绿色化学在有机化学化工中的应用
绿色化工技术在化工生产中的应用

绿色化工技术在化工生产中的应用随着人们对环境保护意识的提高和对化学品的安全性和化工过程的高效性的需求,绿色化工技术越来越受到关注和推广。
本文将介绍绿色化工技术在化工生产中的应用,着重阐述其原理和优势。
一、绿色化工技术概述绿色化工技术是指在化工生产过程中使用环保、节能、高效和低污染的技术、工艺和材料,具有较少的环境影响和较少的化学品安全风险。
绿色化工技术可分为三大类:1)环境友好型生产过程;2)绿色化学品替代品;3)来源于可再生原料和生物质基底的生产。
二、绿色化工技术在化工生产过程中的应用1、绿色反应工艺绿色反应工艺是指通过改变化学反应条件和提高反应选择性和效率来实现化学产品的生产的过程。
可采用微波辐射、超临界流体、离子液体等绿色化学技术,节省接触时间和反应能量,降低废品和副产品的排放。
2、绿色溶剂在传统的反应条件下,常用有毒有害的溶剂如苯、四氢呋喃、二甲酰胺等应用于化学合成和分离过程中,这会对人类健康和环境造成持续的负面影响。
绿色溶剂则是一组无害于环境和人类健康的溶剂,如水、乙醇、甘油等。
由于这些绿色溶剂具有环保、容易分离和回收的优点,因此越来越多地被用于提取、分离及合成和制备化学品中。
3、绿色能源绿色能源是指那些绿色环保、过程简单、仅需少量或无化学品使用的能源,如太阳能、水能、生物能等。
它们取代了传统能源和让化学品制造商在减少对化学品的需求上走出了一大步。
4、绿色催化剂绿色催化剂保护环境并且能够大幅减少废物的产生,因其对化学反应特别有利。
绿色催化剂是新发现的无毒和无害的高效催化剂,通常是基于生物材料或其他非典型元素,比如金属有机框架结构等。
相对于传统催化剂,绿色催化剂可以大大降低反应温度、增加催化活性和选择性。
三、绿色化工技术在化工生产中的优势1、降低环境危害性绿色化工技术减少了生产过程中废物和有害气体的排放,有利于保护自然环境和采取有效动作应对全球变暖。
2、提高生产效率绿色化工技术使用更高效、更简单、更安全的化学反应,可更好的满足市场和用户的需求,提高产品的质量和产量,增强公司的竞争力。
有机合成中的绿色化学原理与实践

有机合成中的绿色化学原理与实践随着环境保护和可持续发展意识的增强,绿色化学作为一种环境友好型的合成化学方法逐渐被广泛应用于有机合成领域。
本文将介绍有机合成中的绿色化学原理与实践,并探讨其在减少环境污染和资源消耗方面的重要作用。
一、绿色化学的基本原理绿色化学是一种以降低或消除对环境和人体健康的危害为目标的合成化学方法。
其基本原理包括以下几个方面。
1. 最小化废物产生:传统的有机合成过程中常常伴随着大量的废弃物生成,给环境带来严重污染。
绿色化学通过精确控制反应条件、合理选择反应物和催化剂,最大程度地减少废物产生。
2. 节约原料和能源:有机合成常常依赖于大量的原料和能源输入,造成资源的浪费。
绿色化学倡导从可再生资源中获取原料,通过优化反应条件和催化剂的设计,提高反应效率,减少能源消耗。
3. 使用可再生的溶剂:传统有机合成常常使用有机溶剂,如二氯甲烷、二甲基甲酰胺等,这些溶剂具有毒性和污染性。
绿色化学鼓励使用可再生的溶剂,如水、离子液体等,减少对环境的负面影响。
二、绿色合成方法的应用绿色化学的原理在有机合成中得到了广泛应用,下面将介绍几种常见的绿色合成方法及其应用。
1. 催化剂的应用:催化合成是一种高效的有机合成方法,它可以在较低的温度和压力下实现化学反应。
与传统合成方法相比,催化合成方法显著减少了废物产生和能源消耗。
常见的催化剂包括金属催化剂、生物催化剂等。
2. 微波辐射合成:微波辐射在有机合成中的应用已经成为一种绿色、高效的合成方法。
微波辐射具有快速、高效、选择性强等特点,可以缩短反应时间,提高产率,减少副产物的生成。
3. 绿色溶剂的选择:选择合适的溶剂对于绿色合成至关重要。
