綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用研究

張易葳

【摘 要】最近幾十年，有機(jī)合成領(lǐng)域中的綠色化學(xué)技術(shù)得到了快速發(fā)展，這是因?yàn)榫G色化學(xué)的研究具有重要的意義。本文首先對(duì)綠色化學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)行了具體研究，研究的思路主要是從綠色催化劑的角度進(jìn)行分析與研究。

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)；有機(jī)合成；應(yīng)用

前言

眾所周知，化學(xué)這門學(xué)科中的很多研究成果給我們?nèi)祟悗砹朔奖恪．?dāng)化學(xué)用品進(jìn)入千家萬戶的時(shí)候，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)其造成生態(tài)環(huán)境的污染有深刻的認(rèn)識(shí)。在傳統(tǒng)的有機(jī)合成工業(yè)中，環(huán)境污染問題一直是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的問題。鑒于此，綠色化學(xué)的研究就此產(chǎn)生。其中，有機(jī)合成中的綠色化學(xué)研究就是一個(gè)重要的研究課題。本文對(duì)綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)行了較深入的研究。

1.綠色化學(xué)特點(diǎn)

在當(dāng)今提倡綠色環(huán)保的時(shí)代，綠色化學(xué)的概念一時(shí)興起。它是一種新型的概念，提倡環(huán)保和節(jié)能，通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)和工藝進(jìn)行處理，使人類與自然達(dá)到和諧相處的狀態(tài)。在綠色化學(xué)應(yīng)用的過程中，通過對(duì)化學(xué)廢棄物進(jìn)行回收利用，對(duì)化學(xué)工藝進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)人性化的理念，這一點(diǎn)是符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展要求的。在現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)中，綠色無污染是其價(jià)值體現(xiàn)。綠色化學(xué)不僅僅可以滿足人們基本的需求，還能夠使化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的有機(jī)合成物更加綠色環(huán)保。有機(jī)合成中的綠色化學(xué)主要遵循四個(gè)基本原則：第一，防止環(huán)境污染。第二，控制原材料，避免原材料及其衍生物的污染。第三，使用綠色環(huán)保的有機(jī)合成路線。第四，提高有機(jī)化學(xué)合成產(chǎn)品的可降解性。

2.綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用

在有機(jī)合成中，綠色化學(xué)提倡資源利用最大化，不僅要使環(huán)境污染程度最低，而且要保持生態(tài)上的平衡。綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)主要提出了以下幾點(diǎn)要求。第一是使用無毒害的原料。第二是化學(xué)反應(yīng)應(yīng)當(dāng)在沒有毒害且溫和的環(huán)境中進(jìn)行。第三是化學(xué)反應(yīng)生成物對(duì)于環(huán)境友好，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染或者污染極小。通過分析這些要求，可發(fā)現(xiàn)催化劑對(duì)于綠色化學(xué)的重要性是不言而喻的。下面對(duì)綠色化學(xué)催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2.1固體超強(qiáng)酸催化劑

固體超強(qiáng)酸是跟液體超強(qiáng)酸相對(duì)的，其跟后者比較而言，優(yōu)勢(shì)是更易與反應(yīng)物分離開來。固體超強(qiáng)酸催化劑的制備比較簡(jiǎn)單，對(duì)反應(yīng)器的腐蝕性極低。在新型催化材料中，固體超強(qiáng)酸的應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，它是近年來才發(fā)展起來的一種催化材料。通過對(duì)固體超強(qiáng)酸進(jìn)一步研究，催化劑的種類主要分為這幾種：無鹵素固體超強(qiáng)酸、單組分固體超強(qiáng)酸、多組分復(fù)合固體超強(qiáng)酸等。

2.2分子篩催化劑

分子篩的特點(diǎn)是有均勻的微孔，它的直徑跟一般分子大小差不多。這里以沸石分子篩為例進(jìn)行分析。通常情況下，沸石分子篩的反應(yīng)選擇性較強(qiáng)，熱穩(wěn)定性能較好，毒性極小，對(duì)環(huán)境基本沒有污染，對(duì)設(shè)備的腐蝕性也很低。因此，沸石分子篩能夠滿足綠色化學(xué)的要求。沸石酸性較強(qiáng)，可以應(yīng)用于酸性催化反應(yīng)中。在分子篩催化劑中，酸催化反應(yīng)是最主要的研究領(lǐng)域，其在很多化學(xué)反應(yīng)比如脫氫、烷基化反應(yīng)中應(yīng)用十分廣泛。

2.3固體堿催化劑

固體堿作為催化劑，具有高活性和反應(yīng)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)。在精細(xì)化學(xué)品合成的過程中，該種催化劑能夠使設(shè)備的生產(chǎn)能力提升，并且可使反應(yīng)工藝過程更加具有連續(xù)性。固體堿催化劑有可能升級(jí)為新時(shí)代環(huán)境友好型催化材料之一。通過大量實(shí)踐證明，在含有氮或氧等雜原子的烯烴化合物異構(gòu)化反應(yīng)中，固定堿催化劑的催化優(yōu)勢(shì)是很明顯的。另外，在很多化學(xué)反應(yīng)中，固體堿催化劑可以使酯交換反應(yīng)溫度降低，使反應(yīng)速率加快，實(shí)現(xiàn)原料和產(chǎn)物的分離，對(duì)環(huán)境污染極小。

2.4生物催化劑

通過將生物催化劑跟傳統(tǒng)化學(xué)催化劑進(jìn)行對(duì)比分析，可發(fā)現(xiàn)生物催化劑的反應(yīng)速率更快，且其對(duì)反應(yīng)條件要求比較低，在常溫常壓的條件下就能進(jìn)行。另外，生物催化劑一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉。在食品工業(yè)生產(chǎn)中，生物催化劑在糖、酒、醬、醋等食品中應(yīng)用極為廣泛。在毛紡行業(yè)，使用脂肪酶進(jìn)行脫脂處理；在皮革行業(yè)，使用蛋白酶進(jìn)行脫毛處理；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，纖維素酶被大量應(yīng)用于飼料加工中；在醫(yī)學(xué)以及輕工行業(yè)，氨基酸和抗生素的生產(chǎn)跟酶催化劑都是有關(guān)聯(lián)的。

3.小結(jié)

隨著我們衣食住行的環(huán)境逐漸惡化，在未來的有機(jī)化學(xué)合成中，綠色化學(xué)必定是大勢(shì)所趨，這是因?yàn)榫G色化學(xué)能夠從根本上對(duì)化學(xué)物品的毒性進(jìn)行控制，避免了有毒有害生成物的產(chǎn)生。本文對(duì)綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用研究具有一定的參考價(jià)值。隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)這門學(xué)科也得到了飛速的發(fā)展，我們要充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，造福于人類。為做好綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的應(yīng)用。我認(rèn)為可以從三個(gè)方面入手：第一，加強(qiáng)對(duì)有機(jī)合成原料的控制，盡量使用對(duì)環(huán)保友好的原材料。第二，做好材料的回收再利用工作，這樣才能夠做到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的目的。第三，對(duì)化工產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)行適當(dāng)控制，對(duì)資源進(jìn)行循環(huán)利用。

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