張智群 邱明茹
摘要:在化工業(yè)迅猛發(fā)展的今天,化學(xué)技術(shù)開始廣泛應(yīng)用在社會中的各個領(lǐng)域當(dāng)中,從而既推動了行業(yè)之間的相互融合,同時也給我國化工產(chǎn)品帶來了新的發(fā)展機會。積極應(yīng)用新型化學(xué)技術(shù),重點發(fā)展精細(xì)化工,不斷優(yōu)化化學(xué)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高化工行業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益已經(jīng)成為了化工業(yè)發(fā)展中的重中之重,也是全球各國調(diào)整化學(xué)工業(yè)結(jié)構(gòu)的必要手段?;诖?,本文以固相有機合成技術(shù)為契機,研究分析了精細(xì)化工中應(yīng)用固相有機合成技術(shù)的必要性,對有機合成技術(shù)在未來發(fā)展進(jìn)行展望,旨在促進(jìn)我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展具有重大意義。
關(guān)鍵詞:固相分子;有機合成;精細(xì)化工
一、固相有機合成原理及特點分析
固相有機合成就是以固相高分子結(jié)構(gòu)為載體,利用反應(yīng)物或催化劑進(jìn)行鍵合再生成中間物質(zhì),生成的化合物連同載體進(jìn)行過濾、淋洗,再與試劑以及副產(chǎn)物進(jìn)行分離,此過程可以多次重復(fù),還可以連接多個重復(fù)單元或是不同單元,將最終目標(biāo)產(chǎn)物通過解脫試劑從載體上解脫出來,這一過程又叫產(chǎn)物解脫反應(yīng)。以此可以得出固相合成具備以下幾個特點:
1.處理方式簡單:固相有機合成具有簡便的處理方式。它可以運用沖洗和過濾等簡單的方法將化學(xué)反應(yīng)中目標(biāo)產(chǎn)物與其他產(chǎn)物進(jìn)行分離。這種處理方法操作簡單,可以提高工作效率,促進(jìn)工業(yè)化的發(fā)展。
2.環(huán)保:將固相高分子與化學(xué)催化劑相結(jié)合,可以反復(fù)的重復(fù)再利用,這樣的操作具有十分環(huán)保的特點。目前,我國努力建設(shè)成資源節(jié)約型國家,這樣也可以促進(jìn)資源節(jié)約型的發(fā)展,促進(jìn)我國經(jīng)濟的發(fā)展。
3.化學(xué)反應(yīng)中具有選擇性:固相有機合成進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時,在一些特殊情況下,可以利用固相有機合成中的高分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)提供出一種特別的環(huán)境,這種特別的環(huán)境就可以為化學(xué)反應(yīng)提供選擇性。
4.易于自動化操作:多組分的平行合成與組合庫的建立離不開合成方法自動化的實現(xiàn),一些需要重復(fù)性操作的化學(xué)實驗就可以利用固相有機合成這一特點。
5.樹脂可再生:選擇適宜的連接體和裂解條件,高分子樹脂可以再生重復(fù)利用。
二、固相有機合成在精細(xì)化工中的應(yīng)用
(一)燃料行業(yè)
在燃料行業(yè),大多數(shù)的傳統(tǒng)企業(yè)運用的都是溶劑法進(jìn)行生產(chǎn),但是溶劑法卻有高污染和高效能等諸多缺點,不能順應(yīng)當(dāng)前我國提倡建設(shè)環(huán)保、低耗型社會的發(fā)展。但是固相有機技術(shù)卻能解決這些問題,可以讓燃料行業(yè)綠色環(huán)保的進(jìn)行生產(chǎn),故以固相有機合成技術(shù)在燃料行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間。
(二)藥品行業(yè)
藥品是保障人們身體健康的重要行業(yè)。固相有機合成在藥品行業(yè)中發(fā)揮著很重要的作用,在藥品研發(fā)中,起著重要角色的物質(zhì)就是小分子化合物。在對小分子化合物進(jìn)行研究時,固相有機合成起著很重要的角色。
(三)食品安全
食品加工通常會用到一種化學(xué)原料,它就是食品添加劑。但隨著日益提高的生活水準(zhǔn),健康食品是人們所青睞的,這就對食品添加劑的要求越來越嚴(yán)格。在食品添加劑的生產(chǎn)過程中固相有機合成也扮演著很重要的角色,雖然通過它生產(chǎn)出的食品離人們的要求還具備一定差距,但是也能提高食品的質(zhì)量,便于食品更加安全健康一些。