例如,水作为一种无毒、廉价、可再生的绿色溶剂,在许多有机合成反应中取得了显著的应用。
此外,离子液体等可再生溶剂也成为绿色合成的研究热点。
4. 生物催化合成:生物催化合成是一种利用生物催化剂(如酶)催化有机化合物合成的方法。
与传统的有机合成方法相比,生物催化合成可避免使用有机溶剂和高温高压条件,减少废物产生,具有环境友好性和高效性。
绿色化学在有机合成中的应用

绿色化学在有机合成中的应用随着环境意识的增强和可持续发展理念的提倡,绿色化学作为一种环保、高效的方法逐渐在有机合成领域得到应用。
绿色化学强调使用环境友好的反应条件和高效的催化剂,以减少废弃物产生、改善反应效率和降低资源浪费。
本文将介绍绿色化学在有机合成中的几个重要应用方面。
一、可再生原料的利用传统的有机合成方法中,化学品的生产通常使用非可再生原料,如石油、煤炭等化石燃料,这不仅增加了能源消耗,还对环境造成了严重的污染。
绿色化学的一个重要应用是利用可再生原料进行有机合成,以减少对化石燃料的依赖。
例如,生物质资源如木质纤维、废弃农作物和农业残留物被广泛运用于有机合成中。
利用生物质的纤维素、纤维素衍生物等可以合成糖、有机酸、醇等化学品,如利用稳定的纤维素衍生物生产生物基塑料。
二、催化剂的应用催化剂是有机合成中不可或缺的组成部分,传统合成会使用大量的溶剂和助剂,而绿色化学强调使用环境友好的催化剂,以提高反应效率和选择性。
铁、钴等过渡金属催化剂在绿色有机合成中被广泛应用,它们对于氢化、氧化和羰基化反应具有良好的催化效果。
此外,一些可再生资源如蔗糖、木薯淀粉等也可以作为催化剂的前体。
三、溶剂的选择传统有机合成过程中常使用的有机溶剂如二氯甲烷、三氯甲烷等对环境和健康都存在潜在的危害。
绿色化学强调采用环境友好的溶剂,如水、离子液体等。
水是一种无毒、无污染、可再生的溶剂,被广泛应用于有机合成中。
水相反应可以降低合成过程中的废弃物产生,并且有助于提高反应的选择性。
离子液体由于其优异的溶剂特性和可重复使用的特点,也成为绿色化学领域的研究热点。
离子液体的应用不仅可以代替有机溶剂,还可以催化有机反应和催化剂的载体。
四、反应条件的优化传统有机合成反应常需要高温、高压等严苛的条件,这对能源消耗和反应产物质量控制都带来了困难。
绿色化学倡导使用环境友好的反应条件,如常温、常压下进行反应。
常温条件下的反应不仅节省能源,还可以提高反应的选择性和产率。
绿色有机化学的应用实例

绿色有机化学的应用实例绿色有机化学是指在有机化学领域中,通过绿色化学方法实现环境友好、可持续发展的化学反应和合成过程。
其应用范围广泛,可以用于制备医药、农药、化妆品、涂料等各类化学产品。
以下是几个绿色有机化学的应用实例。
1. 催化还原制备醇类传统的还原制备醇类的方法常使用有毒或易燃的还原剂,如锂铝氢化物、钠汞齐等,不仅存在显著的安全隐患,而且生成的废弃物对环境造成污染。
而基于绿色化学的催化还原技术,可以使用环保无毒的还原剂,如水合肼、氢气等,通过催化剂的作用实现高效、选择性还原反应。
这种技术不仅可以用于制备醇类,还可以用于制备醛、酮等有机化合物。
2. 生物催化合成手性化合物手性化合物是指分子结构中存在手性中心的化合物,具有两种非对称的立体异构体,即左旋体和右旋体。
传统的手性化合物合成方法常使用半合成或全合成的方法,反应条件复杂,废弃物多,成本高。
而生物催化合成手性化合物,可以利用天然酶或修饰后的酶作为催化剂,实现高效、选择性的反应。
这种技术具有反应条件温和、废弃物少、无副产物等优点,已经成为制备手性药物的重要手段。
3. 金属有机骨架材料的制备金属有机骨架材料(MOFs)是指由金属离子或羧酸等有机配体构成的多孔性晶体材料,具有高比表面积、可调节的孔径大小和表面性质等优点,被广泛应用于气体吸附、催化、分离等领域。
传统的MOFs合成方法常使用有机溶剂或有机物作为反应介质,生成的废弃物对环境造成污染。
