现代有机合成论文
有机合成论文【最新】

肉桂酸合成方法简介【摘要】肉桂酸是一种重要的精细化工合成中间体,应用非常广泛。
本文主要介绍了常见的六种合成肉桂酸的方法,以及这些方法的改进与优缺点。
【关键词】肉桂酸;合成;生产肉桂酸(C6H5-CH=CH-COOH),又名β-苯丙烯酸、3-苯基-2-丙烯酸。
分子量为148.17,呈白色至淡黄色粉末状态,微有桂皮香气。
是从肉桂皮或安息香分离出的有机酸。
可溶于乙醇、甲醇、石油醚、氯仿,易溶于苯、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳及油类,微溶于水。
肉桂酸是一种重要的精细化工合成中间体,在医药、农药、塑料、感光树脂、食品添加剂和香精香料等有广泛应用。
可作为水果香精、花香香精调和使用,并且肉桂酸的各种酯(如甲、乙、丙、丁等)都可用作定香剂,用于饮料、冷饮、糖果、酒类等食品。
在食品添加剂方面,肉桂酸可用微生物酶法合成重要的食品添加剂—甜味阿斯巴甜(Aspartame)的主要原料L-苯丙氨酸。
医药工业中,可用于合成治疗冠心病的重要药物乳酸可心定和心痛平,及合成氯苯氨丁酸和肉桂苯哌嗪,用来制造“心可安”、局部麻醉剂、止血药等。
在有机化工合成方面,肉桂酸可作为镀锌板的缓释剂,聚氯乙烯的热稳定剂,乙内酰和聚己内酰胺的阻燃剂。
它还是负片型感光树脂的最主要合成原料,主要合成桂酸酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯和侧基为肉桂酸酯的环氧树脂。
合成肉桂酸的方法众多,主要合成方法如下: Perkin 合成法、苯乙烯-四氯化碳法、苯甲醛-丙二酸法、苯甲醛-乙烯酮法、肉桂醛氧化法以及刚开发出的氯代芳烃和丙烯酸及其衍生物生产肉桂酸等方法。
一、以苯甲醛与乙酸酐为原料的Perkin法Perkin法[1]是国内外生产肉桂酸的主要方法,具有原料易得、操作简单、工艺流程短、条件温和、分离简单,同时副产物少且纯度较高等优点。
但其肉桂酸收率低、成本相对较高等因素的存在也制约了此法的发展,许多厂家因此已经停止了肉桂酸的生产。
苯甲醛与乙酸酐进行的反应,以无水乙酸盐作催化剂是最早实现的肉桂酸工业化生产的途径,但该工艺路线反应时间较长,产率最高为55 %~60 %,苯甲醛需用水蒸气蒸馏法回收。
浅谈现代有机合成的最新进展

浅谈现代有机合成的最新进展摘要简要介绍现代有机合成的新概念和新方法,从有机合成的新溶剂、微波在有机合成中的应用以及具体的有机合成实例三个方面,综述有机合成新技术、新方法的情况。
关键词有机合成;新技术;微波;无溶剂;进展有机合成是指利用化学方法将原料制备成新的有机物的过程。
现代的有机合成不但能合成自然界存在的结构复杂而多样的有机物,而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质。
有机合成化学发展很快,有关新试剂、新方法、新技术、新理念不断涌现。
1现代有机合成新概念1.1原子经济化原子经济化的概念是美国著名有机化学家B.M.Trost于1991年首先提出的,并将它与选择性归结为合成效率的2个方面。
高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之转化到目标分子中,达到零排放。
原子经济化反应有两大优点:一是最大限度地利用原料;二是最大限度地减少了废物的生成,减少了环境污染。
原子经济化反应符合社会发展的需要,是有机合成的发展方。
原子经济化是现代有机合成追求的一个重要目标,也是绿色合成的一个重要指标。
原子经济化原则引导人们在有机合成的设计中经济地利用原子,避免使用保护或离去基团,减少或消除副产物的生成。
当前,提高有机合成原子经济化的主要途径有:开发高选择性和高效的催化剂;开发新的反应介质和试剂,提高反应选择性。
总的来说主要在合成路线和反应条件上做文章。
1.2绿色有机合成绿色化学是化学学科发展的必然选择,是知识经济时代化学工业发展的必然趋势。
绿色有机合成的研究正围绕着反应、原料、溶剂、催化剂的绿色化而展开,而包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程在内的生物技术、微波技术、超声波技术以及膜技术等新兴技术也将大大促进绿色有机合成的发展。
实现有机合成的绿色化,一般从以下方面进行考虑:开发、选用对环境无污染的原料、溶剂、催化剂;采用电化学合成技术;尽量利用高效的催化合成,提高选择性和原子经济性,减少副产物的生成;设计新型合成方法和新的合成路线,简化合成步骤;开发环保型的绿色产品;发展应用无危险性的化学药品等。
关于有机合成的毕业论文

