精細(xì)化學(xué)品催化合成技術(shù)：綠色催化技術(shù)（上冊）

第1章緒論/001
1.1精細(xì)化學(xué)品概念001
1.1.1化工產(chǎn)品分類001
1.1.2精細(xì)化學(xué)品類別002
1.2精細(xì)化學(xué)品合成和生產(chǎn)的特點(diǎn)002
1.2.1生產(chǎn)特征003
1.2.2經(jīng)濟(jì)特征004
1.2.3商業(yè)特征004
1.3精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn)005
1.3.1嚴(yán)重的環(huán)境污染問題005
1.3.2環(huán)境現(xiàn)狀006
1.4綠色低碳化是精細(xì)化學(xué)品合成和生產(chǎn)的必由之路010
1.4.1引言010
1.4.2綠色催化010
1.4.3催化技術(shù)廣泛應(yīng)用面對的問題和解決辦法011
1.5精細(xì)化學(xué)品合成反應(yīng)的分類統(tǒng)計(jì)分析011
1.5.1藥物合成反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)和分析011
1.5.2香料合成反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)和分析014
1.５.3農(nóng)藥合成反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)和分析015
1.5.4染料、顏料生產(chǎn)中有機(jī)合成反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)和分析016
1.6精細(xì)化學(xué)品合成反應(yīng)的選擇性018
1.6.1化學(xué)選擇性018
1.6.2其他選擇性020
1.6.3區(qū)域選擇性021
1.6.4立體選擇性021
1.6.5非對映選擇性024
1.6.6對映選擇性026
1.7有關(guān)催化作用的文獻(xiàn)及本書的編寫思路026
1.7.1有關(guān)催化作用的文獻(xiàn)026
1.7.2本書的編寫思路027 第2章綠色低碳化是精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)和合成的必然趨勢/030
2.1綠色化學(xué)產(chǎn)生的背景030
2.1.1化學(xué)和環(huán)境的現(xiàn)狀030
2.1.2環(huán)境運(yùn)動的演變035
2.1.3污染物防治035
2.1.4綠色化學(xué)036
2.2綠色化學(xué)十二原理037
2.3精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)的綠色化043
2.3.1綠色化學(xué)的目標(biāo)、思路和方法工具簡述043
2.3.2綠色化學(xué)兩大支柱和核心044
2.4精細(xì)化學(xué)品合成的低碳化044
2.4.1廢物最小化和總能量需求045
2.4.2能量效率048
2.4.3化學(xué)品生產(chǎn)中低碳化的機(jī)遇049
2.4.4低碳化要研究發(fā)展的其他技術(shù)050
2.5精細(xì)化學(xué)品綠色低碳化的內(nèi)容051
2.5.1替代原料和起始原料051
2.5.2對原料和起始材料的評價(jià)052
2.5.3替代試劑和溶劑053
2.5.4替代產(chǎn)品目標(biāo)分子053
2.5.5反應(yīng)類型的評價(jià)054
2.5.6各種反應(yīng)類型的本征性質(zhì)057
2.5.7替代催化劑058
2.5.8設(shè)計(jì)安全化學(xué)品方法的評估058
2.6精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)綠色低碳化若干實(shí)例060
2.6.1綠色起始原材料實(shí)例060
2.6.2綠色反應(yīng)實(shí)例062
2.6.3綠色試劑實(shí)例063
2.6.4綠色溶劑和反應(yīng)條件實(shí)例064
2.6.5綠色化學(xué)產(chǎn)品實(shí)例066
2.7“美國總統(tǒng)綠色化學(xué)獎(jiǎng)”得獎(jiǎng)項(xiàng)目簡介069
2.8綠色化學(xué)和技術(shù)的若干前沿070
2.8.1替代原料和試劑的新方法070
2.8.2新催化方法075
2.8.3生物催化和生物加工079
2.8.4新溶劑082
2.8.5防治污染的新加工和合成方法088 第3章催化技術(shù)在綠色低碳化中的關(guān)鍵作用/089
3.1概述089
3.2催化與綠色化學(xué)092