而基于绿色化学的MOFs制备技术,可以使用水或液态二氧化碳等无机溶剂,通过溶剂热或机械球磨等方法实现高效、可控的合成过程。
这种技术具有反应条件温和、无毒无害、废弃物少等优点,是未来MOFs制备的发展方向。
以上是绿色有机化学的几个应用实例,这些技术的应用不仅有助于保护环境、节约能源、降低成本,而且可以提高化学反应的效率和产品的品质,具有广阔的应用前景。
绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

绿色化工技术在化学工程工艺中的应用【摘要】绿色化工技术在化学工程工艺中的应用正逐渐受到人们的关注。
本文从绿色化工技术的概念和化学工程工艺的重要性入手,探讨了绿色催化剂、生物降解技术、可再生能源、绿色溶剂以及绿色废弃物处理技术在化学工程中的应用。
这些技术的引入,不仅可以提高生产效率,降低能耗,减少废物排放,还能有效保护环境,实现可持续发展。
结论部分分析了绿色化工技术的发展趋势和对环境保护的重要意义。
绿色化工技术的推广应用,将有助于减缓环境污染,促进资源的有效利用,为人类社会的可持续发展做出积极贡献。
【关键词】绿色化工技术、化学工程工艺、绿色催化剂、生物降解技术、可再生能源、绿色溶剂、废弃物处理技术、环境保护、发展趋势1. 引言1.1 绿色化工技术的概念绿色化工技术是指在化学工程领域中采用环保、节能、资源综合利用等策略,减少有害物质的排放和资源消耗,从而实现可持续发展的技术体系。
其主要目的是降低环境污染,减少对自然资源的依赖,提高生产效率和经济效益。
绿色化工技术的实施需要化学工程师充分考虑工艺的绿色性质,通过改进工艺流程、优化设备设计、控制废弃物排放等手段来实现。
绿色化工技术的核心理念是“预防优先,综合利用,资源循环”,致力于创造一个环保、可持续发展的工业体系。
在当前社会对环境保护和可持续发展的重视程度不断提高的背景下,绿色化工技术成为推动化学工程领域发展的重要手段。
通过引入绿色化学原则,可以有效降低化学工程工艺中的环境风险,提高生产效率,减少能源消耗,实现资源的可持续利用。
绿色化工技术已经成为化学工程领域的重要发展方向,对促进环保、节能减排、提高经济效益具有重要意义。
1.2 化学工程工艺的重要性化学工程工艺是将化学原料通过一系列的物理、化学过程转化成目标产品的工程技术。
在现代工业生产中,化学工程工艺扮演着至关重要的角色。
化学工程工艺可以实现原料的高效利用,将资源有效地转化为有用的产品,从而提高资源利用效率,减少资源浪费。
绿色化学在有机合成中的应用

绿色化学在有机合成中的应用第一部分:引言化学合成对于现代科技、药学甚至是生活中的各种需求都起着至关重要的作用。
然而,传统的化学合成方式往往会产生大量的废弃物,对环境造成不可避免地污染。
绿色化学则侧重于通过最小限度地对环境造成影响的方式来进行化学合成。
绿色化学在有机合成中的应用逐渐得到人们的重视和认可,本文将从原则、优点、方法和案例四个方面来论述绿色化学在有机合成中的应用。
第二部分:绿色化学的原则绿色化学在有机合成中的应用是基于一些重要的原则。
对于有机合成来说,绿色化学的原则如下:1. 根据原子经济原则优化催化剂的使用2. 减少反应副产物,未反应的中间体和不良副反应的产生3. 开发、选用循环经济资源,在可持续资源的使用过程中同时增加效率的4. 将废弃产物减少到最小5. 只有在必要的情况下使用有害材料第三部分:绿色化学的优点相对于传统的有机合成过程,绿色化学过程具有以下的优点:1. 减少废弃物生成,更加环保2. 改进的反应条件能够减少出现不良反应的机会,进一步提高反应效率3. 新型催化剂的发展能够增加某些反应的选择性4. 循环经济的使用资源能够减少成本和资源浪费这些优点为绿色化学在有机合成中的应用提供了足够的优势。
第四部分:绿色化学的方法绿色化学在有机合成中的应用方法有很多,其中以下几种方式尤其值得关注。
1. 微波催化和低催化剂反应条件的优化。