关于有机合成的毕业论文目录第一章 前言 .......................................................................................................................................... (22) (22)1.1 3,3',5,5'-四甲基联苯胺的概述 ......................................................................................1.2 国内外有关3,3',5,5'-四甲基联苯胺的研究进展 (4)1.3 选题意义 ....................................................................................................................................... (55)第二章 实验部分 .................................................................................................................................. (66)2.1仪器和试剂 ................................................................................................................................... (66) (66)2.1.1实验仪器实验仪器 ................................................................................................................................. (66)2.1.2实验试剂实验试剂 .................................................................................................................................2.2 3,3',5,5'-四甲基联苯胺的合成与研究 (7)2.2.1合成原理 (77)合成原理 ................................................................................................................................. (77)2.2.2合成方法合成方法 ................................................................................................................................ 第三章 结果与讨论 ............................................................................................................................ (1010) (10)103.1 溴化反应 ..................................................................................................................................... (10)103.2 偶联反应 .....................................................................................................................................3.2.1 反应温度对偶联反应的影响反应温度对偶联反应的影响 (11) (1212)3.2.2 原料配比对偶联反应的影响原料配比对偶联反应的影响 ..............................................................................................12 (12)3.3 溴化产物的表征图谱 .................................................................................................................第四章 结论 ........................................................................................................................................ (1313)参考文献 ................................................................................................................................................ (1414)致 谢 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
