有机合成中的节能环保和绿色工艺研究与发展.docVIP

有机合成中的节能环保和绿色工艺研究与发展 朱永鑫 1213010128 摘要：从原料 、催化剂、试剂 、溶剂的绿色化以及过程强化等方面 评述了绿色有机合成的研究现状 。指出重视化学反应基础理论研究 、 利用高新技术及开发可再生资源等应是未来有机合成绿色化研究的重要内容 。 关键词:绿色化学 有机合成 环境保护 可持续发展 Abstract：The research status of green organic synthesis was reviewed from the aspects of green, catalyst, reagent, solvent, and process intensification.It is pointed out that the basic theory of chemical reaction, the utilization of new technology and the development of renewable resources should be the important content of organic synthesis of green research in the future. Keywords: green chemical organic synthesis environment protection Sustainable development 有机合成为人类提供了绚丽多彩的染料、丰产优质的肥料和农药、疗效显著的药物、性能优良的材料等多种多样的功能性化学品，但许多有机化学品在生产过程中不断向大气、土壤和水中排放大量有毒有害物质，污染了环境，给人类的健康和社会的持续发展带来了严重的危害。同时企业因治理污染消耗了巨额资金，制约了企业自身的发展，而这种先污染后处理的效果往往又不佳，因此，人们逐渐认识到环境保护的首选策略是在源头上防止污染生成，这就是目前备受重视的绿色化学和原子经济性的主要内涵。化学反应原子经济性的目标是使原料分子中的原子更多或全部转化成最终所希望的产品的原子。绿色化学是从源头上消除污染的一项措施，其内容包括新设计或重新设计化学合成、制造方法和化工产品来消除污染源是最理想的环境污染防止方法。常见的化学反应有重排、加成、取代和消除等种类型，前两者原子经济性好，而后两者则较差。目前有机合成绿色化的研究除了努力探寻新的原子经济反应外，主要还是围绕原料（无毒无害利用可再生资源）、催化剂（新型）、溶剂的绿色化以及化学反应工艺的过程强化等方面进行的。 1 原子经济性 原子经济性绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中。最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出，他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法， 明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性，原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。 2 原料 化学原料在很大程度上决定了化学反应类型及其工艺过程的特性。如果原料本身具有毒害性，则会给生产者以及社区环境带来很大的危害性。若选用的原料决定了产物的合成路线长，工艺过程复杂，则往往会产生较严重的环境污染。目前使用的化工原料还主要依赖于不可再生的矿物资源。因此，不使用有毒有害或污染严重的化学品作为原料 ，开发利用可再生的生物原料就成为有机合成原料绿色化研究的主要内容。例如：在代替剧毒氢氰酸原料方面，Monsanto公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发，经过催化脱氢，开发了安全生产氨基二乙酸钠的新工艺，改变了过去的以氨、甲醛和氢氰酸为原料的二步合成路线，避免了使用剧毒氢氰酸原料。Flexsys Americal.P.在生产一种橡胶防降解剂化学品家族的关键中间体4-ADPA过程中，开发了一个新的环境友好路线——使用碱性促进剂实现氢对芳环的亲核取代反应，替代了传统的氯化反应，不仅消除了大量剧毒氯气的储存、使用和处理，也大大减少了废物的排放。己二酸是重要的有机化工原料 ，传统的合成方法是用有毒的苯为原料。Frost和Draths等人研究了用葡萄糖作原料合成己二酸，该工艺不仅不使用有毒的试剂 , 而且原料为可再生资源，且反应条件比传统方法也温和了得多。利用生物原料代替当前广泛使用的石油等矿物资源 , 推行可持续发展，是保护环境的一个长远的发展方向。 3催化剂 使用新的反应原料就必须新的催化剂来活化，传统的催化剂应进行改进，使其