微波加热在起初使用中被采用主要是由于它可以缩短反应时间,提高化学反应的效率,从而降低成本。
但现在,人们已经意识到微波加热还具有对传统有机合成能耗低、产品选择性好的优点。
2. 精准催化反应法传统的催化反应大多依靠金属催化剂,绿色化学则可以用更加精准的方法来达到这一目的。
例如,针对化学反应的亲核性和亲电性,可以使用无催化剂或非金属催化剂等方法来实现相应的催化反应。
虽然这种办法在现有的市场上可能并不成熟,但其所带来的环保效益可以让人们更加关注和重视这一方法。
3. 基于生物技术的方法生物技术和基因工程正在被越来越多的人们运用于绿色化学实验室,造福人类。
浅谈绿色化学在有机化学化工中的实际应用

张 文 兵
( 卅 范 大 学钱 江 学 院 杭 币 30 1) 1 03
【 要】 本 文介绍 了绿色化学在有机 化学化工 中的实 际应用 , 摘 研究绿色化学在 此领域 的实际应用有着十分重要的现 实意义 , 能够有效地帮助在今 后 的有 机 化 工 领域 的研 究 得 到更 加 绿 色 的 发展 。
【 关键词】 绿色化学
l 导言 、
有机化学化工
护 和 去 保护 合 成 等 都 省 略掉 , 以说 是 比较 理 想 的有 机 反 应 溶 剂 。有 机 金 可
属类反应在水相有关的有机合成此类 的反应 中是一个非常重要 的发展, 比 如, 有机铟试剂就是相对来说十分成功 的一个实例。它的其 中一个很大的 优 点 就 是 , 水 化 合 物 在 形 成 碳 一碳 键 的 时 候 , 的 羟 基 官 能 团 不 需 要进 碳 它 行保 护 。之 所 以 在合 成 中一 般 都要 使 用 保 护 基 , 目的 是想 要 达 到 良好 的选 择性 , 而做一种 的选择或 者找到的一种 方法 , 这样除了 白白的增加有机 反 应的正常步骤 , 大量的 消耗反应 能量 与原料之外 , 还大大 的增加 了反应废 2绿色化学在有机合成中的应用 . 物的排放。 要完成一个有机合成反应的完全绿色化 , 需要涉及到许许多多的不同 2 22离子液体溶剂 .. 方面, 首先就要看看, 是否有 比之前更加绿色 的生产原料, 接下来就要再看 离子液体指的是, 一般情况下室温或者低温的时候, 液体状态的盐可 看, 生产反应的流程 是不是 比较合理, 是不是还有较之前流程更加绿色的, 以由氮 与磷的有机阳离子和大的无机 阴离子两个部分来构成。 它的可操作 大概可 以在 一 0 3 0 4 。- 0 。之间变化 , 而且溶解度 非 还有也要涉及到 生产反应 中的溶剂和 催化剂等诸多因素是不是也有合理 的温度 范围非常的大 , 又比较 容易制备和进行回收, 还有能够循环 的 的途径实现绿色化 。下面就对有机合成 中的绿色化展开讨论, 如下 图 1 所 常的大且价格非常 的便 宜, 示。 进行使用等一系列 的优点,被普遍的认为可以作为一类 比较好的溶剂 , 而 且可 以也 已经在工业 中得到了广泛的实际应用。比如 , 以前传统的有机 在 溶剂的条件之下 , 烯烃与芳烃所进行的烷 基化反应是不可能达到的, 但是 , 在上述的离子液体中, 在使用催化剂的情况下 , 在正 常的室温下反应就能 够顺利 的发生 , 而且生产率能够达到 9 % 6 。目前来看, 能够在离子液体 中发 I } 生的反应主要有 以下 : 烃的氢 化反应、 烯 酶促反应、 氧化还原反应、 甲酰 氢 化 反应 和 偶 联 反 应 等 。 2 3催 化 剂 绿 色化 . 绿色化学所要求的最终的 目的即是 , 能够完成较 高的选择性和 比较 高 效 的反应, 并且得到 的副产物的量要很少, 实现零 排放 , 进而实现原子经济 性。 与以往化学反应相 比较而言, 较高的选择性和比较高效的催化反应 , 可 以在某种程度上更加的符合绿色化学的要求 。 原子经济性反应作为绿色化 21 . 