精细化学品化学教案新日编.doc

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山东轻工业学院

教师授课教案

课程名称：

精细化学品化学

课程代码：

04211118

课程学分：

5.5

课程类别：

必修课

授课班级：

应化04—1、2

授课教师：

刘伟、周立国、段洪东

教案

授课时间

07年9月18日星期二第1、2节

授课内容概要

第一篇表面活性剂与日用化工（主讲人：

刘伟）

第一章绪论

一、有关精细化学品的几个概念——精细化工、精细化学品、精细化学品化学

在我国：

一般经深度加工的、技术密集度高和附加价值大的化学品，其多数产品为品种多、更新快、规模小、利润高的化学品叫精细化学品。

二、精细化学品的分类和特点——具有几大特点

A、具有特定功能；B、大量采用复配技术；C、多品种、小批量；D、技术密集度高；E、情报密集、信息快；F、附加价值高、利润大。

三、精细化学品在国民经济中的作用

四、精细化学品的发展和前景

第二章表面活性剂化学

第一节表面活性剂基础知识

一、表面活性剂的产生和发展

近代表面活性剂的发展已有100年的历史了。

品种达16000种。

表面活性剂的发展经历了4代。

第1代：

脂肪酸盐系；第2代：

烷基苯系；第3代：

醇的衍生物系；第4代：

烷基葡萄糖苷（APG）系。

目的要求

使学生了解并掌握精细化学品的定义、分类、特点；了解表面活性剂的产生和发展的大体过程。

重点

精细化学品的定义、特点。

难点

精细化学品的特点。

作业布置

1、精细化学品的定义、分类、特点是什么？

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

备注

第一章绪论

一、有关精细化学品的几个概念

1、精细化工：

精细化学品生产工业的简称，也较精细化学工业。

2、精细化学品：

又称精细化工产品。

3、精细化学品化学：

研究精细化学品的化学。

研究精细化学品的结构、性质、生产、用途。

二、精细化学品的分类和特点

1、分类：

主要是按其性质和用途来划分。

日本：

曾经把精细化学品分成35至50多类。

我国：

1986年首先由化工部提出一种暂行分类方法，包括11类产品：

农药、染料、涂料（包括油漆、油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化工系统生产的药品（原药）和日用化学品、功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。

后来，一些学者提出下列18种分类方法：

⑴医药和兽药⑵农药⑶粘合剂⑷涂料⑸染料和颜料⑹表面活性剂和合成洗涤剂⑺塑料、合成纤维和橡胶用助剂⑻香料⑼感光材料⑽试剂和高纯物⑾食品和饲料添加剂⑿石油用化学品⒀造纸用化学品⒁功能高分子材料⒂化妆品⒃催化剂⒄生化酶⒅无机精细化学品

