有機(jī)合成論文 綠色有機(jī)合成方法及應(yīng)用

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1、有機(jī)合成結(jié)課論文論文題目:綠色有機(jī)合成方法及應(yīng)用專業(yè):班級學(xué)號;姓名:任課教師:2013年12月23日綠色有機(jī)合成方法及應(yīng)用[摘要]在人類文明史上，化學(xué)對于提高人類的生活質(zhì)量做出了巨大的貢獻(xiàn)，但是環(huán)境帶來了污染，如何從源頭上減少甚至消除污染的產(chǎn)生成為人們研究的熱點(diǎn)。20世紀(jì)90年代初初化學(xué)家提出了綠色化學(xué)的概念，其主要目的是從根本上降低，以致消除副產(chǎn)品或廢棄物的生成，從而達(dá)到保護(hù)和改善環(huán)境的目的。綠色化學(xué)的研究成果對解決環(huán)境問題，對于環(huán)境和化工生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展也有著重要的意義，本文試從綠色有機(jī)合成化學(xué)的基本原理，合成目標(biāo)，以及綠色合成途徑及其應(yīng)等方面，探索綠色化學(xué)的發(fā)展趨勢和研究方向，闡述綠色

2、合成方法的重要性。[關(guān)鍵詞]綠色化學(xué)；有機(jī)合成；途徑傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法已經(jīng)對整個人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。多年來治理污染的經(jīng)驗(yàn)告訴我們只注重末端治理的方法投資大、收效小，污染治理的觀念已經(jīng)由末端治理升華到以預(yù)防為主。近年來可持續(xù)發(fā)展的理念得到了足夠重視提出了與傳統(tǒng)治理污染不同的“綠色化學(xué)”概念它是從源頭解決污染問題的一門科學(xué)。綠色化學(xué)時代的到來對有機(jī)合成化學(xué)提出了新的要求。1綠色有機(jī)合成基本原理“原子經(jīng)濟(jì)性”是綠色化學(xué)的基本原理。原子經(jīng)濟(jì)性是指在有機(jī)合成反應(yīng)中最大限度地利用原料分子中的原子，使原子能夠結(jié)合到目標(biāo)分子之中，最終能夠?qū)崿F(xiàn)最低排放甚至零排放。傳統(tǒng)的有機(jī)合成化學(xué)反應(yīng)

3、一般比較重視反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)生率，忽略了副產(chǎn)物或廢棄物的生成[1]。與此相對，理想的“原子經(jīng)濟(jì)性”反應(yīng)，應(yīng)該是反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中，沒有任何副產(chǎn)物和廢棄物生成。實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”的目標(biāo)是一個艱難漫長的過程。用“原子經(jīng)濟(jì)性”的原則去審視已有的化學(xué)反應(yīng)努力并開發(fā)符合原子經(jīng)濟(jì)性”原則的新反應(yīng)勢在必行[2]。2綠色合成的目標(biāo)及其方向綠色合成的目標(biāo)——實(shí)現(xiàn)符合綠色化學(xué)要求的理想合成；綠色合成的方向——實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)所追求的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高選擇性、高效的化學(xué)反應(yīng)，極少的副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)“零排放”，繼而達(dá)到高“原子經(jīng)濟(jì)性”的反應(yīng)。顯然，相對化學(xué)當(dāng)量的反應(yīng)，高選擇性、高效的催化反應(yīng)更符合綠色化學(xué)的基本要求

