精细化学品重点整理一、表面活性剂1.常用表面活性剂的商品名:1)硬脂酸钠:十八酸钠,C17H35COONa2)LAS:十二烷基苯磺酸钠,C12H25-C6H4-SO3Na3)琥珀酸磺酸盐:丁二酸酯磺酸盐AESM或AESS:脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠快速渗透剂OT:二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠4)SAS:(仲)烷烃磺酸盐-烷基磺酸钠5)AOS:α-烯烃磺酸(钠)盐6)LSS:木质素磺酸盐7)MES:高级脂肪酸甲酯磺酸盐8)净洗剂LS:N-(3-磺基-4-甲氧基苯基) 油酰胺钠盐(高级脂肪酰胺磺酸盐)9)AES:月桂醇聚环氧乙烷酸钠(十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠),C12H25O(CH2CH2O)3OSO3Na10)FAS:脂肪醇硫酸盐,ROSO3Na11)AEPS:十二烷基聚环氧乙烷醚磷酸酯钠盐(月桂醇聚环氧乙烷醚磷酸钠)12)AS:烷基磺酸钠13)AEO:脂肪醇聚氧乙烯14)OP:壬基酚聚氧乙烯醚15)Span系列:失水山梨糖醇酐脂肪酸酯16)Tween:聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯17)APG:烷基糖苷2.季胺化反应的影响因素:1)胺类碱性增大,亲核性增大,易于季铵化反应a)吡啶碱性(PKb=8.8)小于三乙醇胺(PKb=3.24),故吡啶的烷基化速度要比三乙醇胺慢100倍b)当吡啶的2,3,4位上连有烷基时,碱性增大,但由于2位的空间位阻增大,反应性下降2)空间效应增大,不易于季铵化反应a)单烷基随链长(C6-C16)增加,影响不大b)双烷基随链长(C6-C16)增加,有一定影响c)三烷基随链长(C6-C16)增加,影响较大3)烷基化剂中卤素键能增大,反应性下降,烷基化速度:I>Br>Cl>F4)烷基化剂中烷基的影响:CH3->CH3CH2->(CH3)2CH->(CH3)3C-5)极性溶剂促进季铵化,非极性溶剂对反应影响较小3.生物降解性与结构:1)合成表面活性剂中两性表面活性剂较容易生物降解;2)对于碳氢链疏水基,直链较有支链的易于生物降解;3)含芳香基的表面活性剂其生物降解性能比仅有脂肪基的表面活性剂更困难;4)非离子表面活性剂聚氧乙烯链越长,越不易于生物降解。
4.新型表面活性剂:1)APG(葡萄糖和脂肪醇合成的烷基糖苷):是一种新型的非离子绿色全天然表面活性剂,生物降解性及相容性好,温和,复配性好。
主要用于复配香波、化妆品、洗涤剂。
2)糖酯:葡萄糖、蔗糖等均具有多个羟基可与脂肪酸酯化得到糖酯,可用于低泡沫洗涤剂及食品和医药的乳化剂。
3)双联型(Gemini型)表面活性剂:连接基将两个表面活性剂分子联在一起,从而使表面活性剂分子中带有两个亲油基及亲水基,连接基可以是亲水性,也可以是亲油性。
此结构抑制了表面活性剂有序聚集过程中亲水基的分离力,减少了具有相同电性的亲水基的静电力以及水化层的障碍,促进了表面活性剂离子的紧密排列。
与传统表面活性剂相比,双联型表面活性剂具有很高的表面活性,其水溶液具有特殊的相变行为及流变性。
