氯丙烷的水解生成甘油

第十三章

1 苯丙烯醛的制备原理。 答1、苯丙烯醛的制备

2 2-乙基丁醛的合成。 答

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