绿色溶剂和绿色实验技术
绿色溶剂在萃取金属应用研究

绿色溶剂在萃取金属应用研究一、绿色溶剂在萃取金属应用的背景随着工业的快速发展,金属资源的开采和利用变得日益重要。
然而,传统的金属萃取方法不仅效率低下,还伴随着严重的环境污染问题。
因此,开发一种环保、高效的金属萃取技术成为当务之急。
绿色溶剂作为一种新兴的萃取介质,因其对环境友好、可再生、可降解等特性,逐渐受到科研人员和工业界的青睐。
1.1 传统金属萃取方法的局限性传统的金属萃取方法主要包括化学沉淀、电解沉积和溶剂萃取等。
这些方法虽然在一定程度上能够实现金属的回收,但普遍存在能耗高、污染重、操作复杂等问题。
例如,化学沉淀法会产生大量的废水和固体废物,电解沉积法则需要消耗大量的电能,溶剂萃取法则需要使用大量的有机溶剂,这些有机溶剂往往具有毒性和挥发性,对环境和人体健康都存在潜在的危害。
1.2 绿色溶剂的定义与特性绿色溶剂是指那些对环境友好、可再生、可降解的溶剂。
它们通常具有较低的毒性、较低的挥发性、较高的生物降解性等特性。
绿色溶剂的种类繁多,包括但不限于超临界流体、离子液体、生物基溶剂等。
这些溶剂在金属萃取过程中能够减少对环境的影响,提高萃取效率,降低操作成本。
二、绿色溶剂在金属萃取中的应用绿色溶剂在金属萃取中的应用主要体现在以下几个方面:提高萃取效率、降低操作成本、减少环境污染。
以下是一些具体的应用实例和研究进展。
2.1 超临界流体萃取超临界流体萃取是一种利用超临界状态下的流体(如二氧化碳)作为萃取剂的技术。
超临界流体具有较高的溶解能力和较低的粘度,能够高效地从金属矿物中提取金属。
研究表明,超临界流体萃取在铜、镍、钴等金属的提取中表现出优异的性能。
例如,利用超临界二氧化碳萃取铜矿石中的铜离子,不仅能够提高萃取效率,还能减少有机溶剂的使用,降低环境污染。
2.2 离子液体萃取离子液体是一种由阳离子和阴离子组成的液态盐,具有较高的热稳定性和较低的挥发性。
离子液体在金属萃取中的应用主要集中在其对金属离子的高选择性。
药物合成中的绿色化学PPT课件

强调在药物合成过程中减少或消 除对人类健康和环境的影响,实 现可持续发展。
绿色化学的重要性
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保护环境Байду номын сангаас
通过减少药物合成过程中 的废物和有害物质排放, 降低对环境的污染。
提高效率
采用绿色化学方法可以显 著提高药物合成的效率和 产量,降低生产成本。
保障人类健康
绿色化学有助于减少药物 合成过程中对人体有害的 物质,从而保障人类健康。
社会接受度挑战
提高公众对绿色化学的认知
通过科普宣传和教育,提高公众对绿色化学的认知和理解,增强 社会对绿色化学的接受度。
加强监管和政策支持
政府应加强监管,制定严格的环保法规,同时提供政策支持,鼓励 企业采用绿色化学技术。
建立绿色化学产业联盟
通过建立产业联盟,加强企业间的合作与交流,共同推动绿色化学 的发展。
未来发展方向和前景
创新绿色合成方法
随着科学技术的不断发展,将会有更多的创新绿色合成方 法被开发出来,为药物合成提供更多选择。
实现智能化和自动化生产
通过智能化和自动化生产,提高药物合成的效率和安全性, 减少人工操作带来的误差和危险。
拓展应用领域
随着绿色化学技术的不断完善和应用,其应用领域将不断 拓展,不仅限于药物合成,还将应用于其他领域如材料、 染料等。
绿色化学的发展历程
起源
未来趋势
20世纪90年代初,随着全球环境问题 日益严重,绿色化学作为一门新兴学 科应运而生。
随着科技的不断进步,绿色化学将继 续向更加高效、环保、可持续的方向 发展。
发展阶段
经过几十年的发展,绿色化学在理论 和实践方面取得了长足进步,广泛应 用于药物、染料、农药等领域。
化学制药中绿色溶剂及无溶剂合成技术探析

