论文部分内容阅读
摘 要：随着现代社会的不断进步，绿色化学的研究和应用方向越来越被人们重视，绿色化学在有机合成方面的应用也越来越广泛。本文由绿色化学的特点展开，深入阐述绿色化学在有机化学合成中的应用。
关键词：绿色化学；有机合成；应用
就目前而言，化学为人们的生活带来了诸多便利，它已经融入到人们日常生活的每个角落。但是，在它帮助人们的同时，它的使用也造成了相应的环境污染。人们意识到化学是一把双刃剑，环境污染也逐渐的到了更多的重视，绿色化学理论就是在这样的背景下诞生的。而将绿色化学合理的运用到有机合成中更是一个重要内容。
1.绿色化学的概念及其优势
在21世纪环保这一大的时代背景下，绿色化学这一新的理论被提了出来。它以不污染环境为前提，在充分保护大自然的情况下，采用更合理的方法来进行化学反应。它的提出很好的增加了化学与自然的兼容性，很好的解决了污染和环境破坏的问题，在保障人们对化学的需求的同时，又顺应了时代发展的潮流。
将绿色化学运用到有机合成中，也就是在有机合成的过程中，既能生产出人类社会所需的化工产品，同时不会对环境造成负面影响。其优势非常明显，首先，在成产化工产品时，不会污染环境也不会对环境造成负面影响。其次，原材料的选取非常严谨，原材料必须无毒无污染，其反应产物也必须无毒无污染。再次，尽量采用更科学简便捷的合成工艺，在合成的过程中尽量避免衍生物的出现以及催化剂的运用。最后，生产出的化工产品可以降解。
2.绿色反应介质
2.1超临界和近临界流体
超临界流体主要指超临界二氧化碳和超临界水，但是它们的适用范围非常的局限，因为它们对反应条件要求非常严格，必须是高温高压。但是对于近临界流体来说，反应的要求降低了很多。拿近临界水举例，它不需要很高的温度与压力就能反应，而且近临界水具有良好的溶解性，既可以作为有机物的溶剂，也能作为盐的溶剂。就目前而言，人们对超临界和近临界流体认识还不充分，有待进一步研究学习。
2.2离子液体
离子液体中有大量的阴、阳离子，在室温下一般是液体盐，它的溶解性很好，自身无毒无公害，不会造成环境污染，可以反复利用并且在反应后很容易将其分离出来。不过，离子液体领域的研究还有着一些缺陷，需要进一步改善。
3.绿色催化剂的使用
绿色化学指的是在尽量不对环境造成影响的前提下进行化学生产。而在有机合成线路中，催化剂贯穿始终，催化剂在整个合成中起到了非常重要的作用。因此在绿色化学中，催化剂的选择也是一门学问，只有自身无毒无公害，不会对环境造成影响的催化剂才是绿色化学所需要的绿色催化剂。
3.1固体超强酸催化剂
固体超强酸的优点在于获取方便，反应完成后分离容易，可以反复利用，不会腐蚀设备，对环境的危害性较小等。作为新类型催化剂，固体超强酸对化学反应的催化程度很高，并且可以反复利用。
固体超强酸具有很多特性，它自身耐高温，这样是反应的温度不在有所局限，所以很多需要在高温下进行的有机合成都需要用到它。同时它对很多有机物会表现出很高的活性。基于它自身的这些优点，固体超强酸逐渐取代了其他同种类催化剂。
3.2分子筛选催化剂
分子筛是一种薄膜类物质，其周身均匀布满常规分子大的孔径。通常，只有分子的等效直径比沸石孔徑小，才能穿过沸石分子筛。相比于其他催化剂，沸石分子筛具有很强的稳定性，比如耐热，不溶于水等，它还能对反应物进行筛选，并且自身无毒无公害，不会污染环境，不会腐蚀反应容器。所以分子筛也是有机合成中的绿色催化剂。沸石分子筛其自身呈酸性，多作为催化剂用于酸催化反应。
3.3杂多化合物催化剂
杂多化合物催化剂的种类很多，杂多酸和杂多盐是其中的代表。相比于其他化合物，杂多化合物的单位分子质量要高很多。杂多酸易溶于水或其他极性溶剂，杂多盐根据阳离子含量的不同分为阳离子低含量盐和阳离子高含量盐，低含量盐也易溶于水或其他极性溶剂，而高含量的盐通常物理性质比较稳定，但是如果遇到PH值较高的溶剂，它会发生水解反应，溶液也就会呈现出酸性。同时因为有金属元素的存在，会出现化合价的升降，所以它也具有氧化还原性。因此它不仅可以作为酸反应的催化剂还可以作为氧化还原反应的催化剂。作为绿色催化剂，杂多化合物在烷基化反应中取得了重大成果。它也具有可以容易获取、可以反复利用、在反应过程中具有很高的活性以及可以使有机合成工艺简化等优点。
