有机合成工理论培训课件.ppt
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1、合成工理论培训2013.09.25拓展就业渠道,实现人身发展技术岗位需求,职业技能考证合成对准技术,技术对准市场门独立的专业操作技术合成技术是有机合成工工艺类一技能一般和实际操作有关,边操作边学习,或是根据某项具体情况进行培训,而技术一般是理论知识较强,适用面广,应用到实际时需要结合具体情况.7、培养良好的工作作风、合成习惯、操作室的管理能力。6、培养具有较高的有机合成工操作技术、操作技能、化工产品小试能力。4、了解合成原理、养成合成现象的观察、合成数据的记录。装、调试、操作。5、掌握有关实验理论产量与产率的计算。3、了解有机合成常用仪器设备的构造、性能、选择、安1、了解有机合成常识,掌握基本
2、操作技能。2、掌握有机合成的制备技术与分离技术。任务及作用:下面共分十二方面讲解十、安全与急救九、有机合成常用仪器及洗涤八、有机合成的新理念-绿色化学七、有机合成应遵循的原则六、改变有机合成方法逆合成法五、有机合成的常规方法四、有机合成的概念三、职业概况二、从事的工作主要包括哪些?一、职业描述10 乙酰水杨酸 即aspirin 的制备9 柑桔皮中提取果胶8 茶叶中咖啡因的提取7 熔点的测定6 减压蒸馏操作技术5 水蒸气蒸馏操作技术4 重结晶提纯法操作技术3 萃取操作技术2 分馏操作技术1 蒸馏操作技术十一、有机合成操作技术3、微波辐射有机合成技术1、相转移催化合成技术十二、介绍几种现代催化有机
3、合成技术2、酶催化合成技术4、有机声化学合成技术5、电解有机合成技术注:职业描述以已颁布的国家职业标准内容为准。造有机物中间体或成品。操作、调控有机合成釜,进行有机化学反应,制3、工作职责作规程,合成有机化学品。使用相关的原材料和化工生产设备,按指定的操1、职业名称:有机合成工。2、职业定义:二、(5)、放出反应后的物料,进行特定的物料检验。(4)、定时取样分析反应物料组分变化或物理常数,(6)、对产品进行包装储存。确认反应终点。(2)、使用专用机泵将配好的物料送入合成釜中(3)、操作合成釜、调控温度、压力等工艺参数,进行有机合成反应。(1)、将原料分别计量、配比、混合或溶解职业工作2年以上。
4、取得大专以上本专业或相关专业的毕业生,连续从事本3、技师及取得大专以上本专业或相关专业毕业生。能为培养目标的高等职业学校本职业(专业)毕业证书。取得经劳动和社会保障行政部门审核认定的、以高级技2、高级工为培养目标的中等以上职业学校本职业(专业)毕业证书。取得经劳动和社会保障行政部门审核认定的、以中级技能1、中级工分钟,高级技师不少于30分钟。中级不少于50分钟,高级不少于40分钟,技师不少于30理论知识考试时间为120分钟,技能操作考核时间,60分及以上者为合格。理论知识考试和技能操作考核均实行百分制,成绩皆达到闭卷笔试等方式。技能操作考核采用现场实际操作等方式。分为理论知识考试和技能操作考核
5、。理论知识考试采用5、鉴定方式作2年以上。并取得结业证书。或取得本科毕业,并连续从事本职业工取得经本职业高级技师正规培训达规定标准学时数,7、鉴定时间4、高级技师有机合成大致分为两个方面:加压等反应条件。加热、光照、加催化剂、加有机溶剂甚至价键相连,有机合成比较困难,常常要用合物的各种特点,尤其是碳与碳之间以共降解为较简单化合物的过程。由于有机化成有机物的过程。有时也包括从复杂原料从较简单的化合物或单质经化学反应合对有机合成化学起到了极大的推动作用。分析手段的应用等,尤其是分子轨道对称守恒原理的提出,论和方法如反应机理、构象分析、光化学。各种物理方法、等。20世纪70年代以后,有机合成迅速发展