药物研发中有机合成发展论文

药物研发中有机合成发展论文摘要:十九世纪末,在钢铁与冶金业的废料中,研究者们发现了具有治疗作用的有机合成药物,从而开始了通过有机合成的渠道来研发新药物,并且取得惊人的进展,所以许多研究者都致力于降低合成成本,研发出药效更佳的新药物。
随后将会有副作用更小的更多新药物被逐一研发出来。
若要提升我国医疗卫生水平,为百姓提供更加有效的合成药物,制药企业必须运用有机合成技术,实现不对称反应、高效率反应以及绿色反应等创新的反应模式,运用自动化手段实现制药材料的纯化与分离;同时应采用最简洁的步骤、最直接的路线和最经济的成本来实施创新合成策略,进而实现有机合成在创新药物研发中的有效运用。
现有药物的基本功能是维持目前的基础医疗水平,然而随着人类社会的进步,有些很难治愈的疑难杂症与一些新出现的疾病亟需研发创新药物,除此之外,为了提高患者对药物疗效的认可度,企业也必须不断对新药实现创新研发。
现代药物研发的主要来源之一就是有机合成,伴随此项技术的成熟,其在创新药物的研发中也得到愈来愈广泛的应用。
一、有机合成的概念及其在药物研发中的状况1.有机合成的基本概念有机合成是从比较简单的化合物或单质,在光照、加热、加催化剂或者加压的条件下合成复杂有机物的过程,当然也包括从复杂的原料分解成比较简单的单质或化合物的过程。
鉴于有机物当中碳原子具有极强的结合能力,能够结合成碳链或者碳环,所以有机物具有复杂的性质与结构。
2.有机合成的获取途径首先,可以从天然产物中获得。
天然产物是药物研发的主要源泉,例如水杨酸就是柳树皮的提取物,属于天然的消炎药;其衍生物如阿司匹林、水杨酸钠等药物也广泛应用于研发药物的实践当中。
另外,还可以直接合成新药物。
除了从天然产物中提取或对现有的药物进行改造以外,还可以通过有机化合物直接合成来研发新药。
比如氯霉素,即是通过对硝基苯乙酮或苯乙烯直接合成的。
二、有机合成药物的研发现状近几年来,由于有机合成技术的进展,有机合成药物在药品市场中的占有率在逐渐升高,世界药品市场每年都会有几百种有机合成药物上市,而各国为了提高本国医疗卫生的技术和水平,每年均会投入大量人力、物力和财力研发合成新药。
精细有机合成论文

精细有机合成论文不对称合成及其在药物合成中的应用不对称合成是指手性分子或前手性分子在形成新的手性中心的反应过程中,优势地生成某一立体构型产物,而其非对映异构体的生成量却很少的合成方法。
如果在完全没有手性因素存在的场合,虽能进行引入手性中心的反应,但所得产物通常为消旋体。
不对称合成方法很多,其中包括利用反应物本身存在的手性结构的不对称诱导进行不对称合成。
1.利用手性试剂前手性物质的分子在手性试剂的作用下进行不对称合成,能优势的生成一种手性化合物。
此类前手性物质很多,主要有醛、酮、烯烃、不饱和羧酸、席夫碱、环己酮和羧酸等。
手性试剂种类亦很多,如手性醇、手性胺、手性酯、手性格氏试剂、手性醇铝、手性醇氢化锂铝、氨基酸、手性肼化物、微生物试剂等。
选择手性试剂时,应先了解其性质和作用,以便选择河湖要求者,切不可滥用,因为手性试剂在不对称合成中的手性影响和不对称诱导的作用不尽相同,且同一个手性试剂对构型不同的前手性分子的不对称诱导作用也有显著差异。
现分两种情况说明。
(1)利用手性化学试剂例如,在天然前列腺素的不对称合成中,可以利用手性丙烯酸苯基薄荷醇酯合成光学纯的前列腺素中间体。
又如利用手性噁啉试剂能够合成光学活性羧酸、醇类等。
手性噁啉试剂在国外已有商品出售,这是一个很有前途的手性试剂。
(2)利用微生物的不对称合成在药物合成的某些氧化、还原反应中,常利用微生物的高度选择性,采用生物合成方法实现用化学方法较难做到的不对称合成反应。
例如在甲基炔诺酮的不对称合成中,可以应用卡尔伯斯酵母或啤酒酵母进行不对称还原。
2.利用手性催化剂利用手性催化剂进行不对称合成近年来有了显著进展,主要是因为手性催化剂过渡金属络合物的研究取得了很大的进步。
消耗少量的手性催化剂,就能获得相当高的光学收率。
它对于药物以及氨基酸的不对称合成研究具有重要意义。
例如,用具有两个手性中心的膦化物为配位体的络合物进行催化氢化,最后可得()(+)-氨基酸,其光学收率为100%。
有机功能材料合成技术课程小论文

有机功能材料合成技术课程论文、光电有机功能材料的发展摘要:随着环境问题与能源问题的日渐严峻,作为清洁能源的太阳能的利用越来越受重视。
有机太阳能电池在第三代太阳能电池器件中将承担极其重要的角色。
相比于无机材料,有机材料存在明显优势,但是与无机太阳能电池相比,有机太阳能电池的转化效率还较低。
如何从本质上解决有机半导体光电转换效率低的问题,是太阳能电池研究的关键。
关键词:有机光电材料,太阳能电池正文:有机太阳能电池的研究进展众所周知,传统能源储量不是无限可再生的,随着人类大规模的生产和过度的使用,在不久以后其不再能满足人类的需要,为了持续人类社会不断发展,科研工作者刻不容缓地寻找和开发可替代的新能源。
其中,太阳能因其来源广、可再生、天然无污染等特点得到了社会各界强烈的反响。
而有机太阳能电池(OSCs)作为重要的新能源已成为研究的热点,但要想实现商业化道路依然还有诸多困难需要得到解决,特别是在光电转换效率方面还没办法达到产业化的最低要求,这使得其成为争相研究的范畴之一。