无毒绿色生产原料 的使用 其主要 的特点有 , 使得参加化学反应的 生产反应的原料实现绿色化, 某种 程度上讲是进行绿色有机合成第一 学 的一个非常核心的概念和 内容 , 不产生反应废弃物, 比如 , 常见 的化合 个需要考虑 的关键 问题 。 目前使用较为广泛 的石油化工 生产原料替换为 所有原子都能够进入反应产物当中, 把 生 物 原料 , 是 基 于环 境 保 护 来 考虑 的一 个 长 远 的 打 算 和 计 划 。 生物 原料 和加成反应 , 这 以及重排 反应 , 包括分子间结构互变和异构化, 上述这些都属 的 组成 部 分 主 要 是淀 粉 和 纤 维 素 两部 分 。淀 粉 比较 容 易 转 化 成葡 萄糖 , 而 于 原 子经 济 性 反 应 。 纤维素则因为结晶和与木质素共 生的因 由, 利用纤维素酶间接地转化成葡 2 3 1 化 不对 称 合 成 .. 催 在 有 机 不对 称 合 成 反 应 中 , 催化 不 对 称 合 成 可 以 说 是 一种 比较 有 效 的 萄糖 。 把葡萄糖作为生产原料 , 利用酶反应就可 以间接得到 己二酸, 可以替 目前已经成为 了有机合成化学研究领域的一个热点 。利用不对称催 换掉之前的苯来获取作为尼龙 的己二酸。 因为苯是一种能够致癌的有机物 方法 , 质, 在经济和技术上可行的考虑范围 内, 在有机原料 的大量合成 中, 苯的去 化 , 一方面能够提供诸如农药和精细化工等需要 的一些 中间体, 另一方面 , 还能够提供有利于环境的绿色合成技术。 主要包括 以下, 比如 , 氢硅烷化反 除是 未 来绿 色 化 学 的 一个 主 要 目标 。 应、 氢酯化反应 、 不对称酮还 原反应和酶催化等 。 2 2无毒害溶剂的使用 . 2 2 1 应 中把 水 作为 溶 剂 .. 反 2 32新 型 催 化 反 应 .. 液体 酸 和 碱 是 目前大 多 的有 机 合成 反 应 中 比较 常 用 的 一类 催 化 剂 , 而 水在 自然 界中算 是一种 非常丰富的溶剂, 它无毒 , 无污染且价格还低 另 却 廉。在水 中进行的有机反应的操作更加简单且安全 , 没有其他介质 中常见 且 它 们 价格 比较 低 廉 且 催 化 的 效 率 非 常 高 , 外 , 是 又 对 设 备 有 着 严 重 的 易燃 易爆 等 安全 问题 。在 一 般 的有 机 合 成 反 应 当 中 , 以 把 官 能 团 的保 的腐蚀 , 可 污染非常大, 加之副反应十分多和处理反应后 问题比较 困难等。 为
绿色化学合成技术在化工领域中的应用研究

绿色化学合成技术在化工领域中的应用研究【绿色化学合成技术在化工领域中的应用研究】第一章绿色化学合成技术的概述绿色化学合成技术是一种注重环境友好、资源高效利用的化学合成策略。
它强调减少或消除有害物质的生成和使用,降低废物排放以及利用可再生能源等方面的原则。
绿色化学合成技术在化工领域中的应用日益广泛,极大地推动了化工产业的可持续发展。
第二章绿色溶剂的应用研究传统的化工合成过程中常使用的溶剂往往对环境和人体健康有一定的危害。
绿色溶剂的应用研究成果丰硕,例如超临界流体技术、水作为溶剂的研究等。
这些研究成果能够有效减少有机溶剂的使用,降低对环境的污染。
第三章绿色催化剂的应用研究绿色催化剂是指在化学合成过程中能够高效催化反应,同时具有环境友好特性的催化剂。
传统催化剂中常使用的是贵金属等昂贵或稀缺的材料,导致成本高昂。
绿色催化剂的研究致力于发展价格低廉且高效催化的材料,例如非金属催化剂、生物催化剂等。
这些催化剂的广泛应用极大地降低了合成过程中的能耗和废物排放。
第四章绿色合成反应的应用研究绿色合成反应是指采用环境友好的反应条件、高选择性反应的方法进行化学合成。
例如基于微波加热、超声波辅助、电化学反应等技术的研究,可以降低反应温度和时间,提高产物纯度。
此外,废物利用也是绿色合成反应的重要研究方向,通过将废物转化为有用化合物,实现化工过程的循环利用。