4、。化學(xué)作為生活的一個重要領(lǐng)域，在豐富人類物質(zhì)需求和精神需求等方面，發(fā)揮著積極且不可替代的重要作用。但是在化學(xué)過程中產(chǎn)生和排放的對人類健康和對環(huán)境有害的原料和溶劑以及污染性廢物，給人類的健康和生活環(huán)境帶來了很大的負(fù)面影響。因此，綠色化學(xué)理念應(yīng)運(yùn)而生。其目的是最大限度的降低化學(xué)用品和產(chǎn)品對人類本身和生活環(huán)境的影響。綠色有機(jī)合成作為化學(xué)合成的一個重要組成部分，在綠色化學(xué)中居于舉足輕重的地位。3實(shí)現(xiàn)綠色有機(jī)合成的途徑及其應(yīng)用綠色有機(jī)合成在近些年的研究實(shí)現(xiàn)中不斷得到改進(jìn)和創(chuàng)新，其實(shí)現(xiàn)途徑也有多種方法。3.1選擇對環(huán)境無污染的催化劑以最大限度地提高原子的利用率。原子經(jīng)濟(jì)性可用原子利用率來衡量：提高原子利用

5、率能夠減少廢物生成。所以在有機(jī)合成過程中，選擇合成方法之時，不僅要考慮到理論生產(chǎn)率，還要考慮到在不同途徑下原子的利用率，使原子的經(jīng)濟(jì)性得到充分體現(xiàn)。原子經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)就是最大限度地利用原料和最大限度地減少廢物的排放，例如環(huán)氧乙烷的合成[3]。3.2第3頁共4頁使用環(huán)境友好介質(zhì)，改善合成條件。有機(jī)溶劑是在傳統(tǒng)有機(jī)合成中最常用的反應(yīng)介質(zhì)，然而有機(jī)溶劑不可避免的存在著對環(huán)境有害的方面，例如有機(jī)溶劑的毒性以及其很難被回收。所以，一般理想的有機(jī)合成，以水為介質(zhì)進(jìn)行合成反應(yīng)，或者可以用超臨界液體為介質(zhì)進(jìn)行合成，或者可以離子液體為介質(zhì)進(jìn)行。當(dāng)然，也可以在無溶劑存在下進(jìn)行等。水作為地球上最廣泛自然資源，具有無毒

6、、廉價、易獲取、不危害環(huán)境的優(yōu)勢。以水為介質(zhì)來代替有機(jī)溶劑是有機(jī)合成中的一條可行的途徑。雖然有機(jī)化合物在水中的溶解性一般很差，并且容易分解。但是以水作為介質(zhì)，的確也可以使某些特定的有機(jī)化合物實(shí)現(xiàn)有機(jī)合成。例如Ｄ－Ａ環(huán)加成反應(yīng)在水中進(jìn)行的速率是在異辛烷中進(jìn)行速率的700倍。3.3運(yùn)用多步合成技術(shù)高效完成。在精細(xì)化學(xué)品的合成中，例如藥物、農(nóng)用化學(xué)品等，經(jīng)常涉及到的是分離中間體的具有多個反應(yīng)步驟[4]。為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)綠色合成，在研究中發(fā)現(xiàn)串聯(lián)反應(yīng)是非常有效的。串聯(lián)反應(yīng)包括兩部分，即一瓶多步串聯(lián)和一瓶多組分串聯(lián)。一瓶多步串聯(lián)類似生物體內(nèi)的多步鏈鎖式反應(yīng)，反應(yīng)是在同一個反應(yīng)器內(nèi)從原料到產(chǎn)物多個步驟連續(xù)進(jìn)行

7、，不需要分離出中間體，同時也不會產(chǎn)生相應(yīng)的廢棄物，和環(huán)境保持協(xié)調(diào)友好；一瓶多組分串聯(lián)是指反應(yīng)至少涉及3種不同原料并在同一個反應(yīng)器中進(jìn)行，且每步反應(yīng)都是下一反應(yīng)的前提，原料分子的主體部分最終都融進(jìn)到最終產(chǎn)物中，這些就是運(yùn)用多步合成技術(shù)高效合成的反應(yīng)方法。3.4采用潔凈的有機(jī)電合成。在近些年，有機(jī)電合成在醫(yī)藥、仿生合成等精細(xì)有機(jī)化工產(chǎn)品的有機(jī)合成方面有了重大突破，在化學(xué)合成中的地位越來越重要，受到的重