第16章绿色化学和有机合成基础.

有机合成中的绿色化学在当今社会，化学领域的发展日新月异，而有机合成作为化学的重要分支，为我们的生活带来了无数的新产品和材料。

然而，传统的有机合成方法往往伴随着大量的废弃物排放、能源消耗以及对环境的不良影响。

为了实现可持续发展，绿色化学的理念应运而生，并在有机合成中发挥着越来越重要的作用。

绿色化学，简单来说，就是在化学过程中尽量减少或消除对环境有害的物质和过程，以达到保护环境和人类健康的目的。

这一理念要求我们在设计、开发和实施化学过程时，从源头上考虑如何减少污染、节约资源和提高效率。

在有机合成中，绿色化学的原则主要包括以下几个方面：首先是预防污染。

这意味着我们要在合成路线的设计阶段就考虑如何避免产生有害的副产物和废弃物。

通过选择合适的反应原料和试剂，以及优化反应条件，可以减少甚至消除不必要的污染物生成。

其次是原子经济性。

传统的有机合成往往只关注目标产物的生成，而忽略了反应过程中原子的利用率。

绿色化学则强调要使反应中的原子尽可能多地转化为最终产品，从而减少废物的产生。

例如，某些反应可以通过选择合适的催化剂，提高原子的利用率，减少废弃物的排放。

再者是使用无害的溶剂和助剂。

在有机合成中，溶剂的使用是不可避免的，但许多常用的有机溶剂如苯、甲苯等具有毒性和挥发性，对环境和人体健康有害。

因此，寻找绿色、环保的溶剂如超临界流体、离子液体等成为了研究的热点。

此外，还有能源效率的提高。

减少能源的消耗不仅有助于降低成本，也是绿色化学的重要目标之一。

采用高效的反应设备和工艺，以及利用可再生能源来驱动反应，可以有效地提高能源效率。

为了实现有机合成中的绿色化学，科学家们不断探索和创新，开发出了许多新的方法和技术。

催化技术在绿色有机合成中发挥着关键作用。

高效的催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率和选择性，减少副反应的发生。

例如，均相催化和多相催化技术的不断发展，使得许多有机反应能够在更温和的条件下进行，降低了能源消耗和废弃物的产生。

绿色化学综述在世纪之交，世界化学和化工学科的发展方向发生了重大的革命性的变革，其标志就是“绿色化学”概念的提出。

进入21世纪，人类面临着严峻的资源、能源和环境危机的挑战。

世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的《2000年地球生态报告》显示：按目前的资源消耗速度，地球的资源会在2075年耗尽，全球的生态系统正在向危险的临界值接近，环境恶化导致的自然灾害造成了近10年中6080亿美元的经济损失。

中国的资源环境问题更是不容乐观，主要资源的拥有量与人口数量不匹配。

环境污染问题十分严重：一级标准城市只占600多个城市中的不到1％；水污染严重，流行病的80％是由于水污染传播；固体废弃物以每年10％速度增长，存储量已达6.49亿吨，占地5.17万顷。

国家中长期科学与技术发展规划指出：改善生态与环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题。

我国环境污染严重；生态系统退化加剧；污染物无害化处理能力低；全球环境问题已成为国际社会关注的焦点，亟待提高我国参与全球环境变化合作能力。

在要求整体环境状况有所好转的前提下实现经济的持续快速增长，对环境科技创新提出重大战略需求。

环境问题与化学化工传统的化学工业对环境污染十分严重:化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5％、7.82％和5.93％。

化学与化工技术是环境污染治理的最基本、最关键技术。

绿色化学与化工：从化学反应的根本上减少污染。

美国化学会2003年9月在纽约召开了“绿色化学：应用于解决全球环境问题的多学科的科学和工程”专题会议(Green Chemistry：Multidisciplinary Science and Engineering Applied to Global Environmental Issues)。

美国化学会主席Elsa Reichmanis指出：能源、气候变化、人类健康和生物多样性相互深层次地交织在一起，而且与重大的经济、政治和社会问题相关联。

有机化学课程中的绿色化学教育摘要介绍了在有机化学课程教学实践中对学生进行绿色化学教育的做法和建议，其中包括反应试剂的绿色化，反应条件的绿色化，目标产物绿色化。

关键词有机化学绿色化学教育随着社会经济的迅速发展，环境污染日趋严重，能源供应危机四伏，化学面临人类社会可持续发展要求的巨大挑战，化学学术界提出了“绿色化学”的全新概念。

绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理从治标转向治本[1]。

面对化学学术界悄然兴起的绿色革命，作为师范院校的化学教育工作者应当积极投身其中并充分利用课堂教学的有利条件对学生进行绿色化学教育。

在有机化学课程教学中进行绿色化学教育，我们从2个方面入手：在有机化学理论课教学中，对教材中与绿色化学相关的知识及时进行适当的加深、更新和思维的拓展，使学生在潜移默化中受到绿色化学思想的不断渗透，并逐步建立起绿色化学的基本意识；在有机化学实验课教学中，引入绿色合成方法并将其与传统的合成方法进行比较，使学生既能真正理解绿色化学的意义，又能把对绿色化学的感性认识转化成自觉的行动。

结合最新的科研进展，在有机化学课程教学中我们进行绿色化学教育的做法和建议如下。

1 单一反应的原子利用率原子利用率=（期望产品的摩尔质量/化学方程式按计量所得物质的摩尔质量总和）×100%根据原子利用率可以衡量在一个化学反应中，生产一定量产物到底会生成多少废弃物，原子利用率为100%的反应是典型的绿色化学反应。

从类型上看，有机反应中的重排反应、周环反应是原子利用率为100%的反应。

重排反应是在热、光及化学诱导等条件下使构成分子的原子通过改变相互连接的次序和方式等，产生一个新分子的反应。

从绿色化学角度分析，该类反应的主要特性是反应物中的所有原子均转换至产物中，无废物产生，具有100%的原子经济性。

因此，重排反应是绿色化学的首选反应类型之一。

周环反应包括电环化、σ 迁移和环加成3种主要类型，电环化和σ 迁移为单分子反应，可归属到 重排 反应中，环加成中的Diels-Alder反应是合成六 元环状化合物的重要方法，该反应的原料为 双烯 体和亲双烯体，反应过程中双烯体和亲双烯体均以分子整体参加反应，只生成相应的产物，而无任何副产物生成，是原子利用率为100%的典型范例。

关于绿色有机化学合成技术应用的探讨湖南有色郴州氟化学有限公司摘要：在社会经济飞速发展的背景下，我国环境问题变得越来越严重，这对促进国民经济高质量，高速度地发展造成了一定程度的障碍。

在提倡绿色环保的理念驱动下，化学工程应用及相关研究领域应将绿色环保作为创新方向，注重绿色有机化学合成技术的开发与普及，这也是现阶段化学研究与开发中的一项重要工作。

文章将从绿色有机化学合成的意义，原则等方面展开论述，并且结合现阶段社会环境污染等方面，就该项技术的运用提出一些看法。

关键词：绿色化学;有机化学;合成技术;应用一、绿色有机化学合成技术的含义和原理绿色有机化学概念十分宽泛，包括无害有机化学，绿色环保型化学以及清洁有机化学等。

在进行绿色有机化学合成时，需要筛选出对环境无害或只含少量污染物、要求转化率高、选择性好、无毒的反应原料。

由于新型合成反应原料及合成反应方法的应用，使得新型化学合成反应降低污染源效果显著，使环境危害大大降低，并达到降低资源与能源消耗的目的。

绿色有机化学合成技术能够说是一种先进的合成方式，企业在进行生产时最大限度地减少了对环境的污染，满足了绿色环保的使用思路。

绿色有机化学是针对传统化学反应对环境造成污染而产生。

以绿色化学为目标的研究重点是创新合成反应原料，改进合成反应条件及转化化学反应条件。

同时重视发展绿色化学反应途径及绿色产品的生产。

绿色有机化学合成技术应用原理是通过对反应物，催化剂以及反应介质等源头进行调控，从根本上规避污染源。

开展绿色化学反应实验需要筛选无毒无害反应原料和优先选择可再生资源或者能源；反应介质要多样化并设计出不同的化学合成的实验方案；另外，要加强新的化学转化方法研究，研制有利于健康和保护环境的化学产品。

