高端精細化工產品開發與設計（簡體書）

本書以高端精細化工產品開發與設計為主線，以綠色化學理論和技術為基礎，全面詳細地論述了高端精細化工產品技術分析、制備工藝、產品開發與設計及主要領域的研究成果、研究進展和實用技術。分門別類地分析和介紹了各類高端專用精細化學品的定義及其在精細化工行業中的地位與作用。專題介紹了高端精細專用化學品產業未來需要完成環保化替代、進口替代和滿足增量需求三大任務及發展前景。 本書堅持了實用性、先進性，作為化工企業技術、科研、管理部門的新產品開發指南，是供技術開發人員、高級管理人員等參考的一部工具書。

精細化工產品開發、研究必不可少的參考資料和指南。

章 精細化工產品概論 001
節 概述 001
一、精細化工產品的定義 001
二、精細化工產品的分類 001
三、精細化工產品的特徵 002
四、精細化工原料與副產物的綠色開發 003
第二節 綠色精細化學產品及技術開發與設計 004
一、綠色精細化學的產生 004
二、綠色精細化學的內涵 004
三、精細化工過程綠色化 005
四、綠色精細化工技術的特點 006
五、綠色精細化工生產的關鍵技術 006
六、綠色精細化學設計的主要內容008
七、綠色精細化學品替代能源與天然氣化工 009
八、綠色精細化學的核心內容——原子經濟性 010
九、原子經濟性化學反應設計的主要內容 011
十、綠色精細化學功能材料實現“原子經濟”反應目標 011
十一、綠色精細化學 12 項原則和 5R 理論 012
第三節 精細高分子的結構分析與功能設計 014
一、聚合物的結構與性能 014
二、官能團對精細高分子性能的影響 015
三、結構形態對精細高分子性能的影響 017
四、精細高分子的設計方法 018
第四節 綠色精細化工與納米技術開發與應用 020
一、化學反應和催化方面的應用 020
二、過濾和分離方面的應用 021
三、復合材料方面應用 022
四、塗料方面應用 025
五、樹狀聚合物的作用 026
六、納米保護方面的應用 028
七、燃料電池方面的應用 028
第五節 精細化工向綠色高端產品的創新發展與技術應用 030
一、精細化工產品綠色創新概況 030
二、高端精細化工基礎材料與產業發展 033
三、開發高性能綠色生物基合成材料、建築材料、輕化材料、紡織材料 036
四、高端精細化工前沿新材料實現規模化應用 037

第二章 精細化工技術與產品分析 040
節 綠色催化技術 040
一、不對稱催化 041
二、相轉移催化 045
三、酶催化 047
四、光催化 053
五、綠色精細化工催化技術及應用實例 057
第二節 有機電化學合成技術 066
一、有機電化學合成概述 066
二、有機電化學合成方法 070
三、有機電化學合成技術及應用實例 071
四、丁二烯電化學合成山梨酸技術分析 074
第三節 超臨界流體科學技術與應用 075
一、超臨界流體的概念與特徵 076
二、超臨界流體萃取 078
三、超臨界流體中的有機合成 080
四、超臨界二氧化碳中的化學反應 080
五、超臨界二氧化碳-微乳液體系 081
六、超臨界二氧化碳-離子液體混合體系 082
七、超臨界流體技術制備超細微粒技術 083
第四節 高端精細高分子材料制備方法 086
一、超聲波技術 087
二、等離子技術 088
三、超臨界技術 091
四、輻射技術 091
第五節 高端精細化工產品技術分析 094
一、硅烷處理技術 094
二、芳烴成套技術 096
三、生物柴油技術 102
四、變壓吸附技術 104
五、碳四芳構化技術 107
六、甲醇制烯烴技術 110
七、ε-己內酯生產技術 112
八、加氫碳九石油樹脂 114
九、氨化催化法脫硝技術 116
十、羰基合成生產技術 117
十一、覆膜濾料制備技術 120
十二、聚四氫呋喃技術 123
十三、高 CO 等溫低溫變換技術 124
十四、甲苯甲醇甲基化專有生產技術 126
十五、己二胺生產技術 126
十六、JW 低壓均溫甲醇合成塔技術 129
十七、甲基丙烯酸甲酯技術 130
十八、高能復合醇催化劑合成關鍵技術 131