5.复配原理与技术:1)无机强电解质与表面活性剂的复配(在调制精细化学品配方时,常常加入一些无机强电解质以提高表面活性剂活性,降低表面活性剂用量)a)加入无机强电解质:i.离子型表面活性剂的表面活性提高,CMC下降ii.非离子型表面活性剂所受影响较小(当无机强电解质浓度大时,浊点下降)b)常见离子降低表面活性剂CMC效率为:i.NH4+>K+>Na+>Li+>Ca2+ii.SO42->F->Cl->Br->NO3-2)极性有机物与表面活性剂的复配a)少量极性有机物能使CMC发生变化,例如:脂肪醇能使CMC降低,甚至出现表面张力最低值的现象;而尿素等极性有机物能使CMC升高。
3)阴阳离子表面活性剂的复配a)由于形成一种复合物或分子间化合物,可表现出较高的表面活性,使溶液的表面张力大为降低。
b)但复合物很难制备,必须严格按照一定的物质的量比例,并遵循一定的混合方式,否则形成沉淀。
4)阴(阳)离子表面活性剂与两性表面活性剂复配a)可以发生强烈相互作用,形成复合物或分子间化合物,从而提高表面活性并改变各种性能,但必须严格按照一定的物质的量比例,并遵循一定的混合方式。
5)非离子表面活性剂与阴(阳)离子表面活性剂复配a)协同效果明显,为最常用搭档。
6)表面活性剂与水溶性高分子的作用(水溶性高分子与阴离子表面活性剂作用强烈,与阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂作用较弱,可以不考虑)a)高分子物质疏水性越强,越容易与表面活性剂作用生成复合物(疏水作用);b)表面活性剂碳氢链越长,与高分子的相互作用越强(色散作用);c)高分子与表面活性剂电性差异越大,相互作用越强(电性作用)。
二、药物与中间体1. 解热镇痛类药物中间体:1) 水杨酸类解热镇痛类药物a) 阿司匹林 (乙酰水杨酸) OH COOH +(CH 3CO)2O H 2SO 4OCOCH 3COOH +CH 3COOH OHONa o CO 2,0.4MPaOH COONa 2470-75o C Dilutionb) 二氟尼柳F F OH COOH2) 苯胺类药用中间体a) 扑热息痛: 对乙酰氨基酚[N-(4-羟基苯基)乙酰胺]3) 吡唑酮衍生物(解热镇痛和消炎抗风湿,但过敏反应较多,对造血系统有相当毒性)a) 例如:安替比林,氨基比林及安乃近4) 2-芳基丙酸类非甾体类消炎药a) 例如:布洛芬三、染料1. 染料的发色理论:1) 发色团助色团学说(经典发色理论:存在某些不饱和的发色团才能发色)a) 发色团:某些不饱和基团,如-CH=CH->C=O, -N=N-,-N=O ,N O O以下情况可使颜色加深:i. 增加侧链内的烯基数目;增加共轭效应ii. 增加羧基的数目,特别是增加彼此直接联结的羧基iii. 以萘环代替偶氮染料中的苯环iv. 把一定的取代基加入分子内发色体对各种被染物质也不一定具有染色能力(或亲和力),能够作为染料的有机化合物分子中还应含有助色团。
b) 助色团:发色体的颜色并不一定很深,对各种纤维也不一定具有亲和力,但引入某些基团后,颜色会加深,并对纤维有亲和力。
(能加强发色团的生色作用,并增加染料与被染物的结合力的各种基团)如-NH 2, -NHR, -OH, -OR (-SO 3R, -CO 2R 为特殊助色团,可使染料具有水溶性及对某些纤维具有亲和力)2) 醌构理论:有机化合物的发色与分子中醌型结构有关。
醌型结构可视为分子的发色团。
例如孔雀绿存在醌构体,而其隐色体不具有醌构体,故无色。
此理论只能用来解释三芳基甲烷类及醌亚胺类染料,对于偶氮苯类的有色化合物不适用。
3)近代发色理论(量子化学Huckel分子轨道理论)a)有机染料分子的价电子包括σ电子,π电子,n电子。
电子由成键轨道向反键轨道跃迁存在以下形式:σ-σ*,π-π*,n-σ*,n-π*其中σ-σ*, n-σ*需要能量较大,在紫外区有吸收;n-π*(分子中含有未共用电子对与π键作用), π-π*,需能量较小,在可见光区400-760nm有吸收。
