有机化学化工中绿色化学的应用探析.docx

有机化学化工中绿色化学的应用探析有机化学化工中绿色化学的应用探析1.引言化学是现今人们生活中必不可少的重要学科，其产生的各项发明以及用品都为人们的生活作出了很大的贡献。而就在化学为人们带来便利的同时，其在生产过程中排放的有害物质以及化学废品也对我国自然环境以及人民健康都带来了严重的隐患。而就在这种严峻的形式中，绿色化学的概念出现在了人们的面前，其能够在正常发挥化学自身作用的同时将化学对于人身以及环境所造成的威胁降至最低。正是由于绿色化学的这种全新理念以及巨大潜力，也使得其成为了我国目前的热点之一。2.绿色化学的概念绿色化学，也可以称为环境无害化学，其存在的意义就是在设计生产化学用品的过程中避免对环境造成危害，并保证设计出的化学产品无论是在经济上还是技术上都可以实施的一个过程，其具体分为对于化学物质的合成、催化、检测等等环节。近年来，世界各方对于绿色化学都作出了一定的研究，并以绿色化学原料、绿色溶剂、绿色催化剂等方面积极开展绿色化学的研究。3.绿色化学在有机化工中的应用在对绿色化学概念具有一定的了解后可以知道，如果想真正的使一个有机化学合成都实现绿色化，其同许多方面以及因素间都会存在很大的联系。在有机化学合成过程中，首先需要研究的就是所使用的化工原料是否能够更加绿色，而当对化学原料确定之后，则应当对以往的反应流程进行细致的观察分析，研究生产流程是否合理、是否还存在更为绿色、环保的生产流程。而在这个过程中，对于在化工反应中所必须用到的催化剂以及溶剂等方面因素也应当尽可能的保持其绿色化，从而保障化工反应的“全绿色”化进展。图1绿色化学的主要应用3.1绿色原料在实现绿色化学的过程中，首先需要面对的问题就是原料的绿色化，其也正是我们实现绿色有机合成的基础。比如在我国的有机化工合成中，所使用的生产原料通常都是石油化工原料，而将其有效的替换为绿色生物原料，则是在绿色化学理念中的重要方式，也是对我国环境起到保护作用的重要途径。对于生物原料而言，其主要由纤维素以及淀粉两大部分所组成，其中，淀粉在化学反应中较为容易转变为葡萄糖，而纤维素则能够在木质素以及结晶的作用下，通过纤维素酶来将其以一种间接的方式转变为葡萄糖。而当我们获得葡萄糖之后，则能够以其作为原料，通过相应酶的作用获得己二酸，从而通过这种方式代替以往利用笨获得己二酸的方式。因为我们知道，笨是一种对人体有害的物质，有很大的致癌几率，所以在技术以及经济的保证下，在有机合成的过程中实现使用原料的去笨化，则能够起到起到很好的保护环境以及保护人类健康的作用，也正是我国开展绿色化学的一个重要目标。3.2绿色催化剂在绿色化学中，要求在化学反应中应当具有高效的反应速度，并且当化学反应完毕后应当得到尽可能少的副产物，从而最终实现少排放甚至零排放，并以此作为现今社会提倡的原子经济特征。而同传统的化学反应相比，这种具有高效、多选择性的催化方式也能够很好的符合我国开展绿色化学的需求。而在其中，原子经济则是我国开展绿色化学的一个核心理念，其主要强调的是在化学反应过程中，应当将所有参与到反应中的原子都能够出现在反应物中，并在反应的过程中不会出现废弃物，而部分常见反应如加成反应、重排反应以及化合反应等都属于原子经济性反应。图2绿色催化剂应用3.2.1催化不对称在有机合成反应中，催化不对称合成也是一种行之有效的合成方式，而这种催化不对称方式也在我国成为了一个人们广泛研究的特点。通过不对称催化方式的应用，不仅能够在反应的过程中获得一些在其它精细化工以及农药领域中所需求的中间物品，还能够在反应的过程中获得对环境、人类友好的绿色合成技术，例如我们经常开展的氢酯化反应、酶催化以及氢硅烷化反应等都属于催化不对称反应。3.2.2新型催化反应目前，碱和液体酸是我国在进行有机合成过程中经常会使用到的催化剂类型，且这两者都具备高催化效率以及低成本的优点，受到了人们的广泛应用。而与此同时，这两者在具备高效、低廉优点的同时却存在着对设备高腐蚀性的缺点，使我们在对其使用过程中经常会出现较大的环境污染，且其在反应的过程中经常会伴随大量的副反应，使我们在完成工作后经常会出现问题难以处理、副反应繁杂等问题。而为了使这种缺点得到良好的克服，就需要我们应当加强绿色催化剂的研究力度。目前，我国在这方面已经具备了一定的成果，并获得了分子筛催化剂以及相转移催化剂等绿色催化剂，并且都具有高效、无害的特点，具有很高的实用价值。3.3绿色溶剂图3绿色溶剂的应用3.3.1水溶剂的应用在自然界中，水是一种最为基本、也是非常丰富的一种溶剂，并且具有无污染、无毒、成本低廉的优点。当我们开展化学有机反应时，当实验环境保持在水中进行会更加安全简单，也不会存在像其它溶剂介质具有易燃、易爆的安全威胁。在普通类型的有机合成过程中，我们可以大胆的将其中的去保护合成以及官能团保护都适当