第五章绿色药物合成的应用研究药物合成一直是化学领域的重要研究方向。
但传统的药物合成过程中常涉及使用有害物质,产生大量废物。
绿色药物合成技术的发展使得药物合成更加环境友好。
例如,通过生物催化合成、可持续原料的利用等研究,提高了药物合成的效率和可持续性。
第六章绿色化工流程的应用研究绿色化工流程是指利用环保型的工艺方法和系统实现化工过程的可持续发展。
绿色化工流程的研究方向包括废气净化技术、废水处理技术、废弃物综合利用等。
这些研究方向的发展,不仅降低了化工过程对环境的影响,也提高了生产效率和质量。
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绿色化学在有机化学化工中的应用
发表时间:2019-03-07T14:05:27.970Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第33期作者:谷若非董淑涛[导读] 绿色化学是 21 世纪化学化工研究的重要研究方向,是实现可持续发展规律的重要保障。
1江苏智盛环境科技有限;2江苏智盛环境科技有限
摘要:绿色化学是 21 世纪化学化工研究的重要研究方向,是实现可持续发展规律的重要保障。
绿色合成,作为当代有机合成发展的一个重要学科前沿,已成为化学发展的一个方向。
该文介绍了绿色化学的含义及基本要点并综述了近年来国内外绿色化学在有机化学化工中的应用一些进展。
关键词:绿色化学;有机化学;绿色有机合成
在人类文明史上,有机化学对提高人类的生活质量做出了杰出的贡献。
然而,不可否认,有机化学以及依其建立起来的有机化学工业,对整个人类赖以生存的生态环境造成了严重的污染和破坏。
过去人们主要围绕终端污染控制模式进行污染控制化学研究,这种模式解决问题的主要手段是治理、停产甚至关闭,人们为治理环境污染而花费大量的人力、物力和财力。
应该说,它对发展污染控制技术和治理环境污染产生了积极的作用。
但是这种模式只能减少污染物的排放而不能阻止它的发生。
20 世纪80 年代中后期人们对污染预防和清洁生产的认识逐步提高,污染的全过程控制模式逐步代替终端污染控制模式。
所谓全过程控制模式主要是通过改变产品设计和生产工艺路线使不生成有害的中间产物和副产品,实现废物或排放物的内部循环,达到污染最小化并节约资源和能源的目的。
在这种模式理念的指导下,20 世纪 90 年代初,化学家提出了“绿色化学”的概念,即如何从源头上减少、甚至消除污染的产生,通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术,从根本上降低、以至消除污染的产生,通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术,从根本上降低、以至消除副产品和废弃物的生成,从而达到保护和改善环境的目的。
绿色化学作为一个多学科交叉的新研究领域,已成为当今国际化学化工研究的前沿,是 21 世纪化学科学发展的重要方向之一。
绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。
绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。
它主张在反应过程和化工生产中对环境友好,从根本上也即生产源头上消除污染,符合理想要求的反应就是绿色反应,符合理想要求的化学工业就是绿色化学工业,整个才会有正确持续的作用。
一、绿色化学的主要内容
绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化而开展的。
原子经济性反应最先由美国 Stan-ford 大学的B.M.Trost 教授提出,它是绿色化学的核心内容之一。
它的特点是:化学反应中所有参加反应的原子都进入产物中,没有“废弃物”。