化学制药中绿色溶剂及无溶剂合成技术探析摘要:传统化学制药过程中使用的有机溶剂具有挥发性大、毒性大、难以回收等问题,使用不当会造成严重的污染,影响水质、土壤甚至危害人们的健康。
随着人们环保意识的日渐增强,绿色化学技术逐渐受到重视,无溶剂有机合成技术成为更优化的选择。
与液态反应相比,无溶剂有机反应具有更高的选择性、反应速率、分离效率,同时具有简化工艺、降低成本的作用。
但也具有流动性较差、工业运用较少、资源浪费等局限性。
如何更好地利用和推广无溶剂有机合成技术,减少对环境的污染是未来的重要研究方向。
关键词:化学制药无溶剂有机合成绿色化学绿色化学反应,即在化学反应中减少或避免有害或危险物质的使用,生成无毒无污染的产物,同时确保反应过程的安全、减少能源消耗的反应。
为实现这一目标,应该设计实验让反应物中的原子充分转化成最终产物,避免副产物产生,从而实现减少污染物的排放及工业三废的产生。
化学制药中,有机溶剂可以溶解大量的有机反应物,提高反应物的溶度,增加反应转化率;其次,反应物分子间的距离在液体中远小于在固体中,可使反应物充分接触并分散均匀,提高分子反应碰撞概率,提高反应效率。
基于以上优点,有机溶剂在化学制药领域得到广泛的运用,并随着我国社会经济的迅速发展,有机溶剂的需求量日益增加。
但是目前使用的主流有机溶剂含有甲醛、苯、甲苯、二甲苯等致癌物,使用过程中会对环境和人体造成严重的危害,同时会在光照条件下发生伴随反应,加剧污染的产生。
例如最常见的甲醛,它普遍运用于脲醛树脂、油漆和涂料的生产中,短时间接触会引起眼红、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、胸闷、气喘等中毒症状;若长时间接触会导致人体发生癌变,危害性大。
因此,为了保护环境和身体健康,我们应该减少或停止对传统有机溶剂的使用,寻找更安全环保的方法来取而代之。
1绿色溶剂技术1.1水介质中的有机合成水作溶剂具有无污染、资源丰富等优点,符合绿色化学宗旨,但是由于有机物在水中的溶解度远远小于在有机溶剂中而一度被人们所忽视,早年间对有机物在水中的反应研究基本处于停滞状态。
化学制药中绿色溶剂及无溶剂合成技术

化学制药中绿色溶剂及无溶剂合成技术【摘要】在传统的技术条件下,化学制药过程中存在诸多污染问题。
特别是一些有毒、有害有机溶剂的使用,一旦处理不当,就会带来严重的环境污染和威胁人的身体健康。
随着经济发展与科技进步,人们开展关注制药污染问题,对化学制药提出了绿色化的要求。
在这种背景下,绿色溶剂和无溶剂合成技术将会得到大力推广与应用,通过利用这两种技术不断提升反应物化学反应速率,减少污染物质的产生,以及节约能源和成本。
【关键词】化学制药;绿色溶剂;无溶剂;绿色化学1.绿色溶剂技术1.1 以水为介质的有机合成水是生命活动所必须的物质,而且它也在我们的生产生活中发挥巨大作用。
水作为溶剂亦可以用于化学制药中,尤其它作为一种普遍存在的资源,具有纯天然、无污染、便于获取等特点,符合绿色化学理念的要求。
但水作为溶剂在溶解有机物时,溶解能力与其它有机溶剂相比较差。
随着对化学制药质量要求的不断提高,不得不放弃对水溶剂的研究,继而将研究方向和重点放在其它有机溶剂上。
但随着科学技术的进一步发展,以水为介质的有机合成反应技术映入人们的眼帘,并且开始得到人们的广泛关注与重视。
经过反复的化学实验,科学家们发现有机物在水中溶解时,会表现出明显的“疏水性”特征。
也就是说,这些有机物与水不能进行互溶,特别是甲烷CH4、部分含有油脂的物质。
当反应物溶解于水中时,可以采用充分搅拌的方式进行干扰,会使这些反应物因自身的“疏水性”,不断压缩分子之间的接触空间,继而使分子间产生较强的相互作用力,实现在水中反应。
在此过程中,科学家又发现以水为反应介质时,利用技术手段,如添加表面活性剂等来引导反应,能使反应变得更加高效、充分,而且水溶解有机物能力差的特点也会被充分利用,通过停止搅拌和发挥反应物“疏水性”特征,会出现明显的分层现象,所以在反应结束后,利用过滤手段可以实现反应物与水的分离。