2、特点：

A、具有特定功能B、大量采用复配技术

C、多品种、小批量D、技术密集度高

E、附加价值高、利润大

三、精细化学品在国民经济中的作用

四、精细化学品的发展和前景

第二章表面活性剂化学

第一节表面活性剂基础知识

一、表面活性剂的产生和发展

近代表面活性剂的发展已有100年的历史了。

品种达16000种。

表面活性剂的发展经历了4代。

第1代：

脂肪酸盐系；第2代：

烷基苯系；第3代：

醇的衍生物系；第4代：

烷基葡萄糖苷（APG）系。

早在公元前2500年苏美尔人用油脂与草木灰加热制造了肥皂。

1885年开发了电解食盐制造烧碱的方法，此后以碱皂化油脂制造肥皂便进入了工业化阶段。

第一次世界大战期间的1917年在德国制备了世界上第一个合成表面活性剂——一种含短碳链的烷基萘磺酸盐。

我国的表面活性剂工业起始于上世纪50年代。

时至今日，经过近30年的改革开放，我国的表面活性剂随着国民经济的发展而迅速发展，表面活性剂的产量已居世界第二位，仅次于美国。

据参考资料，我国表面活性剂的总产量已达157万吨（2002年），品种数达3381种（2003年），生产厂家达2819家（2003年）。

我国工业用表面活性剂在表面活性剂中所占的比重也越来越高，如1990年工业用表面活性剂所占的比重为28.3%，到2002年这一比例已上升为57.95%。

授课时间

07年9月20日星期四第3、4节

授课内容概要

二、表面活性剂的定义和分类——在浓度很低的情况下，能够显著降低水的表面张力或水同其他物质的界面张力的物质。

分为4大类。

三、表面活性剂自身结构特点和溶液内部结构特点

自身结构特点：

双亲结构；溶液内部结构特点：

溶液内部：

形成胶束，表面形成单分子膜。

四、表面活性剂基本性质和附加性质

（一）基本性质：

1、润湿、浸透作用；2、乳化、分散、增溶作用；3、起泡、消泡作用；4、洗涤去污作用

（二）附加性质；1、润滑柔软性；2、抗静电性；3、杀菌性；4、匀染性；5、防水防锈性

五、表面活性剂的用途

可用在日化工业、金属工业、造纸、食品、医药、农药、纺织、农业、建筑、塑料、涂料、油漆、选矿、灭火、石油等行业。

有“工业味精”之美称。

目的要求

使学生了解并掌握表面活性剂的结构特点、性质、用途。

重点

表面活性剂的结构特点、性质、用途。

难点

表面活性剂溶液内部的结构特点。

作业布置

1、表面活性剂的定义及分类？

2、表面活性剂结构特点是什么？

3、什么是临界胶束浓度？

4、表面活性剂的性质是什么？

5、γ—c曲线是何形状？

为什么？

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

备注

二、表面活性剂的定义和分类

表面活性剂：

在浓度很低的情况下，能够显著降低水的表面张力或水同其他物质的界面张力的物质。

分为4大类：

阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂。

三、表面活性剂自身结构特点和溶液内部结构特点

1、自身结构：

化学结构具有双亲结构

一头大一头小，一头亲油一头亲水，不对称结构

2、溶液内部结构：

内部形成胶束，表面形成单分子膜

形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）。

四、表面活性剂的基本性质和附加性质

（一）基本性质

1、润湿、浸透作用

2、乳化、分散、增溶作用

互不相溶的两种液体，其中一种液体以极小的微粒分散于另一种液体中，叫乳化。

常见乳化体类型：

O/W——水包油，水是连续相（外相），油是分散相（内相）；W/O——油包水。

3、起泡、消泡作用

4、洗涤去污作用

（二）附加性质

1、润滑柔软性

2、抗静电性

3、杀菌性

4、匀染性

5、防水防锈性

五、表面活性剂的用途

日化工业、金属工业、造纸、食品、医药、农药、纺织、农业、建筑、塑料、涂料油漆、选矿、灭火、石油等工业。

表面活性剂的美称——工业味精。

授课时间

07年9月21日星期五第1、2节

授课内容概要

第二节阴离子表面活性剂

一、概述

阴离子表面活性剂是发明最早、历史最长、应用最早、当前来说也是应用面较广、产量用量较大的一种表面活性剂。

二、磺酸盐型

（一）直链烷基苯磺酸盐——LAS

1、LAS的结构与性能

2、LAS的合成原理与生产工艺

⑴烷基苯的制备

⑵烷基苯的磺化：

R—C6H5+SO3（气）/H2SO4（浓）R—C6H4—SO3H

⑶中和

R—C6H4—SO3H+NaOHR—C6H4—SO3Na

目的要求

使学生了解磺酸盐型LAS结构、性质、制备、应用。

重点

LAS的结构、性质、制备工艺。

难点

LAS的结构与性能的关系；磺化过程。

作业布置

1、LAS中R—基团为何是12？

2、SO3磺化的优缺点、副产物及除掉方法是什么？

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

第二节阴离子表面活性剂

一、概述

阴离子表面活性剂是发明最早、历史最长、应用最早、当前来说也是应用面较广、产量用量较大的一种表面活性剂。

二、磺酸盐型

（一）直链烷基苯磺酸盐——LAS

1、LAS的结构与性能

LAS的性能特点：

①洗涤性能好；②稳定性好；③成本低；④应用性能好。

烷基长度以C12±2，数目为1（单），结构以直链为好。

苯环的位置以接在C3、C4上为佳。

洗涤性能以对位烷基苯磺酸钠为好。

2、LAS的合成原理与生产工艺

⑴烷基苯的制备

工序1：

正构烷烃的制取：

尿素络合法；分子筛法。

工序2：

氯化过程RH+Cl2RCl+HCl

工序3：

苯环烷基化过程

⑵烷基苯的磺化：

R—C6H5+SO3（气）/H2SO4（浓）R—C6H4—SO3H

SO3磺化的优缺点：

优点：

①反应迅速；②无水生成，不产生废酸，无机盐含量少；③硫的利用率高；④产品色泽好；⑤设备适用性强。

缺点：

①放热大；②非均相；③投资大；④反应系统粘度增加，传质传热不利；⑤控制不当，易发生副反应。

SO3磺化现在多采用多管膜式磺化器。

老化：

15min左右，使未反应的SO3与RB继续反应。

水解：

加水量为磺酸量的0.5~1.0%，以分解磺酸酐，终止老化反应，稳定pH值。

⑶中和

R—C6H4—SO3H+NaOHR—C6H4—SO3Na

工艺要求：

①控制工艺水加入量，以调整总固体（活性物）含量；②搅拌，以防局部过热；③温度，40~50℃；④pH：

7~10。

授课时间

07年9月25日星期二第1、2节

授课内容概要

（二）直链烷基磺酸盐——SAS

1、性质与用途

2、制备：

①磺氯酰化法②（水—光）磺氧化法

（三）α—烯基磺酸盐——AOS

1、性能与用途

2、合成：

①α—烯烃的磺化②中和水解

3、工艺流程

（四）依捷帮T（IgeponT）

（五）丁基萘磺酸钠

（六）（快速）渗透剂T

三、硫酸酯盐型

（一）脂肪醇硫酸钠——K-12

1、性能与用途

2、脂肪醇的来源

3、脂肪醇的硫酸化

（二）脂肪醇（烷基酚）聚氧乙烯醚硫酸钠——AES

（三）硫酸化蓖麻油

目的要求

使学生了解磺酸盐型（SAS、AOS、IgeponT等）、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂，掌握AOS、K-12、AES等的结构、性质、制备、应用。