二、绿色有机化学合成的内容绿色化学对传统化学提出了挑战，目的在于使传统化学思维方式得到更新与发展。

所以绿色化学的研究主要集中在反应原料，反应条件，转化方法或者是开发绿色产品上，从而突破传统化学反应模式设计出对于绿色环保新化学反应。

绿色合成技术在有机化学中的应用在当今社会，随着人们对环境保护和可持续发展的关注度不断提高，绿色化学的理念应运而生。

绿色合成技术作为绿色化学的重要组成部分，在有机化学领域的应用越来越广泛，为解决传统有机合成带来的环境污染和资源浪费等问题提供了有效的途径。

绿色合成技术强调在化学反应过程中，采用无毒、无害的原料，减少或消除有害物质的产生，提高原子利用率，降低能源消耗，并实现反应过程的高效和选择性。

这不仅有助于保护环境，还能降低生产成本，提高生产效率，具有重要的经济和社会意义。

一、绿色溶剂的应用传统的有机合成中，常使用挥发性有机溶剂，如苯、甲苯等，这些溶剂不仅有毒有害，而且容易挥发到大气中，造成环境污染。

绿色合成技术则倡导使用绿色溶剂，如超临界流体、离子液体和水等。

超临界流体，特别是超临界二氧化碳，具有良好的溶解性和传质性能，在萃取、反应和分离等过程中表现出色。

它无毒、不可燃，且易于回收利用，是一种理想的绿色溶剂。

离子液体具有热稳定性高、挥发性低、溶解性好等优点，可以替代传统有机溶剂用于许多有机反应。

例如，在一些催化反应中，离子液体能够提高催化剂的活性和选择性，同时减少副反应的发生。

水作为一种最常见、最廉价的绿色溶剂，在某些有机反应中也具有独特的优势。

例如，水相中的有机反应通常具有较高的反应速率和选择性，而且操作简便，安全环保。

二、催化剂的创新高效、环保的催化剂是绿色合成技术的关键。

传统的催化剂往往存在用量大、选择性差、难以回收等问题。

绿色合成技术推动了催化剂的创新发展，如酶催化、纳米催化剂和固体酸催化剂等。

酶作为生物催化剂，具有高效、高选择性和温和的反应条件等优点。

在有机合成中，酶催化反应可以在常温常压下进行，减少了能源消耗和副产物的生成。

例如，酶催化的酯交换反应、不对称合成等在药物合成和精细化工领域有着广泛的应用。

纳米催化剂由于其高比表面积和独特的表面性质，表现出优异的催化性能。

纳米粒子的尺寸和形貌可以调控，从而实现对反应的选择性控制。

绿色有机合成班级：应化08-3班学号：2008302060 姓名：李娜摘要：过去人们一味的追求利益最大化，使用了许多有毒、有害的原料，造成了非常大的环境污染。

随着人们环保意识的增强，以及“绿色化学”这一主旨的提出，人们越来越重视反应的无害性。

绿色有机合成，便是在传统的有机合成基础上使用无毒无害的原料，催化剂和溶剂，选择具有高选择性，高转化率，不生产或少生产对环境有害的副产物。

从根本上消除或减少环境污染。

关键词：绿色化学；有机合成1 前言按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。

绿色合成的概念来自绿色化学(Green chemistry)，绿色化学又称环境友好化学(Environmental benign chemistry)，在其基础之上发展起来的技术又称为环境友好技术或清洁生产技术(Clean technology)。

化工工艺在当代社会发展中有着举足轻重的地位，但传统的化学工艺给环境带来了不可挽回的污染，威胁人类的健康和生存，化学工业能否生产出无害的化学品，能否有不产生废物的工艺，这便是绿色化学的主要工作。

2 绿色有机合成的具体方案2.1 开发原子经济性反应原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost提出的，所说的是原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。

理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，而不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”(Zero emission)。

原子利用率=（预期产物的分子量/反应物的原子量总和）×100% 原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也就越少。

