綠色化學在有機化學合成中的應用探究

唐悅 羅成

摘 要：隨著現代社會的不斷進步，綠色化學的研究和應用方向越來越被人們重視，綠色化學在有機合成方面的應用也越來越廣泛。本文由綠色化學的特點展開，深入闡述綠色化學在有機化學合成中的應用。

關鍵詞：綠色化學；有機合成；應用

就目前而言，化學為人們的生活帶來了諸多便利，它已經融入到人們日常生活的每個角落。但是，在它幫助人們的同時，它的使用也造成了相應的環境污染。人們意識到化學是一把雙刃劍，環境污染也逐漸的到了更多的重視，綠色化學理論就是在這樣的背景下誕生的。而將綠色化學合理的運用到有機合成中更是一個重要內容。

1.綠色化學的概念及其優勢

在21世紀環保這一大的時代背景下，綠色化學這一新的理論被提了出來。它以不污染環境為前提，在充分保護大自然的情況下，采用更合理的方法來進行化學反應。它的提出很好的增加了化學與自然的兼容性，很好的解決了污染和環境破壞的問題，在保障人們對化學的需求的同時，又順應了時代發展的潮流。

將綠色化學運用到有機合成中，也就是在有機合成的過程中，既能生產出人類社會所需的化工產品，同時不會對環境造成負面影響。其優勢非常明顯，首先，在成產化工產品時，不會污染環境也不會對環境造成負面影響。其次，原材料的選取非常嚴謹，原材料必須無毒無污染，其反應產物也必須無毒無污染。再次，盡量采用更科學簡便捷的合成工藝，在合成的過程中盡量避免衍生物的出現以及催化劑的運用。最后，生產出的化工產品可以降解。

2.綠色反應介質

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，因為它們對反應條件要求非常嚴格，必須是高溫高壓。但是對于近臨界流體來說，反應的要求降低了很多。拿近臨界水舉例，它不需要很高的溫度與壓力就能反應，而且近臨界水具有良好的溶解性，既可以作為有機物的溶劑，也能作為鹽的溶劑。就目前而言，人們對超臨界和近臨界流體認識還不充分，有待進一步研究學習。

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，不會造成環境污染，可以反復利用并且在反應后很容易將其分離出來。不過，離子液體領域的研究還有著一些缺陷，需要進一步改善。

3.綠色催化劑的使用

綠色化學指的是在盡量不對環境造成影響的前提下進行化學生產。而在有機合成線路中，催化劑貫穿始終，催化劑在整個合成中起到了非常重要的作用。因此在綠色化學中，催化劑的選擇也是一門學問，只有自身無毒無公害，不會對環境造成影響的催化劑才是綠色化學所需要的綠色催化劑。

3.1固體超強酸催化劑

固體超強酸的優點在于獲取方便，反應完成后分離容易，可以反復利用，不會腐蝕設備，對環境的危害性較小等。作為新類型催化劑，固體超強酸對化學反應的催化程度很高，并且可以反復利用。

固體超強酸具有很多特性，它自身耐高溫，這樣是反應的溫度不在有所局限，所以很多需要在高溫下進行的有機合成都需要用到它。同時它對很多有機物會表現出很高的活性。基于它自身的這些優點，固體超強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，其周身均勻布滿常規分子大的孔徑。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的穩定性，比如耐熱，不溶于水等，它還能對反應物進行篩選，并且自身無毒無公害，不會污染環境，不會腐蝕反應容器。所以分子篩也是有機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。

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量要高很多。雜多酸易溶于水或其他極性溶劑，雜多鹽根據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比較穩定，但是如果遇到PH值較高的溶劑，它會發生水解反應，溶液也就會呈現出酸性。同時因為有金屬元素的存在，會出現化合價的升降，所以它也具有氧化還原性。因此它不僅可以作為酸反應的催化劑還可以作為氧化還原反應的催化劑。作為綠色催化劑，雜多化合物在烷基化反應中取得了重大成果。它也具有可以容易獲取、可以反復利用、在反應過程中具有很高的活性以及可以使有機合成工藝簡化等優點。

3.4固體堿催化劑

作為綠色催化劑的一種，固體堿催化劑的優勢在于它在反應中能呈現很高的活性，反應條件容易達成，可以反復使用以及易于分離等。它最重大的貢獻是在精細有機化合物的合成領域，它在簡化成產工藝的同時也使得反應更加流暢，大大提高了生產力。當烯烴化合物含有N、O時，固體堿催化劑對此類的異構化反應具有得天獨厚的催化作用，因為酸性催化劑容易與其中的N、O發生反應，在反應物發生改變的額同時，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很容易提供的環境下發生，不僅縮短了反應時間，還節約了成本，也減少了環境污染。

3.5生物催化劑

生物催化劑作為綠色催化劑的顯著特點是不需要外加反應條件，室溫就可以反應，而且還能進一步縮短反應時間，除此之外它的價格比其他的催化劑也要低很多。目前它已經被廣泛的運用到各行各業，比如被用于制作食品行業的白酒、啤酒、生抽等；紡織領域用到的生物催化劑是淀粉酶，主要用于脫漿；在醫學界和輕工業領域，氨基酸、抗生素等作為生物催化劑被廣泛運用。

4.總結

自然生態隨著我們社會的進步，逐漸的被破壞，污染也越來越多，人也逐漸的重視這個問題，綠色化學在有機合成的運用是必然結果，因為綠色化學的本質是最大程度的減少有害物質在化學反應中生成。我們需要充分重視綠色化學的發展，以便讓好更好的跟有機合成相結合，讓它更好地幫助人們。

參考文獻

[1]魏國峰，王碩，趙陽等.綠色合成技術的研究進展及其應用[J].化工科技，2006，14（6）：69-73.

[2]黃麗莎.有機化學實驗綠色化的探討[J].廣東化工，2004，31（8）：78-79.

[3]曹宏霞.有機合成實現綠色合成的基本途徑[J].現代經濟信息，2013，（15）：415-415.

（作者單位：成都理工大學材料與化學化工學院）