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绿色化学的初步探究 黄浩 摘要：介绍了绿色化学的的概念、基本原理、绿色有机合成技术，从原料、溶剂、催化剂和相关反应，绿色化学品三个方面综述了有机合成过程与技术的研究。 Abstract: this paper introduces the concept of green chemistry, the basic principle, the green organic synthesis technology, from raw material, solvent, catalyst and the related reaction, organic synthesis were reviewed in three aspects: the green chemical process and technology research. 关键词：绿色化学；绿色化学品；有机合成 1绿色化学的基本原理 1.1防止污染优于污染治理 绿色化学和环境的治理上，化学的发展毫无疑问是全世界的一个福音，显著提高了人们的生活水平。但同时也造成了环境污染这个问题，日本的水俣病事件、洛杉矶的光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件等都说明了这是一个全球化的问题。水土流失、土地荒漠化、“三废”污染严重等都威胁着我们的家园。环境的以外的污染事件促使公众为防止污染立法立规。据报道，在1960~1995年的35年间，有超过120项的环境法规颁布。但这并不能从根本上治理环境污染的这个问题。绿色化学就是在这种情况下产生的，其从根本上说是环境友好型化学，把“先污染，后治理”改变到“源头上根治污染物”的路线。污染预防是解决环境污染与社会可持续发展矛盾的途径。 1.2提高原子经济性 1991年美国著名有机化学家斯坦福大学的BarryM Trost教授提出了原子经济性的概念，因此获得了1998年度的学术奖。原子经济性可用原子利用率（Atom Utilization，AU）衡量，其定义是预期产物的分子量占反应物质的原子量总和的百分比。在1992年，荷兰有机化学家Sheldom提出E-因子的概念，是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少来衡量合成反应对环境造成的影响，及生产每千克产品所产生的废物的量来衡量化工流程的排放量： E-因子=废弃物的质量（Kg）/预期产物的质量（kg） 反应类型及其原子经济性，分子重排（Rearrangements）反应是100%原子经济反应，因为它是通过原子重整产生新的分子，所有反应原子都结合到产物中；加成（Addition）反应是原子经济性反应，如环加成和烯烃卤化等，将反应物加到底物上，充分利用原料上的原子；取代（Substitution）反应中，离去基团是最终产物中不需要的废物，反应的原子经经济性降低，而其非原子经济程度则视其不同的试剂和底物而定；消除（Elimination）反应是原子经济性最低的反应，所使用的任何未转化至产品的试剂和被消去的原子都成为废物。 1.3合理使用和节省能源 学反应中有需要通过加热加速的反应，这类反应需要的能量常被用来满足活化能。这时应用催化剂有一个很大优势，既降低活化能，使反应完全的热能需求降低至最低。在分离过程中也是需要消耗相当能量的，通常的分离步骤如蒸馏、重结晶、萃取等都需要能量的投入。因此，在化学家设计反应过程中，应将分离过程中所需要消耗的能量降低至最低，这也是能量需求对环境、经济影响的要求。现今能用的能量主要包括电能、光能、微波、声波等。化石能源是一种天然的碳氢化合物或其衍生物，包括煤、石油、天然气，属于不可再生能源。故当一个合成路线可行的时候，化学家往往要去优化它，提高产率和转化率，与此同时，也要注意到对能量使用德尔优化，从而节约资源和降低成本。 1.4采用高选择性的催化剂 催化剂的使用是化学工艺的基础，也是很多化学反应用于工业化的关键。现代的化学工业中，最重要成就都是与催化剂相关应用密切相关。所谓催化剂，就是指凡能显著改变化学反应的速度而在反应前后，自身的组成、数量和化学性质基本不变的物质。能加快反应速率的叫做正催化剂，能减慢反应速率的叫负催化剂。催化是实现高原子经济性反应的重要途径。由于催化科学迅速发展以及人们对环境保护的呼声日益强烈的情况下，促使化学家们探索采用一类可回收利用的固体催化剂来逐步取代传动催化剂用于有机化学反应。这种催化剂被称为“环境友好催化剂”（Environmentally Friendly Catalysts）。 2绿色有机合成技术 2.1无溶剂合成 在自然科学的发展中，有机合成起着巨大的推动作用，对人们的生产生活产生了重大的影响。药物、化肥、洗发水、人造纤维、农药、染料等都是经过有机合成的。无溶剂有机合成就是绿色化学重要的组成部分。因为它不使用溶剂，而且在反应速度、产率、选择性方面，