3.4固体碱催化剂
作为绿色催化剂的一种，固体碱催化剂的优势在于它在反应中能呈现很高的活性，反应条件容易达成，可以反复使用以及易于分离等。它最重大的贡献是在精细有机化合物的合成领域，它在简化成产工艺的同时也使得反应更加流畅，大大提高了生产力。当烯烃化合物含有N、O时，固体碱催化剂对此类的异构化反应具有得天独厚的催化作用，因为酸性催化剂容易与其中的N、O发生反应，在反应物发生改变的额同时，催化剂原有的活性也消失了。固体碱催化剂还可以使脂交换在一个很容易提供的环境下发生，不仅缩短了反应时间，还节约了成本，也减少了环境污染。
3.5生物催化剂
生物催化剂作为绿色催化剂的显著特点是不需要外加反应条件，室温就可以反应，而且还能进一步缩短反应时间，除此之外它的价格比其他的催化剂也要低很多。目前它已经被广泛的运用到各行各业，比如被用于制作食品行业的白酒、啤酒、生抽等；纺织领域用到的生物催化剂是淀粉酶，主要用于脱浆；在医学界和轻工业领域，氨基酸、抗生素等作为生物催化剂被广泛运用。
4.总结
自然生态随着我们社会的进步，逐渐的被破坏，污染也越来越多，人也逐渐的重视这个问题，绿色化学在有机合成的运用是必然结果，因为绿色化学的本质是最大程度的减少有害物质在化学反应中生成。我们需要充分重视绿色化学的发展，以便让好更好的跟有机合成相结合，让它更好地帮助人们。
参考文献
[1]魏国峰，王硕，赵阳等.绿色合成技术的研究进展及其应用[J].化工科技，2006，14（6）：69-73.
[2]黄丽莎.有机化学实验绿色化的探讨[J].广东化工，2004，31（8）：78-79.
[3]曹宏霞.有机合成实现绿色合成的基本途径[J].现代经济信息，2013，（15）：415-415.
（作者单位：成都理工大学材料与化学化工学院）
关键词：绿色化学；有机合成；应用
就目前而言，化学为人们的生活带来了诸多便利，它已经融入到人们日常生活的每个角落。但是，在它帮助人们的同时，它的使用也造成了相应的环境污染。人们意识到化学是一把双刃剑，环境污染也逐渐的到了更多的重视，绿色化学理论就是在这样的背景下诞生的。而将绿色化学合理的运用到有机合成中更是一个重要内容。
1.绿色化学的概念及其优势
在21世纪环保这一大的时代背景下，绿色化学这一新的理论被提了出来。它以不污染环境为前提，在充分保护大自然的情况下，采用更合理的方法来进行化学反应。它的提出很好的增加了化学与自然的兼容性，很好的解决了污染和环境破坏的问题，在保障人们对化学的需求的同时，又顺应了时代发展的潮流。
将绿色化学运用到有机合成中，也就是在有机合成的过程中，既能生产出人类社会所需的化工产品，同时不会对环境造成负面影响。其优势非常明显，首先，在成产化工产品时，不会污染环境也不会对环境造成负面影响。其次，原材料的选取非常严谨，原材料必须无毒无污染，其反应产物也必须无毒无污染。再次，尽量采用更科学简便捷的合成工艺，在合成的过程中尽量避免衍生物的出现以及催化剂的运用。最后，生产出的化工产品可以降解。
2.绿色反应介质
2.1超临界和近临界流体
超临界流体主要指超临界二氧化碳和超临界水，但是它们的适用范围非常的局限，因为它们对反应条件要求非常严格，必须是高温高压。但是对于近临界流体来说，反应的要求降低了很多。拿近临界水举例，它不需要很高的温度与压力就能反应，而且近临界水具有良好的溶解性，既可以作为有机物的溶剂，也能作为盐的溶剂。就目前而言，人们对超临界和近临界流体认识还不充分，有待进一步研究学习。
2.2离子液体
离子液体中有大量的阴、阳离子，在室温下一般是液体盐，它的溶解性很好，自身无毒无公害，不会造成环境污染，可以反复利用并且在反应后很容易将其分离出来。不过，离子液体领域的研究还有着一些缺陷，需要进一步改善。