绿色有机合成应该是原子经济性的，即原料的原子100%转化成产物，不产生废弃物。

如Diels-Alder反应就是一个原子经济性反应：原子利用率=[82/（28+54）]×100%=100%原子经济性反应有利于资源利用和环境保护。

绿色化学与有机合成
绿色化学与有机合成
绿色化学是一种环保友好的有机合成方法。

它改变了传统有机化学中使用大量
有毒物质的传统方法，使有机合成更加环保友好。

绿色化学旨在利用可再生资源、有机体素和天然催化剂，使有机合成更加安全可靠，减少污染物的生成，创造具有环保价值的产品。

绿色化学的发展反映了21世纪工业有机合成的环保友好技术革新。

它以可再
生资源和有机物质为原料，合成出更多有机化合物，大大降低溶剂使用量，减少有毒污染物的产生，为有机合成技术的更高环保友好标准提供了可行的方法。

由于绿色化学可以很大程度上减少有毒废弃物的产生，因此越来越多的企业愿
意将绿色化学作为解决污染问题的重要手段进行应用。

绿色化学的应用可以大大降低企业的向生态存在的潜在风险，改善生态环境、降低排放物排放量，充分发挥有机合成工业的正面功能。

绿色化学在有机合成技术领域的重要性不言而喻。

它拓宽了传统有机合成方法
的应用范围，使有机合成技术更加安全可靠，更加环保友好，从而为有机合成技术注入新的活力。

由于绿色化学可以从根本上解决污染问题，并有效地保护环境，因此学界和企业对其研究和应用都显示出强烈的兴趣。

绿色化学与有机合成的发展将改变有机合成工业的发展方向，更加注重环境友好，安全与可持续发展的有机合成工业。

它的运用可以有效的节约原料，减少废弃物的产生，并有效地保护环境，为有机合成工业的高效环保技术提供先进技术支持。

绿色化学在有机合成中的应用摘要：有机合成是现代工业生产的重要方式之一，传统化学工业发展中，往往忽视了对生态环境的保护和对资源的节约，相关工作开展中存在一定问题，不符合可持续发展战略要求。

新时期，要实现化学工业可持续发展，就需要转变观念和技术方法，绿色化学是化学工业发展的必然趋势，在有机合成中应用绿色化学技术，主要是通过绿色无毒无害反应原料使用，绿色催化剂、绿色溶剂等使用，减少污染产生，实现化学反应过程的绿色无害化。

关键词：绿色化学；有机合成；应用研究1.绿色化学概述1.1.绿色化学内涵绿色化学也被称为无害化学、清洁化学等。

绿色化学中“绿色”是区分其和传统化学的关键点，绿色化学强调通过化学技术和方法来降低或者消除对人类安全、健康、生态环境等产生危害的原料、催化剂、试剂、产物、副产物等的生产和使用。

但是绿色化学和环境治理又不同，绿色化学的理想是避免使用有毒有害物质，减少或者是消除废物生产，无需处理废物等。

所以，绿色化学是真正从源头上阻止污染产生的学科。

1.2.绿色化学的重要性化工工艺处理中，以往人们更多的是关注其经济效益，但是对于化工低污染问题没有引起重视，所以在化工快速发展中，向大气、水体、土壤等排放了很多有毒有害物质，导致生态环境污染加重，甚至造成了一些不可逆转的生态破坏问题，给人们的生存环境带来了极大的危害，威胁人类自身的健康和生活质量。

数据统计显示，1993年，美国仅按照365种有毒物质排放估算，化学工业的排放量已经高达30亿磅。

所以，加工费用中，还需要进行废物控制、处理和填埋等，需要开展环保监测，确定化工排放物质达标后排放到自然中，还增加了一些事故责任赔偿费用，导致生产成本不断增加。

我国因为化学品销售带来的环保费用成本逐年增加，可见，基于环保、经济以及社会层面来看，化学工作在发展中需要承担的有毒有害物质的处理费用会降低其生产效益，从源头研究减少和消除污染的绿色化学十分必要。

1.3.绿色化学工程发展趋势显著目前，我国的科学技术研发进程不断加速，也推动了社会化学生产的加速进行，但是化工发展的同时带来的环境污染问题也备受关注，人们对于工业的绿色、环保、低碳发展要求不断提升，化工生产需要更多地使用无害材料，整体生产加工流程的无害化排放是确保化工生产顺利开展的重要基础，也是降低环境污染的必然要求。