众所周知,传统能源储量不是无限可再生的,随着人类大规模的生产和过度的使用,在不久以后其不再能满足人类的需要,为了持续人类社会不断发展,科研工作者刻不容缓地寻找和开发可替代的新能源。
其中,太阳能因其来源广、可再生、天然无污染等特点得到了社会各界强烈的反响。
而有机太阳能电池(OSCs)作为重要的新能源已成为研究的热点,但要想实现商业化道路依然还有诸多困难需要得到解决,特别是在光电转换效率方面还没办法达到产业化的最低要求,这使得其成为争相研究的范畴之一。
众所周知,传统能源储量不是无限可再生的,随着人类大规模的生产和过度的使用,在不久以后其不再能满足人类的需要,为了持续人类社会不断发展,科研工作者刻不容缓地寻找和开发可替代的新能源。
其中,太阳能因其来源广、可再生、天然无污染等特点得到了社会各界强烈的反响。
而有机太阳能电池(OSCs)作为重要的新能源已成为研究的热点,但要想实现商业化道路依然还有诸多困难需要得到解决,特别是在光电转换效率方面还没办法达到产业化的最低要求,这使得其成为争相研究的范畴之一。
精细有机合成论文
课程:精细有机合成化学与工艺学专业:化学工程与工艺班级:10205302姓名:***学号:**********论甲基丙烯酸甲酯之工艺作者:邱春桃一、甲基丙烯酸甲酯的简介及现实意义[1]甲基丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料,主要作为聚合单体用于生产其聚合物和共聚物,还可通过酯交换用于生产甲基丙烯酸高碳酯。
其聚合物为透明性极佳的塑胶材料,故常被称为有机玻璃,且具有极好的耐候性等优良特性,广泛用于汽车、容器、建筑、设备部件、家用电器材料、卫生洁具等方面,特别是近年来应用在光学级有机玻璃、防射线有机玻璃、光导纤维、光盘等高新技术领域。
同时,甲基丙烯酸甲酯作为高性能建筑涂料的改性剂使用,也有很大的利用空间。
除此之外,还可用于聚氯乙烯改性抗冲助剂ACR和MBS、腈纶第二单体、医药功能材料等。
其2003年国内消费结构为:有机玻璃占44% ,模塑料约占10% ,塑料加工助剂ACR和MBS占24% ,表面涂料占10% ,其他占12%。
二、甲基丙烯酸甲酯的主要生产工艺由甲基丙烯酸甲酯可聚合成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA粉)。
其结构式分别如下:甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯的生产工艺有:㈠、丙酮氰醇法[2]ACH法合成工艺主要包括氰化反应,酰胺化反应,酯化反应。
第①步:氰化反应丙酮与氢氰酸在碱催化剂的存在下发生氰化反应生成丙酮氰醇:第②步:酰氨化反应丙酮氰醇与浓硫酸反应生成甲基丙烯酰胺硫酸盐。
过量的硫酸和丙酮氰醇反应生成 2 - 硫酸根亚氨基中间体,接着中间体前段丙酮氰醇和硫酸反应生成的水发生水解反应,生成酰胺中间体,再经脱除硫酸生成甲基丙烯酸酰胺硫酸盐。
第③步:酯化反应甲基丙烯酸酰胺硫酸盐与甲醇水溶液反应生成甲基丙烯酸甲酯(MMA):㈡、异丁烯催化氧化法[2]在氧化反应过程中,第一步异丁烯氧化为异丁烯醛;第二步异丁烯醛转化转化为甲基丙烯酸。
反应方程式如下:甲基丙烯酸在硫酸存在下与甲醇在液相中酯化反应生成甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸酯化反应是用硫酸作催化剂,可以提高甲基丙烯酸转化率。
有机合成作业(论文)
白藜芦醇的合成研究进展摘要:白藜芦醇具有多种生物和药理活性,使其广泛应用于食品、医药、保健品、化妆品等领域。
白藜芦醇具有优良药理活性和保健功能其市场需求很大且与日剧增,目前已有大部分国家和地区都开发了白藜芦醇及其制品。
关键词:白藜芦醇;化学合成;研究进展Abstract:Resveratrol has multiple biological and pharmacological activities, it is widely used in food, medicine, health products, cosmetics and other fields. Pharmacological activity of resveratrol has an excellent and great demand for health functions and with its market-increasing, there are most of the developed countries and regions of resveratrol and its products.Key words:resveratrol;chemical synthesis;progres1 前言白藜芦醇(Resveratro1),化学名为反式3,4ˊ,5-三羟基二苯乙烯(3,4ˊ,5-Trihydroxy-trans-stilbene),是一种存在于植物中的具有芪类结构的非黄酮类天然多酚化合物,其化学结构式如下所示。
白藜芦醇广泛存在于葡萄、虎杖、决明子和花生等天然植物中, 它是植物在受到生物或非生物威胁时产生的一种植物抗毒素。