第三章 新型功能高分子高端產品開發與設計 133
節 功能高分子概述 133
一、功能高分子定義 133
二、功能高分子材料的特點 134
三、功能高分子的分類 134
四、功能高分子的結構 135
五、新型功能高分子材料的設計 136
六、新型功能高分子材料的應用 138
七、新型功能高分子材料的發展趨勢 139
第二節 離子交換樹脂產品開發與設計 140
一、離子交換樹脂的定義 140
二、離子交換樹脂的特點 140
三、離子交換樹脂的分類 141
四、離子交換樹脂的結構 141
五、離子交換樹脂的原理 142
六、高端離子交換樹脂的制備方法 144
七、高端離子交換樹脂的開發與設計 147
八、高端離子交換樹脂的用途與應用及實例 151
九、新型酯交換生產 DMC 高端產品與工藝裝置及應用實例 153
第三節 吸附樹脂的高端產品開發與設計 156
一、吸附樹脂的定義 156
二、吸附樹脂的特點 157
三、吸附樹脂的性質和分類 157
四、吸附樹脂的結構與組成 158
五、吸附樹脂的吸附機理 159
六、高端吸附樹脂的制備 160
七、高端吸附樹脂的開發與設計 162
八、高端吸附樹脂的應用實例 170
第四節 高吸水性樹脂的高端產品開發與設計 177
一、高吸水性樹脂概論 177
二、高吸水性樹脂的特性 182
三、高吸水性樹脂的應用 183
四、高吸水性樹脂的開發及設計 184
第五節 高分子分離膜的高端產品開發與設計 189
一、高分子分離膜的分離原理及分類 189
二、高分子氣體分離膜的產品開發190
三、高分子分離膜的設計與應用 192
第六節 醫用高分子的高端產品開發與設計 194
一、醫用高分子材料概述 194
二、生物可降解的高分子材料的開發與設計 196
三、高端醫用高分子材料的開發與設計 200
四、高端體外高分子藥物開發與設計實例 203
五、高端體內高分子藥物開發與設計實例 214
第七節 功能高分子高端產品開發實例 219
一、可溶性聚苯胺的合成 219
二、聚苯胺導電材料的制備方法及應用 221
三、聚苯胺導電復合材料的制備方法及應用 232
四、γ-PGA 發酵生產技術及應用 241
第八節 現代生物技術與高端產品關鍵技術 249
一、高端生物基橡膠合成技術 250
二、生物基芳烴合成技術 256
三、生物基丙烯酰胺關鍵技術 263
四、生物基聚酯制備關鍵技術 265
五、生物基尼龍制備關鍵技術 270
六、生物基聚氨酯制備關鍵技術 274