3.绿色催化剂的使用
绿色化学指的是在尽量不对环境造成影响的前提下进行化学生产。而在有机合成线路中，催化剂贯穿始终，催化剂在整个合成中起到了非常重要的作用。因此在绿色化学中，催化剂的选择也是一门学问，只有自身无毒无公害，不会对环境造成影响的催化剂才是绿色化学所需要的绿色催化剂。
3.1固体超强酸催化剂
固体超强酸的优点在于获取方便，反应完成后分离容易，可以反复利用，不会腐蚀设备，对环境的危害性较小等。作为新类型催化剂，固体超强酸对化学反应的催化程度很高，并且可以反复利用。
固体超强酸具有很多特性，它自身耐高温，这样是反应的温度不在有所局限，所以很多需要在高温下进行的有机合成都需要用到它。同时它对很多有机物会表现出很高的活性。基于它自身的这些优点，固体超强酸逐渐取代了其他同种类催化剂。
3.2分子筛选催化剂
分子筛是一种薄膜类物质，其周身均匀布满常规分子大的孔径。通常，只有分子的等效直径比沸石孔徑小，才能穿过沸石分子筛。相比于其他催化剂，沸石分子筛具有很强的稳定性，比如耐热，不溶于水等，它还能对反应物进行筛选，并且自身无毒无公害，不会污染环境，不会腐蚀反应容器。所以分子筛也是有机合成中的绿色催化剂。沸石分子筛其自身呈酸性，多作为催化剂用于酸催化反应。
3.3杂多化合物催化剂
杂多化合物催化剂的种类很多，杂多酸和杂多盐是其中的代表。相比于其他化合物，杂多化合物的单位分子质量要高很多。杂多酸易溶于水或其他极性溶剂，杂多盐根据阳离子含量的不同分为阳离子低含量盐和阳离子高含量盐，低含量盐也易溶于水或其他极性溶剂，而高含量的盐通常物理性质比较稳定，但是如果遇到PH值较高的溶剂，它会发生水解反应，溶液也就会呈现出酸性。同时因为有金属元素的存在，会出现化合价的升降，所以它也具有氧化还原性。因此它不仅可以作为酸反应的催化剂还可以作为氧化还原反应的催化剂。作为绿色催化剂，杂多化合物在烷基化反应中取得了重大成果。它也具有可以容易获取、可以反复利用、在反应过程中具有很高的活性以及可以使有机合成工艺简化等优点。
3.4固体碱催化剂
作为绿色催化剂的一种，固体碱催化剂的优势在于它在反应中能呈现很高的活性，反应条件容易达成，可以反复使用以及易于分离等。它最重大的贡献是在精细有机化合物的合成领域，它在简化成产工艺的同时也使得反应更加流畅，大大提高了生产力。当烯烃化合物含有N、O时，固体碱催化剂对此类的异构化反应具有得天独厚的催化作用，因为酸性催化剂容易与其中的N、O发生反应，在反应物发生改变的额同时，催化剂原有的活性也消失了。固体碱催化剂还可以使脂交换在一个很容易提供的环境下发生，不仅缩短了反应时间，还节约了成本，也减少了环境污染。
3.5生物催化剂
生物催化剂作为绿色催化剂的显著特点是不需要外加反应条件，室温就可以反应，而且还能进一步缩短反应时间，除此之外它的价格比其他的催化剂也要低很多。目前它已经被广泛的运用到各行各业，比如被用于制作食品行业的白酒、啤酒、生抽等；纺织领域用到的生物催化剂是淀粉酶，主要用于脱浆；在医学界和轻工业领域，氨基酸、抗生素等作为生物催化剂被广泛运用。
4.总结
自然生态随着我们社会的进步，逐渐的被破坏，污染也越来越多，人也逐渐的重视这个问题，绿色化学在有机合成的运用是必然结果，因为绿色化学的本质是最大程度的减少有害物质在化学反应中生成。我们需要充分重视绿色化学的发展，以便让好更好的跟有机合成相结合，让它更好地帮助人们。
参考文献
[1]魏国峰，王硕，赵阳等.绿色合成技术的研究进展及其应用[J].化工科技，2006，14（6）：69-73.
[2]黄丽莎.有机化学实验绿色化的探讨[J].广东化工，2004，31（8）：78-79.
[3]曹宏霞.有机合成实现绿色合成的基本途径[J].现代经济信息，2013，（15）：415-415.
（作者单位：成都理工大学材料与化学化工学院）