由此看出,该流程十分简单,操作起来并不困难,不仅实现了反应可控,而且也没有产生任何污染问题。
高性能无滞后钙钛矿太阳能电池的绿色溶剂方法制备

高性能无滞后钙钛矿太阳能电池的绿色溶剂方法制备钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的高效能太阳能电池技术,具有高光电转换效率和较低的制备成本的优势,因此备受研究者的关注。
然而,传统的钙钛矿太阳能电池发展中所采用的有机溶剂包含有机溶剂和卤化物,存在着毒性和环境污染的问题。
因此,研究者们迫切需要一种绿色无滞后的钙钛矿太阳能电池的制备方法,以提高其商业化应用的可行性。
要实现高性能无滞后钙钛矿太阳能电池的绿色溶剂方法制备,可以从以下几个方面进行思考和研究。
首先,绿色溶剂的选择是关键。
传统的有机溶剂如二硫化碳、氯仿等在制备钙钛矿太阳能电池时会产生有害的气体,对工作环境和人体健康有害。
因此,研究者可以选择无毒、可再生的溶剂,如水、乙醇、丙酮等进行钙钛矿薄膜的制备。
近年来,已有研究表明在这些无机溶剂中也能制备出高效的钙钛矿太阳能电池。
其次,反应条件的优化也是关键。
绿色溶剂制备钙钛矿太阳能电池的过程中,需要对反应温度、反应时间、溶剂浓度等参数进行合理的优化。
通过调整这些反应条件,可以获得更高的钙钛矿薄膜质量和更高的光电转换效率。
此外,添加一些助剂如表面活性剂、络合剂等也可以提高反应效率和薄膜质量。
同时,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性也是绿色溶剂制备方法中的重要问题。
钙钛矿太阳能电池在长时间工作中容易发生退化和损坏,因此研究者可以通过添加抗氧化剂、稳定剂等化合物来提高电池的稳定性。
这些添加物在绿色溶剂中的使用也是可行的。
最后,绿色溶剂制备方法还需要考虑工业化生产的可行性。
在实际应用中,生产的钙钛矿太阳能电池要满足大规模化生产的要求,因此绿色溶剂制备方法需要在工业化操作的基础上进行优化和改进。
例如,通过改变反应设备、改进溶剂回收等方法,提高生产效率和降低成本。
综上所述,高性能无滞后钙钛矿太阳能电池的绿色溶剂方法制备涉及到溶剂的选择、反应条件的优化、稳定性的提高以及工业化生产等问题。
通过合理的研究思路和实验设计,可以找到一种绿色无滞后的制备方法,为钙钛矿太阳能电池的商业化应用提供可行性。
化学合成过程中的绿色化技术

化学合成过程中的绿色化技术随着环境污染问题的日益严重,绿色化学越来越受到人们的重视。
而在化学合成过程中,绿色化技术的应用可以减少有害气体和固体废弃物的产生,保护环境,达到可持续发展的目标。
本文将从催化剂、溶剂、反应条件、废品利用等方面来介绍化学合成中的绿色化技术。
一、催化剂的绿色化催化剂在化学合成中起到了至关重要的作用,但传统催化剂通常使用的是有毒、有害、难回收等性质。
针对这一问题,绿色催化剂的研究得到了广泛的关注。
1. 天然产物催化剂如利用天然产物提取的纤维素、蛋白质、氨基酸等作为催化剂,具有环境友好、高选择性、易回收等特点,能够有效提升合成反应的绿色性。
2. 金属有机框架催化剂金属有机框架催化剂(MOF)由金属离子和有机基团组成,具有高活性、可控性强、选择性高、循环使用性好等优点,逐渐成为新型绿色催化剂的研究热点。
二、溶剂的绿色化传统合成过程中大量使用有机溶剂,由于一些有害的挥发性有机物质和副产物有害于环境和人身健康,绿色化学合成需要降低有机溶剂的使用量。
1. 水水是一种绿色的天然溶剂,广泛应用于化学合成中,具有化学条件温和,溶解性好,且对环境无害等优点。
2. 通用性溶剂使用具有通用性的溶剂,如乙醇、乙醚等可调节极性,使其具有和传统有机溶剂相当甚至更好的性质。
同时,其易蒸发,能够减少溶剂残留。
三、反应条件的绿色化仿生化学和微反应器技术是目前绿色化合成研究的热点,近年来是比较前沿和有用的研究方向。
