第十三章_绿色合成

绿色有机合成讲义

实验一绿色有机合成 （固相合成α，β-不饱和酮） 一、实验目的 1、查阅与本实验课题相关文献资料， 2、进行杂环化合物的设计、合成。 3、完成化合物制备设计、实验工作并对其进行表征。 二、实验原理 固相有机合成是绿色合成的重要组成部分,因为它不使用溶剂, 并且无论在反应速度、产物收率, 还是选择性方面, 均较溶液中的反应有显著优势。由于这种反应操作简单, 加热、研磨、振荡及超声波辐射都可以加速反应, 并且避免了因使用溶剂而造成的能耗高、污染环境、毒害性和爆燃性等缺陷,是理想的合成方法。 α，β-不饱和酮是一类重要的有机中间体，广泛用于合成香料、医药。Knoevenagel缩合反应是形成碳-碳键的有效方法，一般在液相条件下进行，近年来固相合成也有报道，也可在无溶剂下碾磨得到。 三、实验仪器与原料 1、实验仪器 研钵，熔点仪，红外光谱仪，回流冷凝管，电磁搅拌器，抽虑漏斗，紫外分光光度计，荧光分光光度计，核磁共振仪，元素分析仪，质谱仪 2、实验原料 苯甲醛及其它取代的苯甲醛，茚酮，氢氧化钠，无水乙醇。 四、实验步骤 1、α，β-不饱和酮的合成 称取茚酮2mmol，芳醛（苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对氯苯甲醛等）2mmol于研钵中，加入4mmol的NaOH，室温研磨，反应体系颜色逐渐加深，研磨3-5min，反应完成，用水洗涤出去其中的NaOH，用无水乙醇重结晶即可得到纯净的产物。 2、反应条件的优化 （1）改变反应时间，测定反应收率。 （2）改变NaOH的用量，测定反应收率。 3、表征及性能测定 （1）测定各化合物的熔点，收率

（2）测定各化合物的红外光谱 （3）产物的质谱、核磁和元素分析 （4）紫外光谱 A测定浓度对某一化合物的紫外吸收的影响 B测定相同浓度的不同化合物的紫外吸收 （5）荧光光谱 A 测定浓度对某一化合物的荧光光谱的影响 B 测定相同浓度的不同化合物的荧光光谱 五、实验要求 提交实验产物样品，小论文形式提交实验报告。 六、思考题 1. α，β-不饱和酮的经典合成方法有哪些？ 2. 什么是Knoevenagel反应？ 3. 芳醛上不同取代基团对反应的影响如何？ 4. 重结晶过程应注意的问题有哪些？ 5、紫外光谱的影响因素是什么？ 6、荧光光谱分析仪的原理是什么？ 7、影响荧光特性的因素有哪些？都有什么样的影响？

绿色有机合成

浅谈绿色有机合成 周东华2008080364 张刘莉2008080365 摘要：介绍了绿色化学的概念、特点及绿色合成的目标和研究的方向，实行绿色合成的三个定量指标原子经济性、环境因子和环境商。有机合成实现绿色合成的途径与方法。关键词：绿色有机合成 前言：随着科学技术的发展，绿色合成越来越受关注。国家基金委《国家自然科学基金项目申请指南》中指出：“有机合成新反应和新方法的研究一直是有机化学研究的重要内容。绿色化学是目前研究一个热点和前沿。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，是一门从源头上阻止污染的化学。有机合成作为化学合成的重要组成部分，在绿色化学中居于举足轻重的地位；在绿色化学及其理念指导下，最终要实现绿色合成。 一、绿色合成的目标及其研究方向 明确绿色合成的目标及其研究方向，是我们在绿色合成这一领域能有所作为的先决条件。绿色合成的目标应当是实现符合绿色化学要求的理想合成。 实现理想合成，有三个定量指标：原子经济性、环境因子和环境商。 1．原子经济性

原子经济性概念认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子，使之结合到目标分子中，以实现最低排放甚至零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量：原子利用率＝（预期产物的分子量／全部生成物的分子量总和）×100％ 原子经济性的特点是最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放。 2．环境因子（Ｅ） 环境因子和环境商都是由荷兰有机化学家ｓｈｅｌｄｏｎ提出来的。Ｅ—因子是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少来衡量合成反应对环境造成的影响。 Ｅ－因子＝废弃物的质量（ｋｇ）／预期产物的质量（ｋｇ） 这里的废弃物是指预期产物之外的所有副产物，包括反应后处理过程产生的无机盐等。显然，要减少废弃物使Ｅ—因子较小，其有效途径之一就是改变经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 3．环境商（ＥＱ） 环境商（ＥＱ）是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少、物理、化学性质及其在环境中的毒性行为等综合评价指标来衡量合成反应对环境造成的影响。 ＥＱ＝Ｅ×Ｑ