第四章 高端精細化工中間體產品合成與設計 283
節 精細化工中間體概述 283
一、中間體的合成概述 283
二、精細化工中間體需加速創新 285
三、精細化工中間體需適應綠色要求 286
四、精細化工中間體綠色化研究和發展方向 286
五、高端精細化工中間體催化合成技術的發展 287
第二節 環氧烷類中間體合成與設計 289
一、環氧乙烷中間體技術及工藝設計 289
二、取代環氧乙烷中間體合成 297
三、環氧乙烷水合制備乙二醇新工藝及應用 299
第三節 低碳酸及其衍生物高端產品合成與設計 301
一、甲酸衍生物合成與設計 301
二、碳酸二甲酯合成新工藝 302
三、乙酸苯酯中間體合成新工藝 306
四、甲基丙烯關鍵中間體及衍生物合成新工藝 308
第四節 綠色化及清潔化關鍵中間體合成新工藝 309
一、氯甲酰胺合成新工藝 309
二、酸酐合成新工藝 315
三、碳酸酯中間體合成新工藝 318
四、異氰酸酯關鍵中間體合成新工藝 319
五、酰氯合成新工藝 321
六、鄰甲基苯甲酸合成新工藝 323
七、聚碳酸酯合成新工藝 324
八、金剛烷合成新工藝 331
九、1,4-丁二醇合成新工藝 339
第五節 合成香料及其中間體綠色合成技術與新工藝 342
一、提高香料生產效率的重要手段——微波技術 342
二、芳香醛香料及其中間體的綠色氧化還原技術 344
三、醇醛類香料及其中間體的催化加氫技術 345
四、香料合成中的綠色催化 346
第六節 染料中間體高端產品合成與設計實例 348
一、丙二酸二乙酯產品的開發與設計 349
二、對硝基苯甲醛產品的開發與設計 354
三、對甲苯磺酰氯產品的開發與設計 360
四、對甲苯磺酰胺產品的開發與設計 364
五、對硝基苯甲酰氯產品的開發與設計 367
六、對氨基苯甲醛產品的開發與設計 371
七、間羥基苯甲酸產品的開發與設計 377
八、甲氧基乙酸甲酯產品的開發與設計 379
九、4,4′-二氨基二苯醚產品的開發與設計 382
第七節 醫藥中間體高端產品合成與設計實例 384
一、值得關注的新型醫藥中間體 385
二、LED 光催化技術合成藥物及中間體設計 391
三、咪唑產品的開發與設計 394
四、草酸二乙酯產品的開發與設計 399
五、環丙烷甲酰氯產品的開發與設計 405
六、2-氨基 5-甲氧基嘧啶產品的開發與設計 408
七、對硝基苯乙醇產品的開發與設計 413
八、扁桃酸產品的開發與設計 416
九、氨噻肟酸產品的開發與設計 421
十、苯並咪唑產品的開發與設計 425
十一、2-噻吩乙胺產品的開發與設計 427
十二、4-氨基-2,6-二氯嘧啶產品的開發與設計 431
十三、苯氧乙酸產品的開發與設計 435
十四、苯甲酰胺產品的開發與設計 437
第八節 農藥中間體高端產品合成與設計實例 440
一、三氟氯菊酸產品的開發與設計 442
二、2-氯乙醇產品的開發與設計 448
三、二苯基乙酸產品的開發與設計 450
四、鄰氟苯腈產品的開發與設計 453
五、鄰異丙基酚產品的開發與設計 455
六、2-氨基-4,6-二甲基嘧啶產品的開發與設計 461
七、對甲基苯乙酮產品的開發與設計 464

第五章 高端精細化學品合成與設計過程 468
節 高端精細化學品的綠色合成技術與設計 468
一、精細化學品綠色合成技術設計內容及意義 468
二、精細化學品綠色合成技術開發的一般程序 471
三、開發綠色精細化學品合成技術前期準備 473
四、精細化學品綠色合成技術開發與實驗技術具體內容 485
第二節 高端精細化學品綠色合成技術合成產品與工藝設計 487
一、精細化學品綠色合成技術工藝路線的選擇 488
二、精細化學品綠色合成技術實驗設計 491
三、精細化學品綠色合成技術配方的實驗室優化與工藝的確定 494
第三節 高端精細化學品綠色合成技術的中試產品及後期工作 508
一、中試產品 508
二、現場應用試驗 510
三、產質量量標準的制定 511
四、產品的鑒定 512
五、產品車間規模生產的注意事項 513
第四節 高端精細化學品綠色合成技術開發實例 517
一、乳液型硅油消泡劑的配制 518
二、汽車發動機清洗液的配制 525
三、汽車擋風玻璃清洗劑的配制 535
四、環保型液體洗滌劑的配制 544
五、固體酒精的配制 549
第五節 高端綠色聚氨酯膠黏劑的配方設計實例 555
一、概述 555
二、聚氨酯分子設計 555
三、聚氨酯的黏結工藝設計 559
第六節 高端綠色膠黏劑技術開發與配方實例 565
一、概述 565
二、綠色膠黏劑開發實例 569
三、綠色膠黏劑發展趨勢 600