1. 仿生化学仿生化学是以自然界中存在的生化反应为蓝本,在合成过程中模拟它们的反应机理,并利用这些模拟反应合成目标化合物。
这种方法可以达到降低温度、使用环境友好的剂、生产环保废料等减少制备过程中的对环境的负面影响的目标,具有很好的实用性。
2. 微反应器技术微反应器是一种非常小、便于控制反应的实验舱。
其在反应温度、反应时间、溶液浓度、反应物的流量和反应物的混合程度等方面都可以得到精确控制,能有效提高反应的产率、选择性和反应速率等绿色化目标。
探究“绿色化”的高校化学实验

探究“绿色化”的高校化学实验摘要:阐述了绿色化学的基本知识及高校化学实验绿色化的必要性,提出了要减少化学实验产生的污染,首先必须确立化学实验绿色化的指导思想,其次通过删除毒性大的实验、选择符合环保的分析方法、采用现代教学手段,模拟化学仿真实验等多种途径达到实现化学实验绿色化的目标。
关键词:绿色化学;化学实验;绿色化绿色化学又称环境友好化学或清洁技术化学,是指在制造和应用化学产品时应有效利用资源,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂。
绿色化学是更高层次的化学,它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点:原料无毒、无害,在无毒、无害的反应条件下进行,反应具有高选择性,极少副产物,甚至实现零排放,产品应是对环境友好的,满足价廉物美的传统标准。
可见,绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,对环境保护和实现经济及社会的可持续发展具有重要的意义。
1 化学实验绿色化的必要性化学是一门实验科学,化学实验是化学教学的重要组成部分,根据教育部拟定的基础课实验教学示范中心建设标准,化学实验课占理论课时数的120% 左右。
在我国的高校里,每天都有大批学生在进行各种各样的化学实验,所用的化学药品种类多、消耗量大,而且大部分有毒或有腐蚀性,有的实验过程还伴随有毒气体的产生,有的实验生成物就是有毒物质。
大多数高校对学生每次实验所产生的污染物很少进行处理,而是直接排向环境中。
学生在完成实验获取知识和技能的同时,也造成环境的污染。
据有关资料统计:1个化学系和1个生物系的学生,在大学学习4年中,因实验而产生的废水、废液总量分别约为250ml、180ml固体废弃物分别约为12kg、18kg,且涉及危险、有毒、有污染的药品种类多成分复杂。
从上述数据看,虽然学生每次实验所排放的污染物量很少,但那种聚沙成塔的累计污染效应,如果处理不当,也是一个重要的污染源,因此,在高校化学实验教学中加强绿色化学教育,对传统化学实验进行大胆的绿色化改革,并实施绿色化学实验,使学生知道并参与怎样减少化学实验污染及污染治理的实践,培养学生的环境保护和可持续发展意识,具有重要的现实意义和必要性。
绿色化学绿色溶剂

一、无溶剂
• 反应必须使用溶剂吗? • 无溶剂化是解决溶剂污染的最佳方法 • 结合加热、研磨、微波、光照等条件
反应物呈液体状、产物为固体
研磨法 (ball milling)
大大缩短反应时间
微波法
•无溶剂微波反应是将反应物分散担载在氧化铝或蒙 脱土上,这些无机载体不吸收微波,可以使负载在 其上的有机分子充分吸收微波能量,激活分子从而 大大加快反应速度。
• 电环化反应
周环反应
4n+2 л电子数与4n л电子数成键旋转方式相反
光照与加热成键旋转方式相反
烯烃的光化学反应
苯的光化学反应
酮的光化学反应
α-断裂
β -断裂
光氧化、光还原、光消除
二硫代保护基的可见光光敏裂解 • 传统方法:重金属催化 • 光催化
Friedel-Crafts反应的光化学方法
对两相体系中长链烯烃氢甲酰化反应的研究进 一步表明了水溶性有机金属络合催化剂的优势。 因为长链烯烃氢甲酰化生成的高碳醛沸点很高, 更难以用蒸馏的方法回收催化剂,因高温下催化 剂容易失去活性。