6、,一些新的理化合物,如化学试剂、医药、农药、染料、香料和洗涤剂.精细有机合成。包括从较简单的原料合成较复杂分子的数量级。原料、溶剂、增塑剂、汽油等。其产量几乎接近于钢铁的合成重要化学工业原料,如合成纤维、塑料和合成橡胶的.基本有机合成。包括从煤炭、石油、水和空气等原材料1.羟基的引入2.双键的引入引入3、卤原子(X)的4.官能团的消除5.碳骨架的增减6.醛、酮与氢气加成7.不同官能团间的转换反应完成后,在将保护基团去掉,恢复原来的官能团。能进行反应,需要将保留的基团用一个试剂先保护起来,等在进行合成时,若一个试剂对分子中其它的基团或部位也如羟基被氧化为醛基 醛基被氧化为羧基3)烯键和炔键可以利
7、用消除反应导入其官能团。2)氧化程度不同的官能团可以通过氧化还原反应相互转化1)氧化程度相同的官能团可以通过取代反应互相转化。在合成过程中有些官能团消失了,新的官能团出现了3.条件适宜,操作简便,能耗低,易实现。2.合成路线最简捷,易分离,产率高。1.起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。-化学品和化学过程。指导,研究对环境没有副作用 在技术上和经济上可行的对传统化学和化学工业的一次革命,是以生态环境意识为物,在此过程中对环境的影响则考虑较少。而绿色化学是传统化学关注的是如何通过化学方法得到更多的目标产向。是从源头上阻止环境污染的化学,它是化学未来发展的方害的原料、催化剂、溶剂、试剂、副产物等
8、的一门科学,学原理和方法来减少或消除工业生产过程中对生态环境有绿色化学是在20世纪 90年代诞生的,是人们认识到传统化学的不足而产生的一门新兴学科。绿色化学就是用化仪器及洗涤九 有机合成常用击的抵抗力高等,一般采用硼硅盐硬质95料制造。高的软化点、对化学试剂的耐受性高、对温度冲所使用的玻璃仪器,要有较大的机械强度、较均要求较高。受一定的压力,因此对玻璃仪器的质量玻璃材质种化学试剂,并有许多腐蚀性的试剂、甚至要经在合成反应中经常需要加热、冷却,要接触各1、常用玻璃仪器如:19/30表示磨口最大端直径为19mm,磨口锥体和34号等。这些编号是指磨口最大端的直径(mm)。因标准磨口玻璃仪器的用途、容
9、量不同,分有连接,使用方便又严密安全,己普遍生产和使用。器和标准磨口仪器两类。标准磨口仪器可以互相目前有机合成使用的各种玻璃仪器为:普通仪长度H为30mm。有时也用两个数字表示标准磨口的规格。不同的编号:如l0号、14号、19号、24号、29号使磨口连接处不受歪斜的应力,否则易使仪器折断。安装标准磨口仪器时,应正确安装,整齐、稳妥,一般用途可不涂润滑脂 若反应中有强碱、应涂润滑剂。进行减压操作时,磨口处应涂真空润滑脂,以免漏气。洗涤磨口时不要用去污粉,以免使磨口擦伤而漏气。涤剂清洗。长久放置,会使连接出粘牢,难以拆开。坏磨口。洗涤前应先将涂过的真空脂擦尽,然后才能用洗会使磨口对接不严密,导致漏
10、气。若有硬质杂物,更会损 磨口部分必须洁净,用毕立即洗净,若粘有固体杂物,2、洗涤3溶剂的理想装置。旋转蒸发器是浓缩溶液、回收增大,加快蒸发速率。因此,附于瓶壁形成薄膜,蒸发面积蒸发器旋转时,会使料液可免加沸石而不会暴沸。液。由于蒸发器的不断旋转,性进料 也可分批吸人蒸发料在常压或减压下操作,可一次的蒸发器(圆底烧瓶)、冷凝器蒸发仪由电机带动可旋转旋转蒸发仪和接受器组成(见图。可以4、旋转蒸发仪5、回流冷凝装置6、仪器的装配使用方便。磁力搅拌器既能加热,又能调速搅拌,8、磁力搅拌器拌速度。过变速器或外接调压变压器可任意调节搅是化学实验空常用的机械搅拌装置,通7、电动搅拌器9塔干燥尾接管燕式活塞