重点

AOS、K-12、AES等的结构、性质、制备工艺过程。

难点

AOS的结构、制备反应；K-12的制备工艺过程。

作业布置

1、α—烯基磺酸盐的结构是什么？

2、制备琥珀酸酯磺酸盐的磺化剂及方法是什么？

3、硫酸酯盐与磺酸盐的结构与性质比较

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

（二）直链烷基磺酸盐——SAS

1、性质与用途

2、制备：

①磺氯酰化法

主反应：

RH+SO2+Cl2RSO2Cl+HCl

NaOH

RSO3Na+H2O+NaCl

②（水—光）磺氧化法

（三）α—烯基磺酸盐——AOS

1、性能与用途

2、合成：

①α—烯烃的磺化

②中和水解

条件：

碱性条件下，t=160~170℃，p=10kg/cm2，20min。

3、工艺流程

与生产LAS相似。

α—烯烃的磺化速度是LAS的100倍，放热量比LAS大30%，一般磺化器难以控制，可采用（T.O.带二次保护风）双膜磺化器，以实现等温磺化。

（四）依捷帮T（IgeponT）

（五）丁基萘磺酸钠

（六）（快速）渗透剂T

三、硫酸酯盐型

（一）脂肪醇硫酸钠——K-12

1、性能与用途

去污力、泡沫性、乳化性能良好，易漂洗，刺激性小，生物降解性好。

用于重垢、轻垢液洗、餐洗、香波、化妆品中及用作工业乳化剂。

代号：

AS（FAS）

结构通式：

ROSO3Na，R=C10~C18，通常C12~C14，直链。

与磺酸盐结构相似，但性质不同：

①水溶性更强；②稳定性较差；③对硬水较敏感。

月桂醇硫酸钠：

也叫十二醇硫酸钠或十二烷基硫酸钠，C12H25OSO3Na，代号：

K12，发泡力强，乳化性能好。

2、脂肪醇的来源

3、脂肪醇的硫酸化

硫酸化剂：

浓H2SO4、发烟硫酸、SO3（气）、氯磺酸（ClSO3H）、氨基磺酸（H2NSO3H）等。

大规模生产都采用SO3（气）。

工艺过程如同LAS，但不经老化和水解，要立即中和，因硫酸酯不稳定（不耐强酸）。

（二）脂肪醇（烷基酚）聚氧乙烯醚硫酸钠——AES

结构通式：

RO（CH2CH2O）nSO3Na，R=C10~C18，直链；n=1~5，平均为3。

亲水基有二部分组成。

（三）硫酸化蓖麻油

授课时间

07年9月27日星期四第3、4节

授课内容概要

四、羧酸盐型

（一）肥皂：

1、肥皂的性能；①结晶性、②溶解性和硬度、③使用时须pH＞7；硬水也使其活性下降。

2、皂基的制备：

①制皂的原料

②油脂配方：

③皂基的制备工艺：

a：

皂化、b：

盐析、c：

碱析、d：

整理。

3、洗衣皂的生产

皂基+填料（助剂）研磨机研磨混合闪蒸抽条切块打印装箱

（二）香皂

（三）雷米帮A

五、磷酸酯盐型

（一）结构

（二）性质特点

1、溶解性；2、表面活性；3、泡沫性；4、CMC等

制备方法：

1、P2O5法；2、POCl3法；3、焦磷酸法；4、PCl3法

目的要求

使学生了解并掌握羧酸盐型、磷酸酯盐型阴离子表面活性剂，熟悉其结构与制备。

重点

肥皂的皂基制备过程；磷酸酯盐型阴离子表面活性剂的制备。

难点

肥皂的配方及其制备过程。

作业布置

1、皂基制备的4个阶段是什么？

2、磷酸酯盐的磷酸化剂是什么？

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

四、羧酸盐型

（一）肥皂：

1、肥皂的性能；

①结晶性

②溶解性和硬度

③使用时须pH＞7；硬水也使其活性下降。

2、皂基的制备：

①制皂的原料

②油脂配方：

③皂基的制备工艺：

a：

皂化、b：

盐析、c：

碱析、d：

整理。

3、洗衣皂的生产

皂基+填料（助剂）研磨机研磨混合闪蒸抽条切块打印装箱

（二）香皂