李贤均等采用RhCl(CO)(TPPTS)2、TPPTS和阳离 子表面活性剂组成的两相催化体系,催化1-十二 碳烯氢甲酰化反应可以达到很高的活性和区域选 择性,生成的产物十三醛中正十三醛含量可高达 95%。
临界点附近,物质在超临界流体中的扩散系数变得很小。
较高对比压力下,各对比温度下扩散系数与压力的乘积近似为常数。
(4)可压缩性 (5)无毒和不燃性
超临界流体用作反应溶剂的优点
可通过调节压力来改变其密度,从而调节一些与 密度有关的溶剂性质如介电性、粘度等,从而增 大控制化学反应的能力和改变化学反应选择性的 可能性。
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绿色溶剂和绿色实验技术——化学工业的清洁方法摘要:为了改善传统化学工业给环境带来的高消耗、高污染的难题,绿色化学应运而生。
经过几十年的发展,绿色化学已经应运到日常化学工业生产中。
本文介绍了绿色化学、绿色溶剂、绿色实验技术。
在绿色溶剂中,介绍了近几年的研究成果,水、超临界流体、离子溶剂及其在近几年在化学工业中的应用,介绍了绿色化学反应Diels-Alder反应、Friedel-Crafts反应。
在绿色实验技术中介绍了在教学和化工中的绿色实验技术。
关键词:绿色化学绿色溶剂实验技术绿色反应前言:第4届绿色化学工程会议是由美国EPA环境保护署发起由美国ASC化学学会和美国NSF国家自然科学基金委组织的一次国际性会议,有十多个国家的300多名代表参加了会议。
大会的宗旨是”全世界的绿色化学”研究者团结起来, 为消除工业污染, 保护生态环境而奋斗。
”绿色化学”已成为全球共同关心的问题,它涉及到世界能源资源利用和环境保护等问题,注重人与自然和谐发展关系到人类子孙后代继续生存的问题具有深远的战略意义。
正文1 绿色化学1.1 绿色化学的产生人类的生存和发展是利用和消耗自然资源的过程。
这个过程科学基础就是化学,在这个过程中人类中得到很大利益,同时也给我们赖以生存的这个地球带来了无数的伤害。
近20年来随着全球性环境污染的加剧、能源的缺乏、以及社会公众的环保意识的加强,人们开始对化学和化学工业提出质疑,21世纪,各国将不得不正视和处理这些负面后果。
1990年,美国国会通过《污染预防法案》明确地提出了“预防污染”这一概念,这个法案推动了化学界为污染预防、保护环境作出努力。
1995 年,美国设立“绿色化学总统奖”,并设专门机构推动其发展。
[1]在以上因素的推动下,使得“绿色化学”这个名称广泛传播。
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,是人类和自然界动植物和谐相处的化学。
它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化学工业中的各环节都实现净化和无污染的反应途径。
1.2 绿色化学的的特点“绿色化学”的目标要求任何一个化学的活动,包括使用的化学原料、化学和化工过程,以及最终产品,对人类的健康和环境都应该是友好的。
绿色化学具有“原子经济性”“‘洁净’的反应介质”“ 五个‘R’”的特性。
1.2.1 原子经济性原子经济性是绿色化学的核心内容,美国Standford 著名化学家Trost B M 在1991 年提出的[2],在合成设计中, 如何经济地利用原子, 避免用保护基团及离去基团。
它最大限度地利用了原料;最大限度地减少了废物的排放物。
1.2.2 “洁净”的反应介质目前在化工生产和化学研究中大量使用的有机溶剂存在有毒、易挥发、易燃易爆等诸多缺点。
随着绿色化学成为化工生产可持续发展的方向, 无毒无污染的合成技术的研究和发展成为绿色化学的重要研究内容。
环境友好的“洁净”的反应介质是绿色化学研究的重要内容。
