唐悅 羅成

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步，綠色化學(xué)的研究和應(yīng)用方向越來越被人們重視，綠色化學(xué)在有機(jī)合成方面的應(yīng)用也越來越廣泛。本文由綠色化學(xué)的特點(diǎn)展開，深入闡述綠色化學(xué)在有機(jī)化學(xué)合成中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；有機(jī)合成；應(yīng)用

就目前而言，化學(xué)為人們的生活帶來了諸多便利，它已經(jīng)融入到人們?nèi)粘Ｉ畹拿總€(gè)角落。但是，在它幫助人們的同時(shí)，它的使用也造成了相應(yīng)的環(huán)境污染。人們意識(shí)到化學(xué)是一把雙刃劍，環(huán)境污染也逐漸的到了更多的重視，綠色化學(xué)理論就是在這樣的背景下誕生的。而將綠色化學(xué)合理的運(yùn)用到有機(jī)合成中更是一個(gè)重要內(nèi)容。

1.綠色化學(xué)的概念及其優(yōu)勢(shì)

在21世紀(jì)環(huán)保這一大的時(shí)代背景下，綠色化學(xué)這一新的理論被提了出來。它以不污染環(huán)境為前提，在充分保護(hù)大自然的情況下，采用更合理的方法來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。它的提出很好的增加了化學(xué)與自然的兼容性，很好的解決了污染和環(huán)境破壞的問題，在保障人們對(duì)化學(xué)的需求的同時(shí)，又順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流。

將綠色化學(xué)運(yùn)用到有機(jī)合成中，也就是在有機(jī)合成的過程中，既能生產(chǎn)出人類社會(huì)所需的化工產(chǎn)品，同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。其優(yōu)勢(shì)非常明顯，首先，在成產(chǎn)化工產(chǎn)品時(shí)，不會(huì)污染環(huán)境也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。其次，原材料的選取非常嚴(yán)謹(jǐn)，原材料必須無毒無污染，其反應(yīng)產(chǎn)物也必須無毒無污染。再次，盡量采用更科學(xué)簡(jiǎn)便捷的合成工藝，在合成的過程中盡量避免衍生物的出現(xiàn)以及催化劑的運(yùn)用。最后，生產(chǎn)出的化工產(chǎn)品可以降解。

2.綠色反應(yīng)介質(zhì)

2.1超臨界和近臨界流體

超臨界流體主要指超臨界二氧化碳和超臨界水，但是它們的適用范圍非常的局限，因?yàn)樗鼈儗?duì)反應(yīng)條件要求非常嚴(yán)格，必須是高溫高壓。但是對(duì)于近臨界流體來說，反應(yīng)的要求降低了很多。拿近臨界水舉例，它不需要很高的溫度與壓力就能反應(yīng)，而且近臨界水具有良好的溶解性，既可以作為有機(jī)物的溶劑，也能作為鹽的溶劑。就目前而言，人們對(duì)超臨界和近臨界流體認(rèn)識(shí)還不充分，有待進(jìn)一步研究學(xué)習(xí)。

2.2離子液體

離子液體中有大量的陰、陽離子，在室溫下一般是液體鹽，它的溶解性很好，自身無毒無公害，不會(huì)造成環(huán)境污染，可以反復(fù)利用并且在反應(yīng)后很容易將其分離出來。不過，離子液體領(lǐng)域的研究還有著一些缺陷，需要進(jìn)一步改善。

3.綠色催化劑的使用

綠色化學(xué)指的是在盡量不對(duì)環(huán)境造成影響的前提下進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)。而在有機(jī)合成線路中，催化劑貫穿始終，催化劑在整個(gè)合成中起到了非常重要的作用。因此在綠色化學(xué)中，催化劑的選擇也是一門學(xué)問，只有自身無毒無公害，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響的催化劑才是綠色化學(xué)所需要的綠色催化劑。

3.1固體超強(qiáng)酸催化劑

固體超強(qiáng)酸的優(yōu)點(diǎn)在于獲取方便，反應(yīng)完成后分離容易，可以反復(fù)利用，不會(huì)腐蝕設(shè)備，對(duì)環(huán)境的危害性較小等。作為新類型催化劑，固體超強(qiáng)酸對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化程度很高，并且可以反復(fù)利用。

