绿色有机合成过程与技术研究.doc

1、1绿色有机合成过程与技术研究摘 要：绿色有机合成技术是指在生活和生产中，使用一些无毒无害的催化剂或原材料，并且减少生产一些对环境有害的产品，我们之所以要这样做，目的是要通过研究一种新的合成方法，将制造品的能源消耗量和开发过程中的污染指数降到最低，本文分别从溶剂的绿色化和催化剂的绿色化以及合成方法绿色化来多加度、全方位的论述绿色有机合成过程与技术研究。 关键词：绿色有机合成 技术研究 化学 绿色有机化学的初衷是想从源头上成功抵挡住污染。使人类在生活中，不使用、不生产有害物质，并且在后期也不用再处理产生的废物。真正做到从原料到产品的每一个步骤，每一种物质都是安全无害的。 一、绿色有机过程中的溶剂绿

2、色化 1.超临界流体，这类流体的密度实际上是与液体相似的，但更确切的来说，这是一种拥有传质速率快，本身具备的一些物理性质又对温度等因素带来的影响极为敏感，且粘度和扩散速度又与气体相似的，温度和压力都在临界点以上的这样一种流体。这种流体在有机化学的应用方面能够很好的控制反应过程中活性，调控选择性，成功实现反应与分离能够具有一体化的模式。 2.超临界水作为超临界流体中的代表被广泛应用在反应中，因为超临界水本身具有对一些气体或是有机物的溶解能力，这是一般物质无可2取代的。除此之外，超临界水同样具有通过改变一些物理性质来影响反应速率，提高选择性。例如可以通过改变密度、粘度和介电常数，以及调控温度和压力

3、。绿色有机化学中，关于超临界水的反应有水解反应、氧化反应和重排反应。应用到现实中的有旧塑料的油化再降解。 3.离子液体，离子液体主要具有在热的条件下仍然保持较高的稳定性，且不易挥发，通过调节组成它的阴离子和阳离子可以达到调控溶解性的效果，其次，其酸度也可以通过调节成为强酸的特点。而在概念上，离子液体被定义为由阴阳离子构成的，在接近室温的环境中可以保持液态的液体。许多重要的有机化合反应都用到了离子液体这一介质。例如酯化反应、聚合反应、氧化还原反应和烷基化反应。将离子溶液作为反应中的介质，有利于加速反应的速率，使反应始终保持在一个温和的环境中。 4.水溶剂，水溶剂顾名思义就是将水作为有机反应中的溶

4、剂。因为其本身具有的疏水效应对有机转化的整个过程是十分有利的。例如在经醛缩合反应、Michael 加成反应、Diels-Alder 反应和 Mannish 反应中，水溶剂就可以提高反应的速度和整体的选择性。另一方面，水本身作为一种安全无害且环保的物质，逐渐的成为绿色有机化学研究中的热点。水在化学反应的过程中，不仅作为一种溶液参与其中，它也会影响反应的进程。经过长期的研究和探索，我们发现水在某些极强的多元反应中具有加速反应的效果，并且具有易于分离的特点。 5.氯两相体系，这种体系是由两种溶剂构成的，它们分别是普通有机溶剂和全氟溶剂。通常的情况下，如果温度较低，全氟溶剂与其他的3普通有机溶剂就很难

5、相溶，在这种情况下就会形成氟相和有机相的两相体系。而此时如果外界的环境温度上升，全氟溶剂则可以很好的与普通溶剂相溶，我们将这种溶解度随着温度急剧上升的情况称为形成单一相。这种现象能够更有利于为有机反应提供均相条件。同时，随着反应的结束，温度的降低，体系也会自然的恢复到两相体系。 绿色化学中的氟两相体系的应用也有许多，其中也分为两种，作为有机反应介质和催化剂作用。作为催化剂参与的反应有，烯烃的氢甲酞化反应和硼氢化反应、Diels-Alder 反应、烯丙位取代反应和氧化反应。而作为有机介质参与的反应有硝化反应、Swern 氧化反应和 Hosomic-Sakurai 反应。 二、绿色有机合成中的催化

6、剂绿色化 1.固体酸催化剂，固体酸催化剂是指金属盐催化剂，金属氧化物催化剂和分子筛和杂多酸催化剂的总称。并且其本身也具有活性高，选择性强，反应后的产物易于分离而且也可以多次循环利用，这体现了绿色化学的主旨。 2.金属催化剂，有机金属配合物催化剂、金属氧化物催化剂和金属Pd 催化剂同属于金属催化剂。我们通过实验证明了金属催化剂能够提升催化的速率，使用浸渍法获取 1%的的 Pd/Mgo，这将作为反应中的非均相催化剂，将不同性质的醇氧化，我们可以发现此催化剂具有使反应条件温和的特点。 3.酶催化剂，酶曾被许多人认为是化学反应中一种快速且专一的催化剂，近年来，酶在有机化学中的应用日见广泛，人们已经将它

7、高效立4体且具有灵活选择性的性能应用在有机化合物的合成中了，此外，酶还具有水解活性高的特点。 三、绿色有机合成过程中的合成方法的绿色化 1.用物理方法来促进化学反应，物理中的光、电和热这三种要素在化学有机反应中占有重要地位，也是我们在绿色有机合成方面的研究方向之一。例如利用微波炉的微波来促进反应速率的例子比比皆是。微波辐射条件不仅可以提升有机反应中的反应速率，也能够提升产品的纯度。在 Diels-Alder 反应中，微波辐射技术就被成功应用。除此之外，还有加成反应和杂环化合物的合成也作用了此项技术。例如在进行 Diels-Alder 成环反应实验时，用 100w 的微波加热五到二十五分钟，产率

8、可以高达 79%到 90%，而用普通的方式加热，三个小时内仅可产生 25%到60%，除了产率高这一特点外，微波方式还具有高选择性和条件温和的特点。另外，除了微波技术，超声波的空化功能也可以减少废物的排放，降低能量的损耗。 2.串联反应，绿色化学提倡减少能耗，避免污染。但我们的实验过程中经常会遇到提纯或是分离一个分子的步骤过于繁琐，不利于经济和环保。因此，我们有必要考虑串联反应在有机化学中的应用，当前串联反应已经被应用在了不对称合成和杂环化合物的合成过程之中，串联效应针对光学效应的产物和分子具有特殊的优越性。 四、总结 绿色有机合成化学逐渐成为了人们生产、生活，化学学科理论和实际发展中的必然选择。随着时代的不断进步，绿色有机合成化学也是我5国工业化领域的大势所趋，绿色化学除了要做到溶液绿色化，催化剂绿色化，合成方法绿色化之外，还行应用各项先进技术，将绿色化学发展到各个领域之中去，尤其是基因工程，细胞工程和微生物工程。同时引导一些新兴技术的发展，例如微波技术和超声波技术，达到绿色化学的多领域全面发展。 参考文献 1刘雪暖，李玉秋.反应精馏技术的研究现状及其应用J.中国化工产业，2011（08）. 2廖安平，蓝平，周桂，等.催化反应精馏技术连续制备乙酸乙醋J.化学通报，2009（07）. 3仲崇立.绿色化学导论M.北京：化学工业出版社，2003.