3.2.1催化和持續(xù)（綠色）化學(xué)092
3.2.2化學(xué)品生產(chǎn)過程的縮小093
3.2.3催化與持續(xù)化學(xué)095
3.2.4催化、綠色化學(xué)和精細(xì)化學(xué)品合成095
3.2.5替代反應(yīng)介質(zhì)離不開催化技術(shù)096
3.3催化是綠色化學(xué)的基本支柱097
3.3.1引言097
3.3.2催化劑設(shè)計(jì)098
3.3.3催化劑的應(yīng)用100
3.4精細(xì)化學(xué)品清潔生產(chǎn)中催化的作用103
3.4.1問題和機(jī)遇103
3.4.2催化劑體系的設(shè)計(jì)參數(shù)105
3.4.3實(shí)例：芳烴硝基的化學(xué)選擇性加氫106
3.4.4實(shí)例：芳烴環(huán)的烷基化108
3.4.5實(shí)例：α酮酯的對映選擇性加氫108
3.4.6實(shí)例：N烷基化109
3.4.7用ATR探針在線跟蹤催化加氫111
3.5環(huán)境友好合成和過程中催化的關(guān)鍵作用112
3.5.1引言112
3.5.2C烷基化113
3.5.3羥烷基化、乙?；拖嚓P(guān)反應(yīng)114
3.5.4N烷基化和O烷基化115
3.5.5氨化反應(yīng)116
3.5.6環(huán)氧化物異構(gòu)116
3.5.7含N雜環(huán)116
3.5.8堿催化精細(xì)化學(xué)品合成117
3.5.9氧化反應(yīng)118
3.5.10還原反應(yīng)119
3.5.11MeerweinPonndorfVerley(MPV)和相關(guān)反應(yīng)120 第4章金屬催化劑及其基本制備技術(shù)/122
4.1催化定義和概念122
4.1.1什么是催化反應(yīng)122
4.1.2什么是催化劑126
4.1.3在催化劑表面的吸附126
4.1.4“多變”的催化劑表面131
4.2催化劑的類別132
4.2.1非均相催化劑的分類132
4.2.2本體金屬和負(fù)載金屬催化劑133
4.2.3金屬化合物催化劑133
4.3本體金屬催化劑133
4.3.1合成反應(yīng)使用的金屬134
4.3.2不同形式的金屬催化劑135
4.3.3用硼氫化物還原金屬鹽得到的金屬催化劑137
4.3.4骨架金屬催化劑141
4.3.5混合金屬146
4.4負(fù)載金屬催化劑150
4.4.1負(fù)載金屬催化劑150
4.4.2催化劑載體152
4.4.3載體孔結(jié)構(gòu)的形成154
4.4.4載體表面性質(zhì)155
4.4.5載體在浸漬液中的行為156
4.4.6催化劑載體相互作用161
4.5負(fù)載金屬催化劑的制備技術(shù)164
4.5.1浸漬165
4.5.2等體積浸漬172
4.5.3離子交換174
4.5.4共沉淀180
4.5.5沉積182
4.5.6負(fù)載混合金屬催化劑制備方法184
4.5.7精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)中常用的負(fù)載鈀金屬催化劑186
4.6均相催化劑固定化技術(shù)188
4.6.1連接到聚合物載體上的催化劑188
4.6.2通過共價(jià)鍵合到無機(jī)固體上的催化劑188
4.6.3包裹催化劑190
4.6.4通過離子交換錨定的催化劑192
4.6.5層狀材料負(fù)載催化劑193
4.6.6催化膜193
4.7對映選擇性催化劑的固定化194
4.7.1通過共價(jià)鍵合錨定手性催化劑194
4.7.2包裹手性絡(luò)合物195
4.7.3絡(luò)合手性催化劑196
4.7.4手性膜196
4.8表面有機(jī)金屬化學(xué)196
4.8.1與氧化物表面的反應(yīng)196
4.8.2與金屬表面的反應(yīng)200
4.8.3以表面金屬化學(xué)作為工具裁剪催化劑201
4.8.4用表面有機(jī)金屬化學(xué)研究非均相催化的基元步驟202 第5章酸堿和氧化催化劑及載體/203
5.1主要載體的制備技術(shù)203
5.1.1氧化鋁203
5.1.2氧化硅208
5.1.3氧化鈦211
5.1.4碳212
5.2氧化物催化劑216
5.2.1引言216
5.2.2單一氧化物218
5.3.3負(fù)載氧化物218
5.3.4復(fù)合金屬氧化物221
5.3沸石催化劑224
5.3.1引言224
5.3.2沸石的形狀選擇性228
5.3.3常規(guī)沸石分子篩的水熱合成230
5.3.4高硅沸石的合成233
5.3.5沸石分子篩構(gòu)架元素的替換233
5.3.6沸石分子篩改性（后處理）技術(shù)238
5.3.7介孔分子篩的合成241
5.3.8精細(xì)化學(xué)品合成的沸石催化的發(fā)展趨勢242
5.3.9黏土246
