現(xiàn)代有機合成技術(shù)-綠色合成

現(xiàn)代有機合成技術(shù)

綠色合成一、綠色化學(xué)1．定義：利用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或消滅那些對人類健康、社會安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物及副產(chǎn)物等的使用和生產(chǎn)。意義：從源頭上防止污染的化學(xué)，是一種能最大限度地從資源合理利用、環(huán)境保護及生態(tài)平衡等方面滿足人類可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)。綠色化學(xué)原理

防止污染優(yōu)于治理污染

原子經(jīng)濟性

無害化學(xué)合成

設(shè)計安全化學(xué)品

使用安全溶劑和助劑

設(shè)計能源經(jīng)濟性反應(yīng)

使用可再生原料

盡量避免不必要的衍生步驟

催化劑優(yōu)于化學(xué)計量試劑

降解設(shè)計

預(yù)防污染中的實時分析

防止意外事故的安全工藝

主要討論常見的幾類有機合成反應(yīng)：如重排反應(yīng)、加成反應(yīng)和周環(huán)反應(yīng)等。（1）重排反應(yīng)重排反應(yīng)是通過熱、光及化學(xué)誘導(dǎo)等方法來控制的。特點：就是反應(yīng)物分子中的所有原子經(jīng)重新組合后均轉(zhuǎn)移至產(chǎn)物分子中，無內(nèi)在的廢物產(chǎn)生。例：如Beckmann重排、Claisen重排等。由于加成反應(yīng)是將一種反應(yīng)物分子全部加到另一反應(yīng)物分子上，因此是原子經(jīng)濟性反應(yīng)。例如：（1）以水作反應(yīng)溶劑（2）以超臨界流體作為反應(yīng)溶劑（3）以離子液體為溶劑

一、海洋船舶防垢劑二、低毒殺蟲劑三、聚天冬氨酸作阻垢劑四、過氧化氫漂白活化劑

Rohm&Haas公司研究出了4，5-二氯-2-正辛基-4異噻唑啉-3-酮，[稱為Sea-Nine(tm)抗浮游生物劑]，這類新的抗浮游生物藥品的毒副作用小，并已用于船舶涂料中，效果很好。

Sea-Nine(tm)

在生物體中累積基本上為零，因此對非目標海洋生物不會造成危害。有機磷酸酯和氨基甲酸酯對環(huán)境的危害比有機氯農(nóng)藥（比如艾氏劑、狄氏劑和DDT）的危害相對較小，這是因為有機磷酸酯和氨基甲酸酯殘留時間短不易進入食物鏈。

這種殺蟲劑可對毛蟲、鱗翅目昆蟲（包括蝴蝶和蛾）的幼蟲起抑制作用。Tebufenozide對抑制害蟲數(shù)量非常有效，并且對其它非鱗翅目昆蟲無害

水垢問題：降低了鍋爐、管道的流通量，阻礙熱量傳輸，導(dǎo)致使用壽命縮短。水垢使這些系統(tǒng)不能有效的運轉(zhuǎn)，增加了能耗，需要頻繁的維護。水垢來源：硫酸鋇，硫酸鍶，硫酸鈣和碳酸鈣等水中不溶物質(zhì)在鍋爐管道、水泵、熱水器和冷凝器中沉積、積累，形成。例如：在礦井、印染、造紙、各種工業(yè)生產(chǎn)和油田生產(chǎn)中的給排水設(shè)備都會遇到此問題。

聚丙烯酸酯PAC是最常用的工業(yè)阻垢劑之一，每年這種聚合物的使用量均很大。它能作為阻垢劑是因為它在晶體表面有很強的吸附作用，付著在晶體的生長點上以阻止更多的不溶物沉積。Donlar公司已經(jīng)開發(fā)出一種生產(chǎn)多聚天冬氨酸TPA的可行方法，TPA是一種PAC替代品，可用來消除鍋垢。和PAC不同的是TPA可以被微生物降解，它解決了PAC淤渣提取及填埋的問題。

它還能在油田生產(chǎn)中用做防腐劑并最終取代目前使用的有毒性的胺類防腐劑。

木料由大約70%的聚糖（纖維素和半纖維素的混合物，用于造紙）和30%的木質(zhì)素（作為“膠粘劑”將聚糖纖維粘在一起）組成。造紙時，必須將大部分木質(zhì)素去掉，否則：制成的紙會產(chǎn)生褐色污點，紙漿中少量木質(zhì)素的存在會使本來白色的紙逐漸泛黃。木質(zhì)素可通過化學(xué)或機械方法去除。木材被切成小片放入氫氧化鈉和硫化鈉浴中，促使木質(zhì)素降解。木質(zhì)素降解后，木片就失去了原有的堅硬，形成了紙漿。用氫氧化鈉和硫化鈉處理后，80～90%的木質(zhì)素被分解了。

為了制出很白的紙，必須通過漂白工藝除去紙漿中剩下的木質(zhì)素。除去木質(zhì)素的一種途徑是將紙漿與氯氣反應(yīng)，這種方法雖然可使紙漿漂白，但對環(huán)境具有危害的。

木質(zhì)素與氯氣在木質(zhì)素的芳環(huán)上發(fā)生氯代反應(yīng)。這些氯取代的有機物是含部分氧的雜烷，如2,3,7,8-四氯-二苯基-對-二氧雜六烷和呋喃衍生物。這些二氧雜烷、呋喃類化合物。但實驗室的動物實驗表明這些物質(zhì)會致癌，引起后代的理解力下降和行為異常以及神經(jīng)免疫力下降。特別要指出的是2,3,7,8-四氯-二苯基-對-二氧雜六烷，它是紙漿漂白中產(chǎn)生的最常見和毒性最大的二氧雜烷化合物。

其它漂白方法使用完全無氯的漂白劑，如過氧化氫、臭氧、氧氣等，這些方法免去了二氧雜烷化合物和其它有機氯化合物的生成，但并未被普遍接受。部分原因