与肥皂不同点：

①油脂不同；

②填料不同（Na2CO3换成NaHCO3以降低刺激性；其他如钛白粉、香精、着色剂等）；

③pH值不同。

（三）雷米帮A

LameponARCONHRˊ（CONHR″）nCOONa

本品乳化能力强。

可做纺织、印染、工业的洗涤剂、乳化剂、扩散剂、匀染剂，皮革行业的脱脂剂，化妆品及洗涤卫生用品。

合成：

C17H35COCl+H2NRˊ（CONHR″）nCOOH先缩合，再中和LameponA

五、磷酸酯盐型

（一）结构

（二）性质特点

1、溶解性：

与R的结构、数目、M、一或二盐、n等有关。

2、表面活性：

具有良好的去污、乳化、分散、抗静电、平滑、柔软作用。

3、泡沫性：

R短，则发泡性差而稳泡性好；R长，则相反。

4、CMC

制备方法：

1、P2O5法

3ROH+P2O52ROPO（OH）2+（RO）2PO（OH）2ROPO（ONa）2+（RO）2PO（ONa）

2、POCl3法

3、焦磷酸法

4、PCl3法

授课时间

07年9月28日星期五第1、2节

授课内容概要

第三节非离子表面活性剂

一、概述

结构与分类：

亲水基部分主要是醚键—O—和羟基—OH；分为4类：

聚氧乙烯型、多元醇型、聚醚型、烷醇酰胺型。

性质特点：

不电离，有浊点，在酸性、碱性、金属盐溶液中稳定，抗硬水，可与阴、阳离子表面活性剂复配使用，表面活性好（具有良好的乳化、润湿、增溶、洗涤作用），泡沫少，毒性低，刺激性小。

（含醚基或酯基的）非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而降低，当达到一定温度时溶液开始变浑浊，这一温度叫非离子表面活性剂的浊点。

二、聚氧乙烯型

（一）脂肪醇聚氧乙烯醚

代号：

AEO（AEO—n或AEOn）

1、性质：

与R有关，更与EO有关。

2、制备：

ROH+nEORO（C2H4O）nH或RO（EO）nH

式中：

n有较宽聚合度，如n=8时，实际聚合度n=0~20。

3、用途

（二）烷基酚聚氧乙烯醚

（三）脂肪（酰）胺聚氧乙烯醚（或叫聚氧乙烯脂肪胺）

（四）脂肪酸聚氧乙烯酯

（五）聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯

（六）聚氧乙烯脂肪酸多元醇醚酯

目的要求

掌握非离子表面活性剂的性质特点、浊点的概念，掌握聚氧乙烯型（AEO、OP—、聚氧乙烯脂肪胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、Tween）非离子表面活性剂的结构、性质特点、制备、用途。

重点

非离子表面活性剂的性质特点；浊点；（聚氧乙烯脂肪胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、Tween）结构、性质、制备。

难点

（聚氧乙烯脂肪胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、Tween）结构、性质、制备。

作业布置

1、非离子表面活性剂的性质特点是什么？

2、什么是浊点？

3、AEO、OP—型非离子表面活性剂的结构与性质？

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

第三节非离子表面活性剂

一、概述

1、简介

在水中不电离，以中性分子存在并发挥表面活性作用。

2、结构与分类：

亲水基部分主要是醚键—O—和羟基—OH；分为4类：

聚氧乙烯型、多元醇型、聚醚型、烷醇酰胺型。

3、性质特点：

不电离，有浊点，在酸性、碱性、金属盐溶液中稳定，抗硬水，可与阴、阳离子表面活性剂复配使用，表面活性好（具有良好的乳化、润湿、增溶、洗涤作用），泡沫少，毒性低，刺激性小。