5.4無機(jī)固體酸催化劑247
5.4.1引言247
5.4.2無定形氧化硅氧化鋁247
5.4.3無定形磷酸鋁248
5.4.4沸石和類沸石249
5.4.5雜多酸(HPA)249
5.4.6硫酸化金屬氧化物258
5.5無機(jī)固體堿催化劑261
5.5.1引言261
5.5.2單一金屬氧化物262
5.5.3堿金屬交換沸石263
5.5.4非氧化物型堿催化劑264
5.5.5非均相超堿催化劑266
5.6氧化催化劑266
5.6.1引言266
5.6.2負(fù)載金屬氧化催化劑（氧化脫氫）267
5.6.3負(fù)載金屬離子氧化催化劑269
5.6.4沸石負(fù)載金屬離子作為氧化催化劑271
5.6.5負(fù)載金屬氧化物氧化催化劑271
5.6.6氧化還原分子篩——液相氧化催化劑272
5.6.7鈦全硅沸石（TS1）和相關(guān)催化劑273
5.6.8金屬磷酸鋁系列（MeAPO）氧化催化劑275
5.6.9氧化還原層柱黏土氧化催化劑276
5.6.10包裹在沸石中的金屬絡(luò)合物（瓶中船）氧化催化劑277
5.6.11水滑石載體負(fù)載氧化催化劑277
5.6.12層狀雙氫氧化物負(fù)載氧化催化劑280
5.6.13雜多酸氧化催化劑283
5.6.14負(fù)載氧化劑的堿性固體載體284 第6章多相催化反應(yīng)工程技術(shù)/289
6.1概述289
6.1.1從反應(yīng)工程角度對催化合成反應(yīng)的分類290
6.1.2非均相催化合成反應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例290
6.1.3均相催化合成反應(yīng)應(yīng)用實(shí)例295
6.2多相催化反應(yīng)過程300
6.2.1引言300
6.2.2氣液固三相催化合成反應(yīng)302
6.2.3氣液和液液催化合成反應(yīng)303
6.2.4氣固催化反應(yīng)304
6.3精細(xì)化學(xué)品多相催化合成的工程特點(diǎn)和特征305
6.3.1引言305
6.3.2具體的基礎(chǔ)性和實(shí)踐差異307
6.4多相液相催化合成反應(yīng)的溶劑效應(yīng)308
6.4.1引言308
6.4.2溶劑對底物的溶解308
6.4.3溶劑的其他作用309
6.4.4溶劑對反應(yīng)速率的影響310
6.4.5溶劑對合成反應(yīng)選擇性的影響313
6.5多相液相催化反應(yīng)的操作變量314
6.5.1引言314
6.5.2催化劑量315
6.5.3攪拌317
6.5.4催化劑粒子大小318
6.5.5壓力319
6.5.6溫度319
6.5.7催化劑的重復(fù)使用（套用）320
6.5.8傳質(zhì)對反應(yīng)選擇性的影響320
6.6精細(xì)化學(xué)品催化合成中的反應(yīng)改性劑技術(shù)321
6.6.1引言321
6.6.2反應(yīng)改性劑的一般特性321
6.6.3改性金屬催化劑的復(fù)雜性和動態(tài)行為（性質(zhì)改變）323
6.6.4含氮有機(jī)改性劑325
6.6.5含氯硝基苯加氫的反應(yīng)改性劑326
6.6.6無O苯基保護(hù)基加氫裂解的加氫327
6.6.7立體加氫327
6.6.8對映選擇性加氫329
6.6.9非對映選擇性加氫330
6.6.10醇的需氧氧化331
6.6.11脂肪醇的環(huán)氧化332
6.7多相催化反應(yīng)總速率333
6.7.1本征催化反應(yīng)動力學(xué)的一般方法333
6.7.2催化反應(yīng)動力學(xué)336
6.7.3傳質(zhì)效應(yīng)340
6.7.4動力學(xué)控制區(qū)分析及其判據(jù)344
6.7.5基礎(chǔ)反應(yīng)器模型346
6.7.6傳質(zhì)參數(shù)關(guān)聯(lián)348
6.8精細(xì)化學(xué)品催化合成實(shí)驗(yàn)室用反應(yīng)器350
6.8.1間歇釜反應(yīng)器350
6.8.2連續(xù)反應(yīng)器355
6.8.3膜反應(yīng)器358
6.9精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工業(yè)用多相催化反應(yīng)器358
6.9.1三相催化反應(yīng)器類型358
6.9.2固定床反應(yīng)器和漿態(tài)床反應(yīng)器比較359
6.9.3固定床反應(yīng)器比較360
6.9.4漿態(tài)床反應(yīng)器比較361
6.9.5操作模式361
6.9.6精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)用反應(yīng)器類型和設(shè)計(jì)簡介362 參考文獻(xiàn)/366