有机化学

发布网友发布时间：2022-04-20 23:35

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热心网友时间：2022-05-15 06:47

展开1全部近年来，开发原子经济性反应已成为绿色化学研究的热点之一。例如，环氧丙烷是生产聚氨酯塑料的重要原料，传统上主要采用二步反应的氯醇法，不仅使用可能带来危险的氯气，而且还产生大量污染环境的含氯化钙废水，国内外均在开发催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济反应新方法。再如，EniChem公司采用钛硅分子筛催化剂，将环己酮、氨、过氧化氢反应，可直接合成环己酮肟。对于已在工业上应用的原子经济反应，也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究和改进。实现反应的高原子经济性，就要通过开发新的反应途径、用催化反应代替化学计量反应等手段，1997年的新合成路线奖的获得者BCH公司的工作即是一个很好的例证。该公司开发了一种合成布洛芬的新工艺（布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静、止痛药物），传统生产工艺包括6步化学计量反应，原子的有效利用率低于40%，新工艺采用3步催化反应，原子的有效利用率达80%，如果再考虑副产物乙酸的回收利用，则原子利用率达到99%。实现绿色合成的的方法 1.开发“原子经济性”反应开发合成效率是当今化学合成关注的焦点。包括两个方面一是选择性提高烃类氧化反应选择性二是原子经济性即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中。一个有效的反应不但要有高度的选择性而且必须具备较好的原子经济性尽可能充分的利用分子中的原子。理想原子经济的合成反应应该是原料分子中原子百分之百的转化到产物中不许附加或仅仅需要无损耗的催化剂。例如下列反应A+B C+D其中C为产物D为副产物。在原子经济的反应中D应减至非常小或接近于零。目前有些有机原料的生产已采用原子经济反应如丙烯氢甲酰化制丁醛甲醛羰化制醋酸乙烯或丙烯的聚合乙烯直接氧化成环氧乙烷。 2.选用更“绿色化”的起始原料和试剂为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性在现有化工生产中仍使用剧毒的光气氢氰酸等作原料。为了人类健康和社区安全需用无毒无害的原料来代替它们生产所需的化工产品。在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种用胺类和二氧化碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer开发成功。Tundo报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究开发了在固态熔融的状态下采用双酚A碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术它取代了常规的光气合成路线并同时实现了两个绿色化目标一是不用有毒有害的原料二是由于反应在熔融状态下进行不使用作为溶剂的可以的致癌物-甲基氯化物。 3.采用无毒无害的高效催化剂相对于化学当量的反应高选择性高效的催化反应更符合绿色化学的基本要求。许多有机合成反应中液体酸或碱时常用的催化剂其价格便宜催化效率高但对设备腐蚀严重污染大副反应多后处理困难。为克服传统催化带来的危害研究和开发新型绿色催化剂成了目前最前沿的热点之一。较成功的有各种新型分子筛催化剂固体超强酸或碱催化剂杂多酸催化剂夹层固体催化剂及想转移催化剂。这些新型催化剂催化能力均优于传统酸碱催化剂。同时对环境友好目前正大量应用于有机合成中。生物催化剂是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集新兴学科是化工领域的一项重要技术。因具有转化条件温和选择性高制造成本低等优势生物催化已在一些新产品的研制和新工艺的开发中发挥了重要作用。生物催化的核心是生物催化剂如利用酶催化技术进行不对称化合物的合成已取得成效。有机酸如柠檬酸衣康酸葡萄糖酸等化工原料现在也可用生物技术进行合成。在不对称合成中催化不对合成是最有效的方法。通过不对称催化不但可以提供医药、农药、精细化工所需的关键中间体而且可以提供环境友好的绿色合成方法。催化不对称合成主要包括催化不对称氢化反应氢硅烷化反应氢甲酰化反应氢酯化反应环丙烷化反应环氧化反应不对称酮还原反应糖类衍生物催化反应和酶催化反应。 4.采用无毒无害的溶剂当前广泛使用的试剂是易挥发性的有机物会造成较重的环境污染采用无毒无害的溶剂代替有机化合物溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。首先考虑到的是水溶液。水是自然界中最丰富的溶剂无毒无害且廉价。水相中的有机反应操作简便安全不用担心易燃易爆等问题。在有机合成中可省略诸如官能团的保护等合成步骤其疏水性效应可以提高反应速率和选择性是理想的绿色溶剂。其次可以选用超临界和近临界流体溶剂特别是超临界二氧化碳。超临界二氧化碳有适中的临界压力和温度来源广泛无毒廉价并且不可然等诸多有优点使用超临界流体二氧化碳萃取速度快萃取物干净溶剂量少已在分析化学废水处理等方面得到广泛应用如超临界流体萃取。目前近临界水的研究也引起了重视它有许多优点只需较低的温度和压力对有机物的溶解性能相当于丙酮、乙醇介电常数介于常态水和超临界水之外既能溶解盐又能溶解有机化合物因此近临界水在一些有机合成中也得到广泛应用。除这些之外还可以选用离子液体溶剂。离子液体指室温或低温下液体状态的盐由含氮磷有机阳离子河大的无机阴离子BF4 PF6等组成它具有可操作温度范围大溶解度大相对便宜且易制备易回收可循环使用等优点被认为是人类很好的溶剂并且在化工生产中得到应用。例如在传统的有机溶剂中烯烃与芳烃的烷基化反应。【结束语】展望21世纪全球的城市化工业化将继续发展人口还要继续增长对化学工业的需求也将增加而传统的化学工业虽在农药、聚合物、材料科学、去污剂、石油添加剂水处理、废水处理、废物处置等方面做出了巨大贡献但另一方面它也增加对环境的压力。而人们对改善环境提高生活质量的要求又越来越强烈联合国环保小组反复强调“保护环境是可持续发展”的重要内容直接关系到全球经济建设的成败。绿色化学以其“原子经济”为基本原则一方面充分利用资源防止浪费另一方面实现“零排放”达到不污染环境的效果。因此有机合成化学应遵守绿色化学的原则研究和发展对环境友好造福于人类的新型化学。参考文献<<绿色化工技术与产品开发>> 宋晓岚詹益兴化学工业出版社

热心网友时间：2022-05-15 08:05

提高反应进行的程度，这个依据不同的反应有不同的方法。实现绿色合成，就要对中间副产物进行再利用，最终产生的副产物要无毒无害……