大学化学课件绿色有机合成1教学课件精编整理

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1、ab?ab绿色有机合成前言1绿色化学2有机合成反应的原子经济性3有机合成中常见反应的原子经济性4提高化学反应原子经济性的途径5实现绿色合成的方法、技术与途径前言化学对人类做出了巨大贡献，以至于我们每个人的衣食住行都与化学有关。药品的发展减轻了人类的病痛，延长了人类的寿命；农药、化肥的大力发展使人类得以增产增收，减轻了人口增长对食物需求的压力；聚合物技术的创新促进了制衣等日用产品和建筑材料以及电视、电话、计算机等高科技产品部件的更新换代。苯胺合成柒料的重要中间体，但强烈的致癌作用酯化反应中使用的催化剂——无机酸付-克反应中A

2、lCl3等lewis催化剂的使用对设备腐蚀严重有机溶剂如苯、醚、氯仿等是严重的大气污染源。环境污染元凶二噁英也是制备许多有用的工业助剂和农用化学品的副产物。传统的合成化学造成了严重的污染和破坏以往解决污染问题的主要手段是治理、停产甚至关闭生产线，国家也曾因此花费了大量的人力、物力和财力。但是多年来治理污染的经验告诉人们，只注重末端治理的方法投资大、收效小。到20世纪90年代，污染治理的观念才由末端治理升华到以预防为主，即防患于未然的理念。近年来，可持续发展的理念得到了社会、经济、环境等多方面的足够重视，化学家提出了与传统治

3、理污染不同的“绿色化学”概念。绿色化学不是治理污染，而是防止污染产生的一种新观念。它是开发从源头解决污染问题的一门科学：对环境保护及社会的可持续发展重有重大意义。绿色化学绿色化学(greenchemistry)又称为环境无害化学(enviromentallybenignchemistry)、环境友好化学(enviromentallyfriendlychemistry)、清洁化学(cleanchemistry)。绿色化学的定义是利用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人体健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、

4、产物及副产物等的使用和生产。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它是一门从源头上防止污染的化学。1绿色化学1.1绿色化学的定义1.2绿色化学原理基本原理和原则：(1)防止污染(prevention)优于治理污染防止污染的产生而不是在污染产生后再进行治理。近20年间，用于化学和化工过程的后处理以及废物处置费用占化学产品成本的比重越来越大。利用绿色化学的方法就可减少或消除污染，从而减免了因治理污染所带来的费用支出，而防止污染要比治理污染费用小得多。2021/7/18绿色合成10(2)原子经济

5、性(atomeconomy)过去在评价一个合成反应的效率时，通常使用产率这个概念。1991年，美国著名化学家Trost提出原子经济性(atomcconomy)的概念来评估化学反应的效率。它考察的是有多少反应物的原子进入目标分子中去。理想的原子经济性反应应该是反应物原子100％地转化到目标广物中，而没有原子生成其他副产物。2021/7/18绿色合成11√(3)无害化学合成(1esshazardouschemicalcynthesis)无害化学合成是设计只采用和生产低毒或无毒化学品的合成，由于危险来自于危害性和暴露性两个方面，

6、减少或消除任一方面都可降低危险性。避免暴露固然可行，但降低毒性的生产才是根本的办法。因此，只要可能，应尽量采用毒性小的合成路线。2021/7/18绿色合成122021/7/18绿色合成13(4)设计安全化学品(designsaferchemicals)任何物质的分子结构与其性能之间都存在着内在的联系，尤其在毒性作用机理以及分子结构的表征与控制方面快速发展的今天，安全化学品的设计已成为可能。安全化学品的设计目标是使所设计的产品在具有最大的期望功能与性质的同时把它们的毒性降到最低限度。(5)使用安全溶剂和助剂(safersoI

7、ventsandauxiliaries)这一原理是希望在合成反应过程中尽可能不使用助剂和溶剂，如果必须使用时应选择无毒无害的助剂，因为助剂不能进入最终的产物之中，只能成为废物流中的一部分而造成环境污染。目前，解决的办法是在必须使用助剂时选择下列无公害的绿色助剂。安全溶剂①水作溶剂②超临界流体作溶剂，如超临界CO2③离子液体(6)设计能源经济性反应(designforenergyefficiency)合成反应所需的能量包括反应活化能、加热、冷却、高压、真空、超声以及产物分离提纯所需的能量，这些能耗都给经济效益带来较大的限制。

8、为提高经济效益，尽可能使合成技术在环境温度和压力下进行。为此，开发和使用催化剂可使反应途径改变，使反应易于进行。2021/7/18绿色合成15(7)使用可再生原料(uscofrenewablefeedstocks)可再生（更新)原料一般是指各种生物质（biomass)原料，包括草类、木本植物、农作物和森