白藜芦醇生理活性显著, 高效低毒, 有抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗氧化、抗自由基、保护肝脏、保护心血管和抗心肌缺血等功能,被喻为继紫杉醇之后又一新的绿色抗肿瘤药物;同时其保健功能也引起了欧美科学家的普遍兴趣, 被美国专著《抗衰老圣典》列为100种最热门有效抗衰老物质之一。
现代有机合成浅谈与展望
现代有机合成浅谈与展望摘要:化学被称为“中心科学”化学合成则被认为是这个“中心”的中心。
近年来,合成化学家把合成工作与探寻生命奥秘联系起来,更多地从事生物活性的目标分子的合成,尤其是那些具有高生物活性和有药用前景分子的合成。
至此,就有机合成的意义,有机合成的基础,有机合成的科学进行3方面浅谈,略举有机合成科学方法,概念和方法是有机合成化学发展的基础,新的概念和方法的产生和发展可为有机合成开拓新的研究领域和发展方向. 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。
该文介绍了绿色合成的含义及基本要点并综述了近年来国内外绿色合成研究的一些新进展。
关键词:有机合成;中心;绿色合成;含义;方向;途径;展望引言:十九世纪中叶以来,大约一个半世纪,有机合成化学的发展也是惊人的,正如法国著名有机化学家M·Berthelot所预言的,在一个“老的自然界”中,在放进一个“新的自然界”。
就目前的成就而言,有机合成几乎达到这样一种境地,只要需要,大多数有机化合物都可以有效的合成出来。
用有机合成的方法证实有机分子结构的正确性,同时有机合成为工业提供有各种性能的分子,并建立起有效的合成方法。
再次,有机合成为许多理论研究提供许多特殊性能的分子,从而验证理论的正确性。
总之,凡是与生活密切相关的物质(除食物),绝大多数均是有机合成的产品。
有机合成化学作为有机化学的一个分支,已经有一百多年的历史。
现代的有机合成不但能合成大量的结构复杂而多样的次生生物代谢物和基因、蛋白质等复杂的生命物质,而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质。
现代有机合成不只是合成什么的问题,更重要的是如何合题。
有机合成与21世纪的三大发展学科:材料科学、生命科学和信息科学有着密切联系,为三大学科的发展提供理论、技术和材料的支持。
有机合成论文
绿色有机合成的发展与应用摘要: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。
该文介绍了绿色合成的含义及基本要点并综述了近年来国内外绿色合成研究的一些进展。
关键词:绿色有机合成、不对称合成、采用无毒、无害的催化剂、提高烃类氧化反应的选择性正文:1. 绿色化学的进展绿色化学是依靠科技进步,创造出单位产品产污系数最低,资源消耗最小的先进工艺技术;从化学反应的根本上减少污染。
而不是对“三废”等进行处理的环保局部性终端治理技术。
2.绿色化学的含义及原理:含义绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发制备单位产品产污系数最低,资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术,从合成反应入手,从根本上消除或减少环境污染。
研究的内容绿色化学是对传统化学的挑战,是对传统化学思维方式的更新和发展,因此,绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究,打破传统的化学反应,设计新的对环境友好的化学反应。
包括:①使用无毒无害的原料;②利用可再生资源;③新型催化剂的开发研究;④不同反应介质的研究;⑤寻找新的转化方法;⑥设计对人类健康和环境安全的化学产品。
非传统溶剂有机溶剂因其对有机物具有良好的溶解性。
但有机溶固相合成的剂的较高的挥发性和毒性成为有机合成造成污染的主要原因。
因此新型绿色反应介质代替有机溶剂成为绿色化学研究的重要方向。
目前, 水、超临界流体、离子液体、仿酶化学和含氟溶剂作为反应介质的有机合成在不同程度上已取得了一定的进展。
无溶剂有机合成研究发现, 在固态下能够进行的有机反应大多数较溶液中表现出高的反应效率和选择性。
无溶剂有机合成具有高选择性、高产率、工艺过程简单和不污染环境、能耗少和无爆炸性等优点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
学院化学化工学院专业化学年级2011级姓名马韵会论文题目现代有机合成指导教师金春雪职称教授成绩2013年12月18日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)引言 (1)1 开发“原子经济性[5]”反应 (2)2 选用更“绿色化”的起始原料和试剂 (2)3 采用无毒无害的高效催化剂 (3)4 采用无毒无害的溶剂 (3)结束语 (4)参考文献 (4)现代有机合成学生姓名:马韵会学号:20115051217化学化工学院化学指导老师:金春雪职称:教授摘要:有机合成是综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新技术[1]、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。
