有機(jī)合成發(fā)展及趨勢(編輯修改稿)
2025-07-22 03:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有害的因素。理想的有機(jī)合成，可以水為介質(zhì)進(jìn)行；可用超臨界液體為介質(zhì)進(jìn)行；可在無溶劑存在下進(jìn)行；可以離子液體為介質(zhì)進(jìn)行等。 在有機(jī)合成中，用來代替有機(jī)溶劑是一條可行的途徑。這是因?yàn)樗堑厍蛏蠌V泛存在的一種天然資源，它價(jià)廉、無毒、不危害環(huán)境。盡管大多數(shù)有機(jī)化合物在水中溶解性很差，且易分解，但研究表明有些合成反應(yīng)不僅可以在水相中進(jìn)行，而且還具有很高的選擇性。最為典型的例子是環(huán)戊二烯與甲基乙烯酮發(fā)生的D－A 環(huán)加成反應(yīng)，在水中進(jìn)行較之在異辛烷中進(jìn)行速率快700 倍。 超臨界流體是當(dāng)物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓力以上所形成的一種特殊狀態(tài)的流體，是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體狀態(tài)。這種流體具有液體一樣的密度、溶解能力和傳熱系數(shù)，具有氣體一樣的低粘度和高擴(kuò)散系數(shù)，同時(shí)只需改變壓力或溫度即可控制其溶解能力并影響它為介質(zhì)的合成速率。在有機(jī)合成中，CO2 由于其臨界溫度和臨界壓力較低、且具有能溶解脂溶性反應(yīng)物和產(chǎn)物、無毒、阻燃、價(jià)廉易得、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)而迅速成為最常用的超臨界流體。 固態(tài)化學(xué)反應(yīng)的研究，使有些反映可在無溶劑存在的環(huán)境下進(jìn)行，且比在溶液環(huán)境中的反應(yīng)能耗低、效果更好、選擇性更高，又不用考慮廢物處理問題，有利于環(huán)境保護(hù)。例如，手性1，γ 聯(lián)二萘酚的合成，常規(guī)方法是由β萘酚與FeCl3 在液相氧化偶聯(lián)制得，但會(huì)產(chǎn)生醌類副產(chǎn)物。而以FeCl36H2O 為氧化劑反應(yīng)就可以在固相進(jìn)行，且可得到產(chǎn)率為95％的聯(lián)二萘酚。 離子液體，簡單地說就是安全離子組成的液體。目前研究最多的是在室溫左右呈液態(tài)的含有機(jī)正離子的一類物質(zhì)。例如，含N－烷基咪唑正離子的離子液體等。它們不僅可以作為有機(jī)合成的優(yōu)良溶劑，且具有難揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，對環(huán)境十分有利。 使用環(huán)境友好催化劑，提高原子利用率有機(jī)合成中，減少廢物的關(guān)鍵是提高原子利用率，所以在選擇合成途徑時(shí)，除了考慮理論產(chǎn)率外，還應(yīng)考慮和比較不同途徑的原子利用率。如在有機(jī)合成中，選擇合適的、環(huán)境有利的催化劑，則可以開發(fā)新的合成路線，縮短反應(yīng)步驟，提高原子利用率。 采用潔凈的有機(jī)電合成電化學(xué)過程是潔凈技術(shù)的重要組成。由于電解一般無需使用危險(xiǎn)或者有毒試劑，且通常在常溫、常壓下進(jìn)行，所以在綠色合成中獨(dú)具魅力。例如，實(shí)現(xiàn)自由基環(huán)化反應(yīng)，常規(guī)的方法是使用過量的三丁基錫烷，過程中存在的問題是原子利用率低、使用和產(chǎn)生著有毒的錫試劑。然而，利用天然、無毒、手性的維生素B12 為催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)，可在溫和、中性條件下完成。 運(yùn)用高效的多步合成技術(shù)在藥物、農(nóng)用化學(xué)品等精細(xì)化學(xué)品的合成中，往往涉及分離中間體的多步驟反應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)綠色合成，近年來，研究發(fā)展的串聯(lián)反應(yīng)是非常有效的。串聯(lián)反應(yīng)包括有一瓶多步串聯(lián)和一瓶多組分串聯(lián)。前者是仿照生物體內(nèi)的多步鏈鎖式反應(yīng)，使反應(yīng)在同一反應(yīng)器內(nèi)從原料到產(chǎn)物的多個(gè)步驟連續(xù)進(jìn)行，無需分離出中間體，又不產(chǎn)生相應(yīng)的廢棄物，和環(huán)境保持友好；后者是涉及至少三種不同原料的反應(yīng)于同一反應(yīng)器中進(jìn)行，而每步反應(yīng)都是下步反應(yīng)所必需的，而且原料分子的主體部分都融進(jìn)到最終產(chǎn)物中，這是一類高效的合成方法。 發(fā)展和應(yīng)用安全的化學(xué)品發(fā)展和應(yīng)用對人和環(huán)境無毒、無危險(xiǎn)性的試劑和溶劑，以及其他實(shí)用化學(xué)用品，是實(shí)現(xiàn)綠色合成最直接
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