參考文獻 607

章 精細化工產品概論 001
節 概述 001
一、精細化工產品的定義 001
二、精細化工產品的分類 001
三、精細化工產品的特徵 002
四、精細化工原料與副產物的綠色開發 003
第二節 綠色精細化學產品及技術開發與設計 004
一、綠色精細化學的產生 004
二、綠色精細化學的內涵 004
三、精細化工過程綠色化 005
四、綠色精細化工技術的特點 006
五、綠色精細化工生產的關鍵技術 006
六、綠色精細化學設計的主要內容008
七、綠色精細化學品替代能源與天然氣化工 009
八、綠色精細化學的核心內容——原子經濟性 010
九、原子經濟性化學反應設計的主要內容 011
十、綠色精細化學功能材料實現“原子經濟”反應目標 011
十一、綠色精細化學 12 項原則和 5R 理論 012
第三節 精細高分子的結構分析與功能設計 014
一、聚合物的結構與性能 014
二、官能團對精細高分子性能的影響 015
三、結構形態對精細高分子性能的影響 017
四、精細高分子的設計方法 018
第四節 綠色精細化工與納米技術開發與應用 020
一、化學反應和催化方面的應用 020
二、過濾和分離方面的應用 021
三、復合材料方面應用 022
四、塗料方面應用 025
五、樹狀聚合物的作用 026
六、納米保護方面的應用 028
七、燃料電池方面的應用 028
第五節 精細化工向綠色高端產品的創新發展與技術應用 030
一、精細化工產品綠色創新概況 030
二、高端精細化工基礎材料與產業發展 033
三、開發高性能綠色生物基合成材料、建築材料、輕化材料、紡織材料 036
四、高端精細化工前沿新材料實現規模化應用 037

第二章 精細化工技術與產品分析 040
節 綠色催化技術 040
一、不對稱催化 041
二、相轉移催化 045
三、酶催化 047
四、光催化 053
五、綠色精細化工催化技術及應用實例 057
第二節 有機電化學合成技術 066
一、有機電化學合成概述 066
二、有機電化學合成方法 070
三、有機電化學合成技術及應用實例 071
四、丁二烯電化學合成山梨酸技術分析 074
第三節 超臨界流體科學技術與應用 075
一、超臨界流體的概念與特徵 076
二、超臨界流體萃取 078
三、超臨界流體中的有機合成 080
四、超臨界二氧化碳中的化學反應 080
五、超臨界二氧化碳-微乳液體系 081
六、超臨界二氧化碳-離子液體混合體系 082
七、超臨界流體技術制備超細微粒技術 083
第四節 高端精細高分子材料制備方法 086
一、超聲波技術 087
二、等離子技術 088
三、超臨界技術 091
四、輻射技術 091
第五節 高端精細化工產品技術分析 094
一、硅烷處理技術 094
二、芳烴成套技術 096
三、生物柴油技術 102
四、變壓吸附技術 104
五、碳四芳構化技術 107
六、甲醇制烯烴技術 110
七、ε-己內酯生產技術 112
八、加氫碳九石油樹脂 114
九、氨化催化法脫硝技術 116
十、羰基合成生產技術 117
十一、覆膜濾料制備技術 120
十二、聚四氫呋喃技術 123
十三、高 CO 等溫低溫變換技術 124
十四、甲苯甲醇甲基化專有生產技術 126
十五、己二胺生產技術 126
十六、JW 低壓均溫甲醇合成塔技術 129
十七、甲基丙烯酸甲酯技術 130
十八、高能復合醇催化劑合成關鍵技術 131