[3]1.2.3 五个“R”一是Reduction——“减量”,即减少“三废”排放;二是Reuse——“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等;三是Recyc ling——“回收”,可以有效实现“省资源、少污染、减成本“的要求;四是Regeneration——“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;五是Rejection——“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。
[3]1.3 绿色化学对环境污染的影响在以上三个主要特性中,原子经济性是绿色化学的核心内容,对环境保护,污染治理起到了很大的作用。
绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展,是从源头上消除污染,它能够合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。
然而,必须指出的是, 绿色化学与环境治理是完全不同的概念。
环境治理是对被污染的环境进行治理,使之恢复到之前的面目;而绿色化学则是从源头上阻止污染物的生成,即所谓污染预防。
因此,只有通过绿色化学的途径,从科学研究出发,发展环境友好化学、化工技术,才能解决环境污染与经济可持续发展的矛盾。
[4]2 绿色溶剂人类为适应社会和工业生产的需要,在化学领域取得了十分辉煌的进步,创造了巨大的业绩,但由于受传统发展观念的影响,一些化工企业向环境排放了大量的污染物,某些化学品被不加节制地滥用给整个生态环境造成了非常严重的影响。
如在涂料、胶粘剂、油漆、橡胶、化纤、医药及油脂等加工使用过程中需要使用大量的有机溶剂此外在机械、电子和文具等精密仪器的清洗乃至于服务业如服装干洗过程中都要用到大量的各种溶剂、使用量最大、最常见的溶剂主要有石油醚、苯类芳香烃、醇、酮和卤代烃等。
目前,这些有机溶剂绝大多数都是易挥发、有毒和有害的。
随着人们对环境的重视,寻找一种能够替代这类有机溶剂。
一种没有或尽可能少的环境副作用的新型绿色溶剂,而绿色化学针对污染物的来源及特性通过设计新路线,其中寻找绿色替代溶剂是绿色化学主要研究内容之一。
下面介绍几种已经成熟的绿色反应介质。
2.1 水水作为介质,在稀释溶剂或萃取溶剂方面,有其独特的优越性。
而且也是地球上自然界最丰富的溶剂,价廉易得、无毒无害、不燃不爆、不污染环境。
在有机合成反应中,水可以省略许多诸如官能团的保护和保护基团等的合成步骤,是取代传统挥发性有机溶剂和助剂的理想替代品。
作为环境友好和对人类无害的优良绿色溶剂。
水已经应用在化学工业、生物制药天然植物提取和纳米材料制备等各个领域中。
[5]2.1.1水在有机合成方面的应用有机反应常常以醛、酮、酯等作为溶剂来进行反应,在化学反应结束后进行产物分离时,必须要将溶剂蒸发,因而会对环境造成污染,而用水作为溶剂时因其廉价性可大大节约成本,减少对环境的危害。
2.1.1.1 水相中的自由基反应水相反应的研究具有相当的吸引力,由于水的极性使许多反应在水相中进行时显示出非常独特的活性及选择性。
[6]Fujirnoto等发现化合物在Et3B及微量O2引发的自由基环化中,若以己烷或苯作溶剂,则没有生成相应的产物,但当反应在水相中进行时产率可达到60%—70%。
2.1.1.2 水相中环加成反应1980年Breslow等发现水可作为有益的溶剂,用水在环戊二烯与甲基乙烯酮的环加成反应中,较之异丙烯为溶剂的反应快700倍,随后Grieco等对水相环加成反应也做了许多开创性工作,水相反应可同时提高反应速率和选择性。
[7]值得一提的是!这个反应只得到四种可能立体异构体中的两种,主要异构体是合成目标分子所需要的,若用常规的有机溶剂苯则产生无用的立体异构体。
2.1.1.3 水相中有机金属类反应水相有机合成的一个重要进展是应用于有机金属类的反应,其中有机铟试剂是成功的实例之一。
Chan等人通过甘露糖与a-溴甲基丙烯甲酯的偶联非常简捷地合成了+(-)KDN。