b)物质的颜色,主要是由于物质分子中的电子在可见光作用下,发生了π-π*或n-π*跃迁的结果。
4)颜色的深浅和浓淡a)物质颜色的深浅:是指物质吸收的光波在光谱中的位置而言,物质吸收的光波波长愈短,则颜色愈浅。
b)物质颜色的浓淡:表示同一种染料的颜色强度,即物质吸收一定波长光线的量的多少。
c)深色效应:能增加染料吸收波长的效应。
浅色效应:降低吸收波长的效应。
浓色效应:增加染料吸收强度的效应。
淡色效应:降低吸收强度的效应。
2.染料的化学结构与发色:1)共轭体系与发色a)分子结构相似的一系列有机化合物,随共轭体系增大,λmax出现红移,而颜色发生蓝移(深色效应)。
b)一般红、黄浅色为共轭体系小的染料,而大共轭体系染料多为蓝、绿发色体。
c)杂原子参加共轭的发色体系,也会引起λmax红移,产生深色效应。
2)取代基对发色的影响a)-NR2,-NH2,-OR供电子取代基上的未共用电子对与相邻π键发生共轭,产生深色效应;b)-NO2,-CN吸电子取代基可加强染料对纤维的亲和力,此外其对共轭体系的诱导效应增加染料的极性,使激发态分子变得更稳定,也可降低激发能而发生颜色蓝移;c)取代基与共轭体系共平面时,才可形成庞大的共轭体系,发生深色效应(蓝移);若取代基的位阻破坏平面,△E增大,发生λmax紫移。
3)金属原子与染料发色a)金属原子一方面以共价键与染料分子结合,又与具有未共用电子对的原子形成配位键,使整个共轭体系的电子云分布发生变化,改变了激发态和基态的能量,染料颜色发生变化。
b)不同的金属原子对共轭体系π电子的影响不同;同一染料分子与不同金属原子形成配合物后,具有不同的颜色。
4)偶氮染料的结构与显色a)偶氮染料的母体偶氮苯中,N原子的n电子处于N的Py轨道上,与π*轨道垂直,n- π*跃迁“禁阻”,所以偶氮苯基本无色。
b)在偶氮苯中引入给电子基团或吸电子基团后,电荷分布发生变化,正负电荷被分散到N和O原子上,激发态Ⅱb相对于Ⅰb稳定,位能降低,△E变小,发生深色效应。
NIaN N(CH 3)2IIa O N3)2IIbc) 带有未共用电子对基团的引入,由于未共用电子对处于染料分子的非键轨道上,缩小了基态和激发态间的能级差,因而发生深色效应。
d) 在偶氮苯的对位引入极性取代基,整个分子是一个大共轭体,因而发生深色效应。
若在二甲氨基或硝基的邻位存在烷基,影响共轭效应,使激发态位能增高,发生浅色效应。
e) 在偶氮苯的邻位引入取代基,由于影响偶氮基上未共用电子对与苯环的共轭体系,而使颜色发生变化。
取代基为CH 3,X 时,发生浅色效应;为NO 2,CN 时,发生深色效应。
5) 蒽醌染料的发色a) 蒽醌分子中引入吸电子基团(NO 2,CN ),两者相互对抗,分子不易极化,因而对分子的发色影响小;引入供电子基团时,极性加强,增强π电子的流动性,出现较强的π-π*吸收带,对颜色影响大。
取代基的供电子性越强,λmax 越向长波方向移动。
b) 给电子基团取代在1-位上,产生红移比在2-位上大。
原因是1-位取代物激发态带电荷原子相距较近,产生较大静电吸引力,稳定性好;取代基上的氢与羰基易形成氢键,使分子更趋向平面结构,有利于轨道的最大重叠。
c) 由于取代基在同一苯环上,激发态具有较稳定的萘环结构,故在深色染料中常用1,4-二氨基蒽醌及其衍生物。
1,4-二氨基蒽醌,当2-位引入给电子基团,染料的λmax 发生紫移,若引入吸电子基团, λmax 红移。
原因在于基态2-位上的OR 与羰基有共轭作用,稳定性增加,基态位能降低;激发态OR 与羰基无共轭,位能保持不变,整体由基态到激发态的能级差增大。