(四)石油行業(yè)
石油是支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。固相有機技術(shù)在石油行業(yè)的運用,對石油行業(yè)的發(fā)展起著重要推動作用,不僅促進(jìn)了石油行業(yè)的發(fā)展,而且還提高了石油行業(yè)的工作效率和經(jīng)濟效益。還對石油行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新起到了很大的推動作用,為石油行業(yè)的革新做出了貢獻(xiàn)。
三、固相有機合成技術(shù)未來發(fā)展趨勢
(一)積極探索新試劑、新反應(yīng)、新方法
有機合成不論在天然物質(zhì),還是非天然物質(zhì)方面都已經(jīng)取得十分輝煌的成就,隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,有機合成將在新試劑、新反應(yīng)、新方法的發(fā)現(xiàn)等方面取得很大的發(fā)展。在理論方面,建立在有機化學(xué)理論和量子化學(xué)理論基礎(chǔ)上的有機合成,將在深度上對反應(yīng)歷程和本質(zhì)做進(jìn)一步研究,從而對控制反應(yīng)的方向與速度、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與純度以及反應(yīng)產(chǎn)率的提高等方面取得更多的主動權(quán)。在方法方面,將會取得長足的發(fā)展。近年來,對新型有機合成方法的研究,如生物化學(xué)法、超聲法、高壓法、輻射法在合成上的應(yīng)用等,特別是催化劑和酶模擬合成、不對稱合成等方面取得了重大突破,從而為合成方法帶來更大的變革。在測試方面,隨著近代物理測試方法,如紅外、紫外、核磁共振、色質(zhì)聯(lián)用、高效液相色譜、手性分離技術(shù)、元素自動分析、X射線衍射、冷凍電鏡技術(shù)等普遍使用,尤其是超導(dǎo)核磁以及二維核磁技術(shù)和新的電離源質(zhì)譜的發(fā)展,都有力地促進(jìn)了有機合成化學(xué)的迅速發(fā)展。在人工智能方面,使用計算機輔助合成路線的設(shè)計將大大加快合成路線設(shè)計的速度。人們已經(jīng)注意全面分析和總結(jié)復(fù)雜分子的合成規(guī)律與邏輯,使合成工藝變得更加嚴(yán)格而系統(tǒng)化,從而達(dá)到智能化。有機合成雖有了很大的發(fā)展,但自然界和人類本身的發(fā)展又不斷地向有機合成提出新挑戰(zhàn),要求不斷有新試劑、新反應(yīng)、新方法的呈現(xiàn),以滿足更加理想的高效選擇性反應(yīng)需求。
(二)加強與生命科學(xué)、材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的聯(lián)系
伴隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,有機合成化學(xué)將與生命科學(xué)、材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)緊密結(jié)合,也與信息、能源等其他學(xué)科直接或間接相結(jié)合,形成新的發(fā)展趨勢。有機合成與生命科學(xué)相結(jié)合形成了化學(xué)生物學(xué),化學(xué)生物學(xué)中最重要的研究方向是研究有機小分子和生物大分子的相互作用,從而認(rèn)識和調(diào)控生命過程。而有機合成則通過目標(biāo)導(dǎo)向合成、組合化學(xué)合成、多樣性導(dǎo)向合成等方法,合成提供研究生命過程或調(diào)控生命過程用的有機小分子試劑、藥物。有機合成化學(xué)與材料科學(xué)相結(jié)合形成了分子工程,分子工程中尤其是功能材料、分子電子材料、光電聲熱等能量轉(zhuǎn)化的材料等,由于要求易于按性能定制,目前正更多地轉(zhuǎn)向有機化合物。有機合成化學(xué)與環(huán)境科學(xué)相結(jié)合形成了綠色化學(xué)。近年來綠色有機合成的研究如雨后春筍般地大量涌現(xiàn),人們?nèi)找骟w會到綠色有機合成的重要性,但工業(yè)化、理想的綠色有機合成仍是十分艱難的課題,合成化學(xué)正是通過自身方法和技術(shù)的提高而不斷地豐富和完善。
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