11、二通10、减压蒸馏装置般溶剂浸出法高。不断地为纯的溶剂所萃取,因而效率较一用溶剂回流和虹吸原理,使固体物质连续脂肪提取器装置如下页图所示。它是利取器(索氏提取器)进行提取。固体物质通常是用浸出法或采用脂肪提11急救十、安全与操作技术十一、有机合成1、蒸馏操作技术对液面所施的压力称为饱和蒸气压。的压力。此时液面上的蒸气达到饱和,称为饱和蒸气,它速度与分子由蒸气中回到液体的速度相等,蒸气保持一定溢出而在液面上部形成蒸气,最后使得分子由液体逸出的如果把液体置于密闭的真空体系中,液体分子继续不断地 饱和蒸气压技术,尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义。蒸馏是分离沸点相差较大的混合物的一种重要的操
12、作冷却再凝结为液体的联合操作过程,称为蒸馏。蒸馏:将液体加热至沸腾,使液体变为蒸气,然后使蒸气练掌握。物常用的方法之一,是重要的基本操作,必须熟离和提纯的目的。故蒸馏是分离和提纯液态化合后蒸出,不挥发的留在蒸馏器内,这样就达到分在蒸馏时,沸点较低者先蒸出,沸点较高的随(至少30以上)才能得到较好的分离效果。注意:液体混合物各组分的沸点必须相差很大,量较大,要10 mL以上。若样品不多时,应采用用蒸馏法测定沸点的方法为常量法,此法样品用微量法测其沸点。(0.51)。所以,蒸馏可以利用来测定沸点。液态化合物在蒸馏过程中沸程范围很小于达到分离和提纯的目的,只好借助于分馏。纯蒸气将同时蒸出,只不过低沸
13、点的多一些,故难但在蒸馏沸点比较接近的混合物时,各种物质的进 水出 水 蒸馏装置图 加热 确定装置安装无误后,通上冷却水 检查装置的各个部位是否连接好 加沸石 并固定好有关仪器部件 按要求分批依次装好各种物料 按要求装好装置 蒸馏操作步骤再蒸馏时应在加热前重新加入新的沸石。体冷却至沸点温度以下,然后再加入。如蒸馏中途需停止,如果蒸馏前忘加沸石,需补加时,应先移去热源,待液体从蒸馏瓶口喷出而造成危险。沸腾的液体中,否则常因突然放出大量蒸汽而将大部分液证蒸馏的平稳进行。在任何情况下切忌将助沸物加入至已在蒸馏前必须加入沸石。沸石的作用是引入汽化中心,保为了防止在蒸馏过程中出现“过热”及“暴沸”现象,
14、沸石的作用浸润使温度计上所读得的沸点偏低或不规范。否则由于温度计的水银球不能被馏出液蒸气充分就会偏高;另一方面,蒸馏也不能进行得太慢,直接受到火焰的热量,这样由温度计读得的沸点馏瓶的颈部造成过热现象,使一部分液体的蒸气沸点。蒸馏时加热的火焰不能太大,否则会在蒸时的温度,温度计的读数就是液体,馏出物,的被冷凝的液滴,此时的温度即为液体与蒸气平衡在整个蒸馏过程中,应使温度计水银球上常有馏瓶破裂及发生其他意外事故。停止蒸馏。注:即使杂质含量极少,也不要蒸干,以免蒸温度,就不会再有馏液蒸出,温度会突然下降。这时就应高沸点杂质,在所需要的馏分蒸出后,若维持原来的加热数,即是该馏分的沸点。一般液体中或多或
15、少地含有一些受,记下这部分液体开始馏出时和最后一滴时温度计的读的就是较纯的物质,这时应更换一个洁净干燥的接受瓶接液称为“前馏分”。前馏分蒸完,温度趋于稳定后,蒸出物质的沸点之前,带有沸点较低的液体先蒸出。这部分馏进行蒸馏前,至少要准备两个接受瓶。因为在达到预期观察沸点及收集馏液5、加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。少于1/3。上。4、冷凝管中冷却水从下口进,上口出。3、蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能2、温度计水银球的位置应与支管口下端位于同一水平线操作时要注意:拆下尾接管、冷凝管、蒸馏头和蒸馏瓶等。拆除仪器的顺序和装配的顺序相反,先取下接受器,然后蒸馏完毕,应先停