例如:化合反应、加成反应和分子间结构互变或异构化的重排反应都是原子经济性反应。
然而,它们毕竟只是众多化学反应中的少数几种,所以在化学反应中纯粹的原子经济性反应是不多见的。
在此需要特别指出的是,在化学实验中,即使是原子经济性反应,也往往会变成非原子经济性反应,因为实验中得到的产物,通常都被当作“废弃物”扔掉。
但是,我们却可以通过“收回重用”的办法,使部分非原子经济性反应变成原子经济性反应。
二、实现绿色有机合成的途径
(一)改变合成所用的原料和试剂。
在有机化学反应中常常使用一些有害的原料,如氰化氢、丙烯氰、甲醛、环氧乙烷和光气等。
它们都严重地污染环境,危害人类的健康和安全。
在合成一个人们所需的化学品时尽量减少或不使用对人和环境有害的起始原料。
例如,传统上,地毯片衬里是由沥青、聚氯乙烯 PVC、聚氨酯 PU 制造的,它们性能令人满意,却由于无法循环使用而存在固有的不足。
聚烯烃树脂具有粘附力强、不易变形、可循环利用、原料毒性低等优点,故 Shaw In-dustries Inc.公司将几种聚烯烃树脂结合,选择为 Eco Worx tm 的聚合物基体。
(二)反应条件的选择。
1.溶剂的选择
在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能很好地溶解有机化合物。
但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。
因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及用超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。
无溶剂的净相有机反应(干反应)可在固态或液态进行。
例如以超临界流体作为有机超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体状态,其密度接近于液体(比气体约大 3 个数量级),而粘度接近气态(扩散系数比液体大100 倍左右)。
烃基芳烃在超临界 CO2中的自由基溴化已有报道。
Burk 小组报道了以超临界 CO2流体为溶剂提高催化不对称氢化反应的对应选择性,这无疑是一个极好的绿色合成。
2.催化剂的选择
催化剂的合理选择和应用是化工过程中最关键的技术之一。
传统的催化剂应进行改进,这样就会使其选择性、与反应体系的相容性清洁性都进一步提高。
三、结语
人类社会是在同环境斗争中诞生和发展起来的。
今天,世界经济的迅速发展和人口的急剧增加对地球生态环境的压力已经达到相当紧张的程度。
实施可持续发展是我们义不容辞的责任。
绿色化学作为一门新型的交叉学科,毫无疑问,将对保持良好的环境,社会和经济的可持续发展有重要的意义。
曾为人类文明做出过不可磨灭贡献的有机化学化工,在 21 世纪,依然面临着新的机遇和挑战。
有机化学应该发展“理想的”合成方法,即强调实用的,环境友好的,资源可持续利用的,它从简单易得的原料出发,在温和的条件下经过简单的步骤,快速、高选择性地转化为目标分子。
而现行的有机合成方法很少能达到“理想的”境地,这就需要化学家从理念、原理、方法等方面进行改革和创新。
原子经济性、手性合成、环境友好的“洁净”的反应介质等绿色化学原理对有机化学化工的发展将有更重要的指导意义。
绿色化学有待在理论、实践领域中进行更深入的研究发展,其发展必然会推动人类社会的进步。
参考文献
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[2]杜灿屏,刘鲁生,张恒.21 世纪有机化学发展战略[M].北京:化学工业出版社,2001.[3]贡长生,张克立.绿色化学化工实用技术[M].北京:化学工业出版社,2002.
[4]杨海贤.绿色合成技术的新进展[J].济南职业学院学报,2006,54(3).。