有机合成既与材料、生命、环保、能源四大支柱学科密切相关,也与我们社会的现代文明和日常生活密切相关。
近年来绿色化学[2]、洁净技术、环境友好过程已成为合成化学追求的目标和方向。
可见21世纪有机合成所关注的不仅仅是合成了什么分子,而是如何合成,其中有机合成的有效性、经济性、环境影响和反应速率将是有机合成研究的重点,尤其是绿色有机合成的研究[3]。
关键词:有机合成;绿色化学;绿色合成Abstract:Organic synthesis is a comprehensive application and combination of various types of organic reactions, organic synthesis technology [1], the process of design and organic synthesis strategies to obtain the desired product. Organic synthesis is closely related to both materials, life, environmental protection, energy four pillars of discipline, but also closely related to the daily life of modern civilization and our society. In recent years, green chemistry [2], clean technology, environmental-friendly process has become the pursuit of the goals and direction of synthetic chemistry. Visible in the 21st century is not only of concern to the organic synthesis of what synthesized molecules, but how synthesis, where the validity of organic synthesis, economy, environmental impact and the reaction rate will be the focus of research in organic synthesis, especially green organic synthesis study [3].Keywords:Organic Synthesis; Green Chemistry; Green synthesis引言有机合成是指利用化学方法将原料制备合成新的有机物的过程。
它是一个极富创造性的领域。
早期的有机合成主要是合成自然界中已存在的但含量稀少的有机化合物。
后来根据结构与性质关系的规律性和实际需求,进一步合成了自然界不存在的、具有理论和实际价值的有机化合物。
进入21世纪以后,在人类物质生活不断提高和工业化高度发展的同时,大量排放的工业和生活污染物却反过来使人类的生存环境迅速恶化,这就使化学家面临新的挑战,即要去发展对人类健康和环境较少危害的化学。
这一问题近年来已受到相当重视,并出现了一系列新名词,如绿色化学[4]、环境友好化学、洁净化学、原子经济性等。
绿色化学研究过程中应遵循12条原则:1.防止污染优于治理污染2.注重原子经济性3.无害化学合成4.设计安全化学品5.使用安全溶剂和助剂6.设计能源经济性反应7.使用可再生原料8.尽量避免不必要的衍生步骤9.催化剂优于化学计量试剂10.降解设计11.预防污染中的实时分析12.防止意外事故的安全工艺。
1 开发“原子经济性[5]”反应合成效率是当今化学合成关注的焦点。
合成效率包括两个方面:一个是选择性,另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中去了。
一个有效的合成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,尽可能充分地利用原料分子中的原子。
理想的原子经济性的合成反应应该是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不需要附加,或仅仅需要无损耗的催化剂。
例如在下列反应中:A+B→C+D,其中,C为产物。
D为副产物。
在原子经济性的反应中,D应减至非常小或接近零,即:A+B→C。
目前,有些有机原的生产已采用原子经济反应,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸、乙烯或丙烯的聚合、乙烯直接氧化成环氧乙烷等。
微波有机合成技术[6]是近年来发展起来的一种新型有机绿色合成新技术。
据研究微波加热是通过电介质分子将吸收的电磁能转变为热能的一种加热方式,属于体加热方式,温度升高快,并且里外温度相同,克服了常规加热方式能量利用率低、温度分布不均匀等诸多缺点。