16、止加热,然后停止通 水,拆下仪器。1、在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。2提示2,共沸混合物有固定的组成和沸点 不能通过分馏的方法分离。提示1,分馏是分离、提纯沸点相近液体混合物的常用方法 目前最精密的分馏设备已能分离沸点相差120C的液体混合物。量之比。比值越大,分馏效果越好。回流比:单位时间内返回分馏柱的液体量与馏出的液体蒸馏。到分离,这个过程称为分馏。简单地说,分馏就是多次的中多次的汽化、冷凝,从而使低沸点物质与高沸点物质得 分馏:沸点不同但可互溶的液体混合物,通过在分馏柱已能将沸点相差1-2 的混合物分开。分为简单分馏和精馏。现在用最精密的分馏设备学性(回流比)。根据设备条件的不
17、同,分馏可要就在于分馏柱设备装置的精密性以及操作的科物。影响分离效率的因素除混合物的本性外,主分馏的用途就是分离沸点相近的多组分液体混合分得到蒸馏。分馏柱的作用就是使高沸点组分回流,低沸点组分馏装置标准分馏装置图关。的效率与柱的高度、绝热性和填料类型有自下而上应保持一定的温度梯度。分馏柱利于热交换,分馏柱应有足够的高度,并柱,使柱内的气、液相能广泛的接触,以如果分馏液体较多时,注意选择好分馏分馏柱的选择(6)降温:为何不能蒸干,如何降温。收集:低沸点、高沸点、有害物的收集装置 收集速度。加热:热源的选择,防暴沸、液泛。温度的控制。通冷凝水,水流方向。加料:沸石、漏斗的选用,加料量与烧瓶体积的关
18、系。装置:仪器的选用,搭配顺序,各仪器高度位置的控制。(7)拆除装置:顺序。分馏操作步骤【操作要点】3CA/CB是一个常数,即K=CA/CB,K称为分配系数。或者,合物与A、B两种溶剂不性发生分解、电解、缔合和溶液质时 它能分别溶解这两种溶剂,在一定的温度下,该化剂化作用时,此化合物在两液层中的物质的量浓度比在一温度下,有机化合物X在A、B两种互不相溶的溶剂中的浓度比为一常数,即X/A/X/B=K,K为一常数(分配系数)。分配定律:在两种互不相溶的溶剂A、B中加入可溶性物比的不同来达到分离或纯化的目的。或利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同或分配萃取:用溶剂从固体或液体混合物中提取所需要
19、的物质。其它杂质,然后再用化学方法把它们分离。提纯物质发生化学反应,生成相对稳定的化合物 以除去另一类萃取剂是反应型溶剂,其原理是利用该溶剂与被溶剂中,从而达到分离或纯化的目的。不同(分配系数)的不同,使物质从一种溶剂转到另一种机溶剂。其原理是利用被提取物质在两种溶剂中溶解度的液液萃取,固液萃取。对于液液萃取而言,有两类萃取剂,第一类萃取剂为有萃取,萃取的方式一般情况下都是两种操作方法:在有机合成操作技术中,无论在液体中萃取还是在固体中 萃取原理 萃取操作技术根据分配定律可知,在液液萃取中,多次萃取比一次萃取效果要好。下面活塞,将下层水液从下口慢慢放入一定的容器中。中,使乳浊液分层,待清晰分层
20、后,打开上面塞子,旋开振摇、放气。如此重复34次。然后将分液漏斗放在铁圈出蒸气或产生的气体,使内外压力平衡。再将活塞关闭,几次。然后将漏斗仍保持原来的倾斜状态,打开活塞,放分,大拇指和食指按住活塞柄,中指垫在塞座下边,振摇斗,把分液漏斗倾斜,使其上口略朝下,右手捏住活塞部液倒入分液漏斗中,加入萃取剂,塞好上塞。取下分液漏取一个分液漏斗,检查活塞和玻璃塞是否严密。把分注:上层液体需从上口倒出。大气接通。静置分层。将下层液体放出时要使上端与振摇完毕应把分液漏斗竖直架在铁圈上,在活塞处涂抹真空脂。为避免振摇时液体漏出,加入液体前可 注意事项4法,其中包括以下几点:剂重结晶纯化固体有机物质的各项具体的
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