固體超強(qiáng)酸具有很多特性，它自身耐高溫，這樣是反應(yīng)的溫度不在有所局限，所以很多需要在高溫下進(jìn)行的有機(jī)合成都需要用到它。同時(shí)它對(duì)很多有機(jī)物會(huì)表現(xiàn)出很高的活性?；谒陨淼倪@些優(yōu)點(diǎn)，固體超強(qiáng)酸逐漸取代了其他同種類催化劑。

3.2分子篩選催化劑

分子篩是一種薄膜類物質(zhì)，其周身均勻布滿常規(guī)分子大的孔徑。通常，只有分子的等效直徑比沸石孔徑小，才能穿過沸石分子篩。相比于其他催化劑，沸石分子篩具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，比如耐熱，不溶于水等，它還能對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行篩選，并且自身無毒無公害，不會(huì)污染環(huán)境，不會(huì)腐蝕反應(yīng)容器。所以分子篩也是有機(jī)合成中的綠色催化劑。沸石分子篩其自身呈酸性，多作為催化劑用于酸催化反應(yīng)。

3.3雜多化合物催化劑

雜多化合物催化劑的種類很多，雜多酸和雜多鹽是其中的代表。相比于其他化合物，雜多化合物的單位分子質(zhì)量要高很多。雜多酸易溶于水或其他極性溶劑，雜多鹽根據(jù)陽離子含量的不同分為陽離子低含量鹽和陽離子高含量鹽，低含量鹽也易溶于水或其他極性溶劑，而高含量的鹽通常物理性質(zhì)比較穩(wěn)定，但是如果遇到PH值較高的溶劑，它會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，溶液也就會(huì)呈現(xiàn)出酸性。同時(shí)因?yàn)橛薪饘僭氐拇嬖?，?huì)出現(xiàn)化合價(jià)的升降，所以它也具有氧化還原性。因此它不僅可以作為酸反應(yīng)的催化劑還可以作為氧化還原反應(yīng)的催化劑。作為綠色催化劑，雜多化合物在烷基化反應(yīng)中取得了重大成果。它也具有可以容易獲取、可以反復(fù)利用、在反應(yīng)過程中具有很高的活性以及可以使有機(jī)合成工藝簡(jiǎn)化等優(yōu)點(diǎn)。

3.4固體堿催化劑

作為綠色催化劑的一種，固體堿催化劑的優(yōu)勢(shì)在于它在反應(yīng)中能呈現(xiàn)很高的活性，反應(yīng)條件容易達(dá)成，可以反復(fù)使用以及易于分離等。它最重大的貢獻(xiàn)是在精細(xì)有機(jī)化合物的合成領(lǐng)域，它在簡(jiǎn)化成產(chǎn)工藝的同時(shí)也使得反應(yīng)更加流暢，大大提高了生產(chǎn)力。當(dāng)烯烴化合物含有N、O時(shí)，固體堿催化劑對(duì)此類的異構(gòu)化反應(yīng)具有得天獨(dú)厚的催化作用，因?yàn)樗嵝源呋瘎┤菀着c其中的N、O發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)物發(fā)生改變的額同時(shí)，催化劑原有的活性也消失了。固體堿催化劑還可以使脂交換在一個(gè)很容易提供的環(huán)境下發(fā)生，不僅縮短了反應(yīng)時(shí)間，還節(jié)約了成本，也減少了環(huán)境污染。

3.5生物催化劑

生物催化劑作為綠色催化劑的顯著特點(diǎn)是不需要外加反應(yīng)條件，室溫就可以反應(yīng)，而且還能進(jìn)一步縮短反應(yīng)時(shí)間，除此之外它的價(jià)格比其他的催化劑也要低很多。目前它已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到各行各業(yè)，比如被用于制作食品行業(yè)的白酒、啤酒、生抽等；紡織領(lǐng)域用到的生物催化劑是淀粉酶，主要用于脫漿；在醫(yī)學(xué)界和輕工業(yè)領(lǐng)域，氨基酸、抗生素等作為生物催化劑被廣泛運(yùn)用。

4.總結(jié)

自然生態(tài)隨著我們社會(huì)的進(jìn)步，逐漸的被破壞，污染也越來越多，人也逐漸的重視這個(gè)問題，綠色化學(xué)在有機(jī)合成的運(yùn)用是必然結(jié)果，因?yàn)榫G色化學(xué)的本質(zhì)是最大程度的減少有害物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中生成。我們需要充分重視綠色化學(xué)的發(fā)展，以便讓好更好的跟有機(jī)合成相結(jié)合，讓它更好地幫助人們。

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（作者單位：成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院）