第3章 精细化工工艺学基础2.ppt

主要内容:
概述
化学计量学
精细有机合成中的溶剂效应(部分)
相转移催化
均相配位催化
光有机合成
电解有机合成
第04次课
第3章精细化工工艺学基础
本次课
上次课
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精细有机合成中的溶剂效应
概述
溶剂的分类
离子化作用和离解作用
溶剂静电效应对反应速度的影响
专一性溶剂化作用对SN反应速度的影响
有机反应中溶剂的使用和选择
主要内容:
精细有机合成中的溶剂效应
上次课
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离子化作用和离解作用
(1)离子原和离子体
电解质的分类:分为两大类,即离子原和离子体。
离子原:在固态时具有分子晶格的偶极型化合物,在液态时它仍以分子状态存在。但是当它与溶剂作用时可以形成离子。(即无溶剂时是分子态,只有与溶剂作用时可形成离子)。如:卤化氢Hδ+-Clδ- 、烷基卤Rδ+ -Xδ- 、金属有机化合物等。
精细有机合成中的溶剂效应→ →(1)离子原和离子体
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离子体:在晶态时是离子型的。而在熔融状态以及在稀溶液中则只以离子形式存在的化合物。(任何状态下均以离子态存在)。如:金属卤化物等二元盐。
精细有机合成中的溶剂效应→ →(1)离子原和离子体
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(2)离子化过程和离解过程
离子化过程:离子原的共价键发生异裂产生离子对的过程。
离解过程:离子对(缔合离子)转变为独立离子的过程。
离子对:具有共同溶剂化层、电荷相反的成对离子。
精细有机合成中的溶剂效应→ →(2)离子化过程和离解过程
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离子化过程和离解过程示意图如下
离子化
离子原
[A—B]溶
[A+B-]
离子体
溶剂化
[A+B-]溶
离解
缔合
[A+]溶+ [B-]溶
溶剂化的离子对(缔合离子)
溶剂化的正离子溶剂化的负离子
(溶剂化的独立离子)
精细有机合成中的溶剂效应→ →(2)离子化过程和离解过程
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在溶剂中离子对和独立离子之间,处于平衡状态。
溶剂的性质不仅影响溶液中离子对和独立离子的比例,而且影响离子(正离子或负离子)的反应活性。
精细有机合成中的溶剂效应→ →(2)离子化过程和离解过程
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(3)溶剂介电常数对离解过程的影响
两种电荷相反的离子之间的静电吸引力(库仑力)与溶剂的介电常数成反比:
E离子-离子=
式中, E离子-离子-离子与离子相互作用的势能(静电吸引力);Z-正离子和负离子的电荷;r-离子间的距离;ε-介电常数。
Z1+•Z2-
ε•r 2
精细有机合成中的溶剂效应→ →(3)溶剂介电常数对离解过程的影响
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ε越大,吸引力越小,ε足够大,使异性电荷之间的静电吸引力E显著降低,从而能够使离子对离解为独立离子的溶剂。具有这种作用的溶剂称为“离解性溶剂”。
精细有机合成中的溶剂效应→ →(3)溶剂介电常数对离解过程的影响
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按介电常数ε:ε>15~20,为极性溶剂; ε<15~20,为非极性溶剂。(μ<)
有机溶剂的介电常数ε约在2(环己烷、正己烷)到190(N-乙基甲酰胺)之间。
介电常数主要影响溶剂中离子的溶剂化作用和离子体的离解作用。
上节课:3 精细有机合成的工艺学基础→ 精细有机合成中的溶剂效应→ 溶剂的分类
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