有机合成实现绿色合成的途径

致力于打造高品质文档有机合成实现绿色合成的途径 “ 一、绿色合成的目标及其研究方向 化学作为自然科学的一个重要领域，在丰富人类知识宝库和满足人们衣食往行等各方面需求中，发挥着积极的和不可替代的重要作用。然而无可讳言的是，由于在化学过程中以适当地使用对人类健康和对环境有害的原料和溶剂以及污染性废物的大量排放，一些化学过程也给人类的健康和生活环境带来了严重的不利影响。为此，人们相继提出了绿色化学理念，其目的是在继续发挥化学的积极作用的同时而将其危害人类健康和人类生存环境的负面影响减少到最小。有机合成作为化学合成的重要组成部分，在绿色化学中居于举足轻重的地位；在绿色化学及其理念指导下，最终要实现绿色合成。绿色合成的目标应当是实现符合绿色化学要求的理想合成。 实现理想合成，有三个定量指标：原子经济性、环境因子和环境商。 ．原子经济性 原子经济性概念认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子，使之结合到目标分子中，以实现最低排放甚至零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量： 原子利用率＝（预期产物的分子量／全部生成物的分子量总和）×100％ 原子经济性的特点是最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放。 ．环境因子（Ｅ） 环境因子和环境商都是由荷兰有机化学家ｓｈｅｌｄｏｎ提出来的。Ｅ—因子是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少来衡量合成反应对环境造成的影响。 Ｅ－因子＝废弃物的质量（ｋｇ）／预期产物的质量（ｋｇ） 这里的废弃物是指预期产物之外的所有副产物，包括反应后处理过程产生的无机盐等。显然，要减少废弃物使Ｅ—因子较小，其有效途径之一就是改变经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 ．环境商（ＥＱ） 环境商（ＥＱ）是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少、物理、化学性质及其在环境中的毒性行为等综合评价指标来衡量合成反应对环境造成的影响。 ＥＱ＝Ｅ×Ｑ 式中Ｅ为Ｅ—因子，Ｑ为根据废物在环境中的行为所给出的对环境不友好度。ＥＱ值的相对大小可以作为化学合成和化工生产中选择合成路线、生产过程和生产工艺的重要因素。 为此，Ｗｅｎｄｅｒ教授认为：一种理想合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。这正是绿色合成的目标。 目前，绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂（如在催化氧化过程中只以空气中的氧气作为氧源）、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品（如使用固态酸以取代传统的腐蚀性酸）、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和

绿色合成反应工艺

绿色合成反应工艺 摘要：绿色化学、绿色合成和原子经济性，绿色合成已经取得的进展。 以改变合成中所用原料、试剂、溶剂，采用固相合成和催化剂 及计算机辅助绿色合成设计等方面的新成就。 关键词：绿色合成，原子经济性，环境污染，化学设计 前言：传统的化学工业生产破坏了人类的生存环境，绿色化学针对此问题，利用高效的合成方法，在获取新物质的同时充分利用每个原料原子，实现“零派放”，解决了环境污染的问题。 正文： 合成化学的发展在人类历史上起着非常重要的作用，尤其是有机合成的发展，更是对人类社会进步起着巨大的推动作用。进入80年代以后，随着工业的发展，全球性的环境污染和生态破坏越来越严重，能源和资源的短缺也日益困扰着人们。随着新世纪的到来，国际社会和公众越来越关注与社会经济可持续发展关系密切的环境、生态和资源等有关问题，这类问题已被提到战略的高度。各国纷纷出台了愈来愈严厉的环保法规，促使化学化工界把注意力转移到从源头上杜绝或减少废弃物的产生，即原始污染的预防而并非等产生污染后再治理。一门新的化学分支学科——绿色化学应运而生。 绿色化学，亦称环境无害化学或环境友好化学，是用化学的技术和方法消除那些对人类健康或环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂的使用和副(废)产物等的产生，力求使化学反应具有“原子经济性”，实现废物的“零排放”，其目标是把传统化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”变为“从源头上根除污染”，是当今国际化学科学研究的前沿学科之一。 一，绿色合成的目标 绿色合成的目标，应当是符合绿色化学的要求，实现理想的合成。理想的合成指的是用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把廉价易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。实现理想的合成，有两个定量的指标：其一是原子经济性；其二是E指数。