并且微波在材料合成领域,已经逐渐发展成为一种独立的化学方法或与其它方法相结合,用在促进化学反应的进行当中。
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和氢氰酸等作为原料。
为了人类健康和社区安全,需要用无毒无害的原料代替它们来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由胺类和二氧比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[7]开发成功。
Tundo报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯[8]的新方法。
Komiya[9]研究开发了在固态熔融的状态下。
采用双酚A和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学目标。
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,液体酸或碱是最常用的催化剂,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自然就成为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、夹层固体催化剂及相转移催化剂。
这些新型催化剂的催化能力均优于传统的酸碱催化剂,同时对环境友好,目前正大量应用于有机合成中。
在不对称合成中催化不对称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。
催化不对称合成反应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化合物,会造成较重的环境污染,采用无毒无害的溶剂替代有机化合物溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。
首先考虑的是水溶剂。
水是自然界中最丰富的溶剂,无毒无害且价廉。
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、去保护等合成步骤,其疏水效应可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、无毒廉价并且不可燃等诸多优点,使用超临界流体二氧化碳萃取速度快、萃取物干净、溶剂用量少,已在分析化学、废水处理等方面得到广泛的应用。
目前,近临界水的研究也引起了重视,它有许多优点:只需要较低的温度和压力,对有机物的溶解性能相当于丙酮或乙醇;介电常数介于常态水和超临界水之间,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了广泛的应用。
除此之外,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、磷有机阳离子和大的无机阴离子(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,被认为是一类很好的溶剂并已在工业生产中得到应用。
结束语展望21世纪,全球的城市化、工业化将继续发展,人口还要继续增加,对化学工业的需求也将增多。
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“原子经济性”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,有机合成化学应该遵守绿色化学的基本原则,研究和发展对环境友好、造福于人类的新型化学。
参考文献:[1]《绿色合成技术的新进展》杨海贤《济南职业学院学报》2006年03期[2]《绿色化学在有机合成方面的应用》高宝平吕梁[3] 《绿色有机合成研究进展》《天津化工》2009年第6期[4]《绿色合成在有机化学中的含义及应用》《内蒙古石油化工》2007年第8期[5] Trost B M.The at ome conomy are search for synthetic efficiency[J]. Science,1991,254:1471-1477.[6]雍胜利,李树颖.在有机合成中的应用[J].包头师范学院化学学院,2005年03期[7] Manzer S, Selva M, Tundo P. Dimethylcarbonate for eco friendly methylation reaction[J].Chemosphere,2001,43(1)115-121.[8],王艳花,董树生.21世纪的绿色基础化学原料碳酸二甲脂[J].化工进展,2000,2:40-42,45.[9] Komiya P, Jilia S S Const ant inos AT. An efficient method for the synthesis of 1,5 benzodiazepine derivatives under microwave irradiation without solvent [J]. Tetrahedron Letters,2002,43(2):1755-1758.。