[8]2.1.2 水相中Lewis酸催化反应水相有机合成的另一重要进展是水相Lew is酸催化反应,许多常规的Lewis酸催化反应必须在无水的有机溶剂中进行,但环戊二烯与双烯体在水相中经0.01mol/L硝酸酮催化下的环加成较之在乙腈中进行的非催化反应速率提高了79300倍。
[9]2.2 超临界流体工业装置中的金属清洗是一种典型的环境危害行为。
工业依赖于卤代溶剂作为金属清洗剂,导致了大量环境、健康和安全等有关的问题。
如今超临界流体正被不同的应用领域所使用。
超临界流体已被用做将有机化合物从混合物中提取出来的溶剂。
一般而言,处在临界温度(Tc)和临界压力(Pc)之上的流体,被称作超临界流体超临界流体。
不但具有与液体相近的溶解能力和传热系数,而且具有与气体相近的粘度系数和扩散系数,除此之外,在超临界附近,压力的微小变化可以导致密度的巨大变化,而密度又与粘度、介电常数、扩散系数和溶解能力相关。
[10]因此,可以通过调节超临界流体的压力来改变它的物化性质。
目前应用的超临界流体主要有:Xe、CO2、H2O、CH4、C2H6、CH3OH 和CHF3等。
其中CO2无毒、无污染和不易燃、且超临界状态很容易达到,所以应用最为广泛。
2.2.1 作反映的溶剂的应用超临界流体是有效的清洗剂,因为它们能够快速渗透基质和小空隙。
当溶解了一切杂质(污染物)后,关键流体会轻易而彻底除去,因为它缺乏表面张力。
用于表面清洗技术中的主要流体是二氧化碳(CO2),或纯或少量共溶剂组合。
溶剂的性质将因温度和压强的微小变化而被调节、改变,适用于溶解一系列的有机化合物。
[11]今年来看到CO2的优点在于CO2不可能再被氧化,因而是理想的氧化反应的溶剂,拥有一个接近环境的临界温度31℃和一个适度的临界压强1100Pa。
溶剂性涂料一般是由成膜物质和用于溶解成膜材料的有机溶剂组成。
由于涂料中使用的挥发性有机溶剂,不仅危害施工人员的健康,而且会污染大气和水源。
使用环境友好的超临界CO2代替传统喷漆过程中的快挥发溶剂,而仅保留原溶剂总量1/3-1/5的慢挥发溶剂。
可获得良好的喷漆质量。
实践证明这种新的喷漆系统能大大减少对环境有污染的挥发性有机溶剂的排放同时改善施工环境,有利于操作人员的身体健康,具有广阔的应用前景。
[12]2.2.2 超临界萃取技术超临界流体萃取(SFE)和任何一种清洗技术一样,对某些固体杂质,操作更为有效。
SFE已被成功地应用于除油工艺如烃、酯、有机硅树脂、全氟代聚酯、含卤代碳取代三氮杂苯(三嗪)等。
与一些传统的分离方法相比,超临界萃取有许多独特的优点,[13]如(1)超临界流体萃取能力取决于流体密度,因而很容易通过调节温度和压力来加以控制。
(2)溶剂回收方便简单,节省能源,通过等温降压或等压升温,被萃取物就可与萃取剂分离。
(3)由于超临界萃取工艺可在较低温度下操作,故特别适合于热敏组分的萃取。
(4)可较快达到平衡。
2.2.3 超临界二氧化碳(SCCO2)超临界二氧化碳(SCCO2) 是化学合成中的一种廉价、便利而又对环境友好的溶剂。
SCCO2 代表一种绿色溶剂将日显重要,并将逐步取代有机溶剂。
[14]同时超临界流体也因具有以下特征而在化学反应介质中更具吸引力。
在超临界条件下进行化学反应,通过控制压强以控制反应条件(环境) ,提高反应物和生成物的溶解性,消除反应速率的界面传递限制,迎合反应和分离的单元操作。
SCCO2 在化学合成中作为一种环境友好的溶剂,取代一些卤代和芳香烃溶剂。
超临界条件对燃料加工、生物量转化、生物催化、均相/ 异相催化、环境控制、聚合加工、材料合成和化学品合成等反应是有意的。
而且,超临界流体也可有效地应用在有关分子间相互作用和化学加工程序的相互影响的基础化学研究中。
2.3 离子液体2.3.1 离子液体概述离子液体,又称室温离子液体,是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。