（含醚基或酯基的）非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而降低，当达到一定温度时溶液开始变浑浊，这一温度叫非离子表面活性剂的浊点。

4、乙氧基化反应

二、聚氧乙烯型

（一）脂肪醇聚氧乙烯醚

代号：

AEO（AEO—n或AEOn）

1、性质：

与R有关，更与EO有关。

2、制备：

ROH+nEORO（C2H4O）nH或RO（EO）nH

式中：

n有较宽聚合度，如n=8时，实际聚合度n=0~20。

3、用途

配制家用及工业洗涤剂，工业乳化剂，纺织匀染剂等。

AEO—3可用于制备AES。

（二）烷基酚聚氧乙烯醚

结构通式：

R—C6H4—O（EO）nH，R=C8、C9、C12

（三）脂肪（酰）胺聚氧乙烯醚（或叫聚氧乙烯脂肪胺）

1、性质：

在中性及碱性中稳定，呈非离子态，发挥基本性质；在酸性中呈阳离子态，发挥附加性质。

2、制备：

乙氧基化反应分两步

（四）脂肪酸聚氧乙烯酯

1、性质：

乳化性能好，泡沫低，生物降解性好，但稳定性差（在热水及酸、碱溶液中易水解），且溶解度较醚小。

但由于脂肪酸来源广，成本较低。

2、制备：

①醚化法②酯化法

（五）聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯

代号：

Tween；译名：

吐温、土温、特温

Tween=Span+nEO，增加了产品的水溶性。

Tween—20：

聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单月桂酸酯

T—40：

聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单棕榈酸酯

T—60：

聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单硬脂酸酯

T—80：

聚氧乙烯（20EO）失水山梨醇单油酸酯

（六）聚氧乙烯脂肪酸多元醇醚酯

授课时间

07年9月30日星期日第1、2节

授课内容概要

三、多元醇型

多元醇与高级脂肪酸的反应产物。

酯基部分作为疏水基，其余未反应的含羟基部分作为亲水基（也包括聚乙二醇的醚键）。

基本性质：

对热、酸、碱不够稳定，溶解度较醚类为低，大多属油溶性。

（一）脂肪酸乙二醇酯

（二）丙二醇、丙三醇、聚合甘油的脂肪酸酯

（三）四元醇脂肪酸酯

（四）脂肪酸聚乙二醇（）酯或叫聚乙二醇（）脂肪酸酯

（五）脂肪酸失水山梨醇酯或叫失水山梨醇脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯

商品名：

Span斯潘、司班、司般、司盘、斯般、斯苯等

1、性质与用途：

水溶性差，乳化力好，低毒，无刺激，在医药、食品、化妆品用作乳化剂和分散剂、纺织柔软剂、乳化剂、润滑剂。

2、制备：

常见的Span商品有：

Span—20、Span—40、Span—60、Span—80。

（六）脂肪酸糖酯

四、烷（基）醇酰胺型

1、性质：

①具有一定的润湿性、渗透性、脱脂力、抗静电性、柔软性；②具有较强的增泡、稳泡性和增粘（稠）性；③无浊点；④水溶性差；⑤对盐、酸敏感（产生浑浊或胶凝，宜在pH=8~12之间使用）。

2、用途：

常用作各种液洗如洗发香波的增泡剂、稳泡剂、增稠剂、调理剂，以及纺织、皮革工业的净洗剂。

目的要求

使学生了解并掌握多元醇型、烷（基）醇酰胺型非离子表面活性剂的结构、性能、制备、用途。

重点

6501的意义；Span的代号及意义、结构、性能、制备、用途。

难点

Span的结构、性能、制备。

作业布置

1、聚氧乙烯型和多元醇型非离子表活剂的亲水基各是什么？

2、Span与Tween的制备及代号意义？

3、6501及Ninol的制备及代号意义？

本章（节）参考书

《精细化学品化学》程铸生主编，华东理工大学出版社

《精细化工产品的合成及应用》程侣柏等编，大连理工大学出版社

教学方法

多媒体课堂授课

主要教具

黑板、粉笔、多媒体、电脑

备注

授课过程及内容

三、多元醇型

多元醇与高级脂肪酸的反应产物。

酯基部分作为疏水基，其余