有机合成中的绿色化学
有机合成中的绿色化学
文章编号 :100624303 (2002) 0520500205有 机 合 成 中 的 绿 色 化 学李美超 ,徐志花 ,马淳安 ,张文魁( 浙 江 工 业 大 学 化 工 学 院 ,浙 江 杭 州 310032)摘要 :绿色化学在有机合成中十分重要 ,近几年 来 得 到 了 很 大 的 发 展 。 为 了 减 少 环 境 污 染 ,实 现有 机合成的绿色化 ,可采用以 下 方 法 : 选 用 绿 色 合 成 原 料 ,减 少 在 反 应 过 程 中 使 用 有 机 溶 剂 ,实 现 原料的绿色化 ;采用有机电 合 成 技 术 ,利 用 电 子 这 一 清 洁 的 能 源 ,实 现 一 步 反 应 合 成 有 机 物 ,提 高产率 ,降低三废污染 ;采用合适的催化剂 合 成 有 机 产 品 ,减 少 合 成 步 骤 ,提 高 产 率 ; 合 成 对 环 境有益的有机化工产品 ,降低传统农药 、 染料等化工产品对环境的影响 。关键词 :绿色化学 ; 催化 ; 电合成中图分类号 :O621 . 3 + 6 ; O621 . 3 + 8 文献标识码 :AGreen chemistry in organic synthesesL I Mei2chao , XU Zhi2hua , MA Chun2an , ZHANG Wen2kui( College of Chemical Engineering , Zhejiang University of Technology , Hangzhou 310032 , China)Abstract : Green chemistry , which is very important to organic syntheses , has developed very fast recently.To decrease environmental wastes and realize green syntheses , the following s are necessary. Choose green materials and avoid using organic solvents in syntheses ; Electrosynthesis , with clean power , can syn2 thesize organic compounds directly and improve yield efficiency and reduce the three wastes ; Synthesis with a suitable catalysis can reduce reaction step s and improve yield efficiency ; To synthesize green products willreduce harm to the environment from traditional pesticides , dyestuff and so on.Key words : green chemistry ; catalysis ; electrosynthesis0 前 言随着社会的发展 ,化学工业得到了飞速的发展 。 一方面由于化学工业的发展 ,促进了国防 、 工农业 、医 药卫生等科学技术的发展 ,改善了人们的生活 条 件 。 另 一 方 面 ,化 学 工 业 向 环 境 排 放 大 量 有 毒 、 有 害 的 物质 ,致使环境污染日益加剧 ,如酸雨出现 ,温室 效 应 、 臭 氧 层 被 破 坏 、 海 洋 污 染 、 淡 水 资 源 污 染 等 . 环 境问题已成为 21 世纪国际上急待解决的问题之 一 。 1995 年 ,美 国 总 统 克 林 顿 设 立 了 一 年 一 度 的 “总 统 绿色化学挑战奖 ”,奖励那些从事绿色化学研究的科 学 家 和 生 产 绿 色 化 学 产 品 的 企 业 ,极 大 地 促 进 了 绿 色化学的发展 。绿色化学又称环境无害化学 ,环境友好化学 、 清洁化学 ,它具有以下四大特点 : (1) 采用无毒 、 无 害 的 原料 ; (2) 在无毒无害的反应条件下进行 ; (3) 反 应 选 择 性 高 、 副 产 物 少 ; (4) 产 品 对 环 境 是 友 好 的 1 。 近收 稿 日 期 :2001 - 10 - 22 ;修 订 日 期 :2002 - 06 - 06作 者 简 介 :李 美 超 (1972 - ) , 女 , 浙 江 温 岭 人 , 讲 师 ,硕 士 ,主 要 从 事 电 化 学 研 究 与 教 学 。第 5 期 李美超 ,等 :有机合成中的绿色化学 ·501 ·年来 ,随着绿色化学的提出 ,有机合成的绿色化开始引起了人们的重视 。 传统的有机合成往往存在着原料 毒性大 ,生产过程步骤多 ,三废污染严重 等 问 题 ,给 人 类 健 康 和 环 境 治 理 带 来 了 一 系 列 的 难 题 。 绿 色 化学是对传统化学的挑战 ,高效地合成对环境无害的化学品 ,以满足各行业各方面的需求 ,同时实现 “零排放 ”。1 选 用 绿 色 合 成 原 料 ,实 现 原 料 的 绿 色 化开发和应用对人类和环境无毒 、 无危险性的原材料是实现绿色合成的首要环节 ,这可从源头上减少污染 ,实现原材料的绿色化 。 如合成芳香胺时 ,一般以氯代芳烃为原料 ,而氯代芳烃对人体有毒害 ,会在 人 体内积累 ,Monsanto 公司用芳烃代替 氯 代 芳 烃 ,成 功 地 合 成 芳 香 胺 ,减 少 了 有 机 合 成 中 因 原 料 而 产 生的一系列环境问题 2 。在有机合成中 ,硫酸二甲脂和光气是重要的甲 基 化 和 羧 基 化 试 剂 ,广 泛 应 用 于 农 药 、 医 药 、 聚 氨 酯 、 有 机化工等行业 。 但是 ,它们的毒性很大 。 因此 ,在设 计 合 成 路 线 时 ,化 学 工 作 者 都 设 法 避 免 使 用 这 些原料 。 目前 ,一种新的替代产品 ———碳酸二甲脂 (DMC) 应运而生 ,并在国内外引起 高 度 重 视 3 - 5 。 它 是“绿色 ”“、 非毒性 ”化工产品 ,可代替光气和硫酸二甲脂进行有机合成 。 同时 ,它还有其他很多用途 ,如生 产 长链烷基 碳 酯 、 碳 酸 肼 等 。 同 时 DMC 由 于 其 分 子 含 氧 量 高 ( 多 达 53 %) , 可 代 替 甲 基 叔 丁 基 醚(MTB E) ,作为石油添加剂 ,以减少 MTB E 带来的环境问题 。有机溶剂在有机合成中的应用较多 ,因此而产生很多难处理而且毒性大的有机废液 ,如苯及其衍生 物 。 目前 ,从事绿色合成的化学家尝试采用其它技术 ,如 微 波 辐 射 技 术 等 代 替 有 机 溶 剂 合 成 有 机 产 品 ,取得了一定的成果 6 ,7 。发 展 有 机 电 合 成2有机电合成过程是在两个电极上进行反应 ,在电 极 溶 液 界 面 进 行 物 质 和 电 子 的 交 换 。 采 用 清 洁 的“电子 ”能源
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