绿色有机合成

有机合成 综述题目绿色有机合成 学生姓名 所在学院化学化工学院 专业及班级分析化学 完成日期2013年12月18日

绿色有机合成 摘要：绿色有机合成是指采用无毒、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品合成，其目的是通过新的合成方法，开发制备单位产品产污系数最低，资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术，从根本上消除或减少环境污染。首先介绍了绿色化学的概念，特点及绿色合成的目标；然后从原料的绿色化、溶剂的绿色化、催化剂的绿色化及合成方法的绿色化等多方面综述了绿色有机合成过程与技术的研究。 关键词：绿色，有机合成，原料，溶剂，催化剂，合成方法 0.前言 有机合成为人类提供了绚丽多彩的染料、丰产优质的肥料和农药、疗效显著的药物、性能优良的材料等多种多样的功能性化学品，但许多有机化学品在生产过程中不断向大气、土壤和水中排放大量有毒有害物质，污染了环境，给人类的健康和社会的持续发展带来了严重的危害。同时企业因治理污染消耗了巨额资金，制约了企业自身的发展，而这种先污染后处理的效果往往又不佳，因此，人们逐渐认识到环境保护的首选策略是在源头上防止污染生成，这就是目前备受重视的绿色化学和原子经济性的主要内涵。化学反应原子经济性的目标是使原料分子中的原子更多或全部转化成最终所希望的产品的原子。绿色化学是从源头上消除污染的一项措施，其内容包括新设计或重新设计化学合成、制造方法和化工产品来消除污染源，是最理想的环境污染防止方法[1]。 随着社会不断进步，如何使化学在创造物质财富的同时保护人类赖以生存的环境，确保人身健康和安全，实现可持续发展已成为无法回避的问题，这也是对化学工作者提出的严峻挑战。为此，化学家在20世纪90年代初，提出了与传统的治理污染完全不同的“绿色化学”的概念，即如何从源头上减少甚至消除污染的产生。因此要求任何一个化学活动，包括化学原料的使用、化学和化工过程以及最终的产品，都应该对人类的健康和环境是友好的。近20 年来，绿色化学得到了飞速的发展，已成为一个多学科交叉的新的研究领域，是“科技引领可持续发展”的重要内容。其中，符合“绿色化学”基本原理和目标的“绿色有机合成化学”的发展尤为引人关注。最近，Chemical Reviews，Accounts of Chemical Research 等国际著名期刊相继以“绿色化学”为主题出版了专辑。 近年来，随着国家对绿色化学的日益重视，我国绿色有机合成化学领域的专家学者在包括不对称催化反应在内的高选择性及原子经济性有机反应、惰性化学键如C-H的活

有机电化学合成及研究进展

有机电化学合成及其发展方向 摘要 介绍有机电化学合成的原理，研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。 关键词 有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Abstract In this paper，the principle and the research method of organic electro- ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co- mparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry; 引言部分 以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1]。 有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比，有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的，一般无需加入氧化还原试剂，可在常温常压下进行，通过调节电位、电流密度等来控制反应，便于自动控制。这样，简化了反应步骤，减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求，而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说，有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学，中国走可持续发展战略，在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的

乙基麦芽酚的绿色合成工艺

2012年秋季学期 绿色化学工艺课程综述乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 姓名：蓝卫 学号：12S025022 专业：化学工艺 日期：2012.12.9

乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 摘要：乙基麦芽酚作为一种常用的添加剂，广泛应用于食品、香烟、药物、饮料、牙膏、化妆品等多种日用化工行业，而对于其合成工艺的探索也从未停止。近年来随着绿色化学工艺的兴起和可持续发展战略的要求，以糠醛为原料的“一釜全合成法”由于会产生大量镁浆和废盐酸等环境污染物，显然已经不适合现在的发展需求，本文以此为出发点重点介绍了两种合成乙基麦芽酚的绿色化学新工艺，并且对于它们的优缺点和工业可行性进行了分析。 关键词：乙基麦芽酚；绿色化学；合成工艺 1 概述 2-乙基-3-羟基-4H-吡喃酮(2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyranone-4)，即乙基麦芽酚，结构式为： 它是一种白色针状或白色结晶粉末，熔点89-93℃，易溶于热水、乙醇、丙二醇和氯仿，具有持久的焦糖和水果香气，稀溶液具有甜的果香味。乙基麦芽酚及其同系物是国际上公认的香味增效剂，已被广泛用于日用化工等行业。近年来，发现其对抑制人体中的过氧化物，抗衰老有一定的治疗作用[1-2]。由于麦芽酚及同系物含双氧供电子基（羟基氧和碳基氧），很容易同大多数金属离子形成无毒副作用的配合物，进一步拓宽了在医药学领域中的应用[3-5]。例如，对糖尿病，高血压，肥胖症，控制金属离子在体内的堆积，辅助某些同位素对病症进行放射诊断和治疗等。以往乙基麦芽酚和麦芽酚的合成路线较多，按照反应起始物和反应进程的不同，乙基麦芽酚和麦芽酚的合成大致可分为以下几种方法：曲酸法(半合成法)、焦袂糠酸法、糠醇法、糠醛法(全合成法)、电解氧化法、有机闭环法等路线。而工业上大多采用以糠醛法，此方法具有设备简单，条件温和，产品易提纯等优点，而且收率能达到50%-60%[6]。 但是随着近代绿色化学的兴起和可持续发展战略的要求，传统的糖醛合成法消耗大量有毒有害的氯气[7]，反应物会严重腐蚀设备仪器、对人体有害，还会产生大量的高含盐量、超低浓度的废盐酸和含大量杂质的废弃镁浆[8]，已经很难达到国家的排放标准。绿色化学的主要特点是原子经济性[9]，也就是说，在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料的原子，实现“零排放”。因此，它既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。因此，设计并采用新的绿色工艺合成乙基麦芽酚很有必要，下面介绍两种新工艺，即电解氧化法[10]和绿色循环法[11]。

有机合成实现绿色合成的途径.doc

有机合成实现绿色合成的途径- “ 一、绿色合成的目标及其研究方向 化学作为自然科学的一个重要领域，在丰富人类知识宝库和满足人们衣食往行等各方面需求中，发挥着积极的和不可替代的重要作用。然而无可讳言的是，由于在化学过程中以适当地使用对人类健康和对环境有害的原料和溶剂以及污染性废物的大量排放，一些化学过程也给人类的健康和生活环境带来了严重的不利影响。为此，人们相继提出了绿色化学理念，其目的是在继续发挥化学的积极作用的同时而将其危害人类健康和人类生存环境的负面影响减少到最小。有机合成作为化学合成的重要组成部分，在绿色化学中居于举足轻重的地位；在绿色化学及其理念指导下，最终要实现绿色合成。绿色合成的目标应当是实现符合绿色化学要求的理想合成。 实现理想合成，有三个定量指标：原子经济性、环境因子和环境商。 1．原子经济性 原子经济性概念认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子，使之结合到目标分子中，以实现最低排放甚至零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量： 原子利用率＝（预期产物的分子量／全部生成物的分子量总和）×100％ 原子经济性的特点是最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放。 2．环境因子（Ｅ） 环境因子和环境商都是由荷兰有机化学家ｓｈｅｌｄｏｎ

提出来的。Ｅ—因子是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少来衡量合成反应对环境造成的影响。 Ｅ－因子＝废弃物的质量（ｋｇ）／预期产物的质量（ｋｇ）这里的废弃物是指预期产物之外的所有副产物，包括反应后处理过程产生的无机盐等。显然，要减少废弃物使Ｅ—因子较小，其有效途径之一就是改变经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 3．环境商（ＥＱ） 环境商（ＥＱ）是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少、物理、化学性质及其在环境中的毒性行为等综合评价指标来衡量合成反应对环境造成的影响。 ＥＱ＝Ｅ×Ｑ 式中Ｅ为Ｅ—因子，Ｑ为根据废物在环境中的行为所给出的对环境不友好度。ＥＱ值的相对大小可以作为化学合成和化工生产中选择合成路线、生产过程和生产工艺的重要因素。 为此，Ｗｅｎｄｅｒ教授认为：一种理想合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。这正是绿色合成的目标。 目前，绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂（如在催化氧化过程中只以空气中的氧气作为氧源）、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品（如使用固态酸以取代传统的腐蚀性酸）、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和最小化反应废弃物的产生等。 二、有机合成实现绿色合成的途径