第三章 新型功能高分子高端產品開發與設計 133
節 功能高分子概述 133
一、功能高分子定義 133
二、功能高分子材料的特點 134
三、功能高分子的分類 134
四、功能高分子的結構 135
五、新型功能高分子材料的設計 136
六、新型功能高分子材料的應用 138
七、新型功能高分子材料的發展趨勢 139
第二節 離子交換樹脂產品開發與設計 140
一、離子交換樹脂的定義 140
二、離子交換樹脂的特點 140
三、離子交換樹脂的分類 141
四、離子交換樹脂的結構 141
五、離子交換樹脂的原理 142
六、高端離子交換樹脂的制備方法 144
七、高端離子交換樹脂的開發與設計 147
八、高端離子交換樹脂的用途與應用及實例 151
九、新型酯交換生產 DMC 高端產品與工藝裝置及應用實例 153
第三節 吸附樹脂的高端產品開發與設計 156
一、吸附樹脂的定義 156
二、吸附樹脂的特點 157
三、吸附樹脂的性質和分類 157
四、吸附樹脂的結構與組成 158
五、吸附樹脂的吸附機理 159
六、高端吸附樹脂的制備 160
七、高端吸附樹脂的開發與設計 162
八、高端吸附樹脂的應用實例 170
第四節 高吸水性樹脂的高端產品開發與設計 177
一、高吸水性樹脂概論 177
二、高吸水性樹脂的特性 182
三、高吸水性樹脂的應用 183
四、高吸水性樹脂的開發及設計 184
第五節 高分子分離膜的高端產品開發與設計 189
一、高分子分離膜的分離原理及分類 189
二、高分子氣體分離膜的產品開發190
三、高分子分離膜的設計與應用 192
第六節 醫用高分子的高端產品開發與設計 194
一、醫用高分子材料概述 194
二、生物可降解的高分子材料的開發與設計 196
三、高端醫用高分子材料的開發與設計 200
四、高端體外高分子藥物開發與設計實例 203
五、高端體內高分子藥物開發與設計實例 214
第七節 功能高分子高端產品開發實例 219
一、可溶性聚苯胺的合成 219
二、聚苯胺導電材料的制備方法及應用 221
三、聚苯胺導電復合材料的制備方法及應用 232
四、γ-PGA 發酵生產技術及應用 241
第八節 現代生物技術與高端產品關鍵技術 249
一、高端生物基橡膠合成技術 250
二、生物基芳烴合成技術 256
三、生物基丙烯酰胺關鍵技術 263
四、生物基聚酯制備關鍵技術 265
五、生物基尼龍制備關鍵技術 270
六、生物基聚氨酯制備關鍵技術 274

