绿色溶剂及其应用教材分析.docxVIP

绿色溶剂及其应用 摘要：从绿色化学出发，阐述了几类绿色溶剂如超临界流体(二氧化碳和水)、离子液体的特点及应用，并对绿色溶剂的发展作了简要的展望。 Abstract: starting from the green chemistry and green chemistry technology， this paper expounds the several kind of green solvents such as supercritical fluid (CO2 and water)， the characteristics and applications of the ionic liquid， and a brief prospect on the development of green solvents. 关键词：绿色化学；绿色溶剂；超临界流体；离子液体 1 前 言 一个世纪以来，人类为适应社会和工业生产的需要，在化学领域取得了十分辉煌的进步，创造了巨大的业绩。但由于受传统发展观念的影响，一些化工企业向环境排放了大量的污染物， 某些化学品被不加节制地滥用， 给整个生态环境造成了非常严重的影响1。 如在涂料、胶粘剂、油漆、橡胶、化纤、医药及油脂等加工使用过程中需要使用大量的有机溶剂，此外在机械、电子和文具等精密仪器的清洗乃至于服务业如服装干洗过程中都要用到大量的各种溶剂，使用量最大、最常见的溶剂主要有石油醚、苯类芳香烃、醇、酮和卤代烃等。目前，这些有机溶剂绝大多数都是易挥发、有毒和有害的，这些溶剂在使用过程中相当大一部分经过挥发进入到空气中，在太阳光的照射下容易在地面附近形成光化学烟雾，导致并加剧人们的肺气肿、支气管炎，甚至诱发癌症病变。此外这些溶剂还会污染水体、毒害水生动物及影响人类的健康。因此，挥发性有机溶剂是造成大气污染的主要废气物之一。 随着人们对环境的重视，需要寻找一种能够替代这类有机溶剂的一种没有（或尽可能少的）环境副作用的新型绿色溶剂 。而绿色化学针对污染物的来源及特性通过设计新路线，寻找绿色替代化合物和原材料，选择高效催化剂等方面从源头上防止污染的产生， 其中寻找绿色替代溶剂是绿色化学主要研究内容之一。本文将以Diels—Alder反应为例重点对绿色溶剂：水，离子液体，超临界流体的应用进行综述。 1绿色化学 绿色化学是近几年才开始出现的更高层次的化学，是当今国际化学的前沿，其核心是利用化学原理从根本上减少或消除化学工业对环境的污染它所研究的中心问题是使化学反应、化工工艺及其产物具有以下四个方面的特点：①采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的反应条件(溶剂、催化剂等)下进行；③使化学反应具有极高的选择性，极少的副产物，甚至达到“原子经济”的程度，即在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”；④产品对环境无害。从科学观点看，绿色化学是化学基础内容的更新，即从环境友好、经济可行的绿色化学产品的设计出发，发展对环境友好、符合原子经济性的起始原料化学，提高化学反应的产率和选择性，或从新的起始原料出发，发展原子经济性、高选择性的新反应来完成绿色目标产物的合成。从经济观点看，绿色化学使我们合理利用资源和能源，降低生产成本，符合经济可持续发展的原理和方法。从环境观点看，绿色化学提供从源头上消除污染的原理和方法，把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染，后治理”改变为“不产生污染，从源头上根除污染”。 2 绿色溶剂 在化工生产中，反应介质、分离过程和配方中都会大量使用挥发性有机溶剂，如石油醚、苯等芳烃、醇、酮、卤代烃等。挥发性有机溶剂进入空气中后，在太阳光的照射下，容易在地面附近形成光化学烟雾，引起和加剧肺气肿、支气管炎等多种呼吸系统疾病；增加癌症的发病率；导致谷物减产、橡胶老化和织物褪色等；挥发性有机溶剂还会污染海洋、食品和饮用水；毒害水生物；氟氯烃能破坏臭氧层。因此，溶剂绿色化是实现清洁生产的核心技术之一。目前备受关注的绿色溶剂是水、超临界流体、离子液体2。水是地球上自然丰度最高的溶剂，价廉易得，无毒无害，不燃不爆，其优势不言而喻。但水对大部分有机物的溶解能力较差，许多场合都不能用水代替挥发性有机溶剂。 3 水 水作为介质，在稀释溶剂或萃取溶剂方面，有其独特的优越性。 而且也是地球上自然界最丰富的溶剂，价廉易得，无毒无害，不燃不爆，不污染环境。 在 有机合成反应中，水可以省略许多诸如官能团的保护和保护基团等的合成步骤， 是取代传统挥发性有机溶剂和助剂的理想替代品。 中国留美学者李朝军教授 3用金属铟在水，相反应方面做了大量工作，因而获得了 2001年美国总统绿色化学奖这也表明水相有机反应的研究正受到越来越多的关注。 作为环境友好和对人类无害的优良绿色溶剂， 水已经应用在化学工业，生物制药天然