乙基麦芽酚的绿色合成工艺

乙基麦芽酚的绿色合成工 艺 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

2012年秋季学期 绿色化学工艺课程综述 乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 姓名：蓝卫 学号：12S025022 专业：化学工艺 日期：乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 摘要：乙基麦芽酚作为一种常用的添加剂，广泛应用于食品、香烟、药物、饮料、牙膏、化妆品等多种日用化工行业，而对于其合成工艺的探索也从未停止。近年来随着绿色化学工艺的兴起和可持续发展战略的要求，以糠醛为原料的“一釜全合成法”由于会产生大量镁浆和废盐酸等环境污染物，显然已经不适合现在的发展需求，本文以此为出发点重点介绍了两种合成乙基麦芽酚的绿色化学新工艺，并且对于它们的优缺点和工业可行性进行了分析。 关键词：乙基麦芽酚；绿色化学；合成工艺 1 概述 2-乙基-3-羟基-4H-吡喃酮(2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyranone-4)，即乙基麦芽酚，结构式为： 它是一种白色针状或白色结晶粉末，熔点89-93℃，易溶于热水、乙醇、丙二醇和氯仿，具有持久的焦糖和水果香气，稀溶液具有甜的果香味。乙基麦芽酚及其同系物是国际上公认的香味增效剂，已被广泛用于日用化工等行业。近年来，发现其对抑制人体中的过氧化物，抗衰老有一定的治疗作用[1-2]。由于麦芽酚及同系物含双氧供电子基（羟基氧和碳基氧），很容易同大多数金属离子形成无毒副作用的配合物，进一步拓宽了在医药学领域中的应用[3-5]。例如，对糖尿病，高血压，肥胖症，控制金属离子在体内的堆积，辅助某些同位素对病症进行放射诊断和治疗等。以往乙基麦芽酚和麦芽酚的合成路线较多，按照反应起始物和反应进程的不同，乙基麦芽酚和麦芽酚的合成大致可分为以下几种方法：曲酸法(半合成法)、焦袂糠酸法、糠醇法、糠醛法(全合成法)、电解氧化法、有机闭环法等路线。而工业上大多采用以糠醛法，此方法具有设备简单，条件温和，产品易提纯等优点，而且收率能达到50%-60%[6]。 但是随着近代绿色化学的兴起和可持续发展战略的要求，传统的糖醛合成法消耗大量有毒有害的氯气[7]，反应物会严重腐蚀设备仪器、对人体有害，还会产生大量的高含盐量、超低浓度的废盐酸和含大量杂质的废弃镁浆[8]，已经很难达到国家的排放标准。绿色化学的主要特点是原子经济性[9]，也就是说，在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料的原子，实现“零排放”。因此，它既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。因此，设计并采用新的绿色工艺合成乙基麦芽酚很有必要，下面介绍两种新工艺，即电解氧化法[10]和绿色循环法[11]。 2 传统合成工艺—糖醛法

有机合成实现绿色合成的基本途径

有机合成实现绿色合成的基本途径 摘要：绿色有机合成，是指利用一定的化学的技术和方法减少或消除那些对人体健康、社会安全、生态环境等有害的原料、溶剂、催化剂、产物及副产物等的使用和生产。结合笔者相关工作体会，本文主要对实现绿色合成的基本途径以及新技术、新方法进行了探讨。 关键词：绿色有机合成；基本途径 前言：随着化学工业的不断发展，现代绿色合成化学正向着生态友好型、原子经济性及高选择性的方向发展，因此，未来对绿色化学的研究的将在于寻找新的绿色合成路线和合成方法，无毒无污染的合成技术的研究和发展成为绿色化学的重要研究内容，而且基础化学实验已经在能源、资源等方面的有效利用上向新技术、新工艺方向取得了长足的进步。因此，化工实验需要改进，以合成技术为主体和突破点，寻求无污染、高利用率的绿色工艺，从实验与应用技术的出发点上把握精细化工绿色化的途径和方法。 一、实现绿色合成的基本途径 （一）运用高效的多步合成技术 在药物、农用化学品等精细化学品的合成中，往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成，近年来，研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应，使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行，无需分离出中间体，又不产生相应的废弃物，和环境保持友好；后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行，而每步反应都是下步反应所必需的，而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中，这是一类高效的合成方法。 （二）发展和应用安全的化学品 发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂，以及其他实用化学用品，是实现绿色合成最直接的一环。可以采取适当的手段使某一分子的毒性降低而不影响其功能。例如，腈类化合物的毒性，认为是由于腈类分解而生成氰离子产生的。若将腈的α位进行取代，使其难生成自由基而不产生氰离子，则可使毒性降低，而反应功能不受影响。又如，人们开发的新型化工原料碳酸二甲酯，以其较高的反应活性和低微的毒性，代替了剧毒的光气和硫酸二甲酯，从而被誉为21世纪的“绿色化工原料”。 二、绿色合成的新方法和新技术 近几十年，科学家们致力于开发新的合成方法或技术，以期实现使用安全的化学试剂和溶剂，如CO2超临界流体、等离子体态下反应，减少有机溶剂的使用，从而降低了环境污染，同时提高反应的选择性，节省能量；改变合成的环境，