第四章 高端精細化工中間體產品合成與設計 283
節 精細化工中間體概述 283
一、中間體的合成概述 283
二、精細化工中間體需加速創新 285
三、精細化工中間體需適應綠色要求 286
四、精細化工中間體綠色化研究和發展方向 286
五、高端精細化工中間體催化合成技術的發展 287
第二節 環氧烷類中間體合成與設計 289
一、環氧乙烷中間體技術及工藝設計 289
二、取代環氧乙烷中間體合成 297
三、環氧乙烷水合制備乙二醇新工藝及應用 299
第三節 低碳酸及其衍生物高端產品合成與設計 301
一、甲酸衍生物合成與設計 301
二、碳酸二甲酯合成新工藝 302
三、乙酸苯酯中間體合成新工藝 306
四、甲基丙烯關鍵中間體及衍生物合成新工藝 308
第四節 綠色化及清潔化關鍵中間體合成新工藝 309
一、氯甲酰胺合成新工藝 309
二、酸酐合成新工藝 315
三、碳酸酯中間體合成新工藝 318
四、異氰酸酯關鍵中間體合成新工藝 319
五、酰氯合成新工藝 321
六、鄰甲基苯甲酸合成新工藝 323
七、聚碳酸酯合成新工藝 324
八、金剛烷合成新工藝 331
九、1,4-丁二醇合成新工藝 339
第五節 合成香料及其中間體綠色合成技術與新工藝 342
一、提高香料生產效率的重要手段——微波技術 342
二、芳香醛香料及其中間體的綠色氧化還原技術 344
三、醇醛類香料及其中間體的催化加氫技術 345
四、香料合成中的綠色催化 346
第六節 染料中間體高端產品合成與設計實例 348
一、丙二酸二乙酯產品的開發與設計 349
二、對硝基苯甲醛產品的開發與設計 354
三、對甲苯磺酰氯產品的開發與設計 360
四、對甲苯磺酰胺產品的開發與設計 364
五、對硝基苯甲酰氯產品的開發與設計 367
六、對氨基苯甲醛產品的開發與設計 371
七、間羥基苯甲酸產品的開發與設計 377
八、甲氧基乙酸甲酯產品的開發與設計 379
九、4,4′-二氨基二苯醚產品的開發與設計 382
第七節 醫藥中間體高端產品合成與設計實例 384
一、值得關注的新型醫藥中間體 385
二、LED 光催化技術合成藥物及中間體設計 391
三、咪唑產品的開發與設計 394
四、草酸二乙酯產品的開發與設計 399
五、環丙烷甲酰氯產品的開發與設計 405
六、2-氨基 5-甲氧基嘧啶產品的開發與設計 408
七、對硝基苯乙醇產品的開發與設計 413
八、扁桃酸產品的開發與設計 416
九、氨噻肟酸產品的開發與設計 421
十、苯並咪唑產品的開發與設計 425
十一、2-噻吩乙胺產品的開發與設計 427
十二、4-氨基-2,6-二氯嘧啶產品的開發與設計 431
十三、苯氧乙酸產品的開發與設計 435
十四、苯甲酰胺產品的開發與設計 437
第八節 農藥中間體高端產品合成與設計實例 440
一、三氟氯菊酸產品的開發與設計 442
二、2-氯乙醇產品的開發與設計 448
三、二苯基乙酸產品的開發與設計 450
四、鄰氟苯腈產品的開發與設計 453
五、鄰異丙基酚產品的開發與設計 455
六、2-氨基-4,6-二甲基嘧啶產品的開發與設計 461
七、對甲基苯乙酮產品的開發與設計 464

第五章 高端精細化學品合成與設計過程 468
節 高端精細化學品的綠色合成技術與設計 468
一、精細化學品綠色合成技術設計內容及意義 468
二、精細化學品綠色合成技術開發的一般程序 471
三、開發綠色精細化學品合成技術前期準備 473
四、精細化學品綠色合成技術開發與實驗技術具體內容 485
第二節 高端精細化學品綠色合成技術合成產品與工藝設計 487
一、精細化學品綠色合成技術工藝路線的選擇 488
二、精細化學品綠色合成技術實驗設計 491
三、精細化學品綠色合成技術配方的實驗室優化與工藝的確定 494
第三節 高端精細化學品綠色合成技術的中試產品及後期工作 508
一、中試產品 508
二、現場應用試驗 510
三、產質量量標準的制定 511
四、產品的鑒定 512
五、產品車間規模生產的注意事項 513
第四節 高端精細化學品綠色合成技術開發實例 517
一、乳液型硅油消泡劑的配制 518
二、汽車發動機清洗液的配制 525
三、汽車擋風玻璃清洗劑的配制 535
四、環保型液體洗滌劑的配制 544
五、固體酒精的配制 549
第五節 高端綠色聚氨酯膠黏劑的配方設計實例 555
一、概述 555
二、聚氨酯分子設計 555
三、聚氨酯的黏結工藝設計 559
第六節 高端綠色膠黏劑技術開發與配方實例 565
一、概述 565
二、綠色膠黏劑開發實例 569
三、綠色膠黏劑發展趨勢 600

參考文獻 607