合成香料的定义及发展

合成香料 工艺142周宇杰 摘要：合成香料也称人工合成香料，是人类通过自己所掌握的科学技术，模仿天然香料，用不同的原料，经过化学或生物合成的途径制备或创造出的某一“单一体”香料。可以说合成香料的安全性甚至比天然提取物更有保障，合成香料可以看作是天然香料的工业制造版本，和自然界生成的“天然产物”也并没有什么差异。而在经济全球化的当代社会，我国合成香料产业虽面临挑战，但也在富有活力的成长着，相信不远的将来，必将能见证到其蓬勃发展。 关键词：人造合成香精应用 正文： 第一章：人造香料的定义 而所谓的人造香料（也称人工合成香料），是人类通过自己所掌握的科学技术模仿天然香料，经过化学或生物合成的途径制备或创造出的某一“单一体”香料。而目前世界上合成香料已达5000多种，常用产品有400多种，该香料工业已成为精细有机化工的重要组成部分。 对合成香料的分类方法主要有两种:一是按官能团分类，可分成：酮类香料、醇类香料、酯、内酯类香料、醛类香料、烃类香料、醚类

香料、腈类香料和其他香料；二是按碳原子骨架分类，可分为：脂肪族类、芳香类、萜烯类、合成麝香类及含氮、含硫、杂环和稠环类等香料，可谓多种多样。 第二章：发展历史 最早的制造合成香料是在1834年，人工合成了硝基苯，之后发现了冬青油的主要成分是水杨酸甲酯，苦杏仁油的主要成分成分是苯甲醛，并且成功用化学方法合成了这些香料。在1868年人们又合成了干草的香气成分香豆素，随后紫罗兰酮和硝基麝香等也相继出现，这些发现成为了合成香料发展中的重要里程碑。 而由于天然精油生产受自然条件的限制，加上有机化学工业、合成香料工业的发展，自20世纪50年代以后合成香料发展迅速，一些原本来自精油的萜类香料如芳樟醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、柠地醛等已先后用半合成法或全合成法投入生产，产量相当可观。此外，还有一系列在自然界未曾发现的新型香料如铃兰醛、新铃兰醛、五甲基三环异色满麝香等陆续出现。更是得益于调香师的努力，调香也逐渐由自然派向真实派、印象派、表现派、表现派与真实派相结合发展，直到目前它还在不断向前发展，等待着人们继续摸索、创新。 而中国合成香料的生产发展也是在20世纪50年代以后，以上海、天津等地较为集中。生产所用主要原料有香茅油、山苍籽油、芳樟油、黄樟油、柏木油、松节油、蓖麻油、杂醇油、芳烃和酚类等。大小产品共600余种，其中香兰素、香豆素、苯乙醇、洋茉莉醛和人造檀香

实现绿色合成的的方法

实现绿色合成的的方法： 1.开发“原子经济性”反应：开发合成效率是当今化学合成关注的焦点。包括两个方面：一是选择性（提高烃类氧化反应选择性）二是原子经济性，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中。一个有效的反应不但要有高度的选择性，而且必须具备较好的原子经济性尽可能充分的利用分子中的原子。理想原子经济的合成反应应该是原料分子中原子百分之百的转化到产物中，不许附加或仅仅需要无损耗的催化剂。例如下列反应：A+B C+D其中C为产物，D为副产物。在原子经济的反应中，D应减至非常小或接近于零。目前有些有机原料的生产已采用原子经济反应，如丙烯氢甲酰化制丁醛，甲醛羰化制醋酸，乙烯或丙烯的聚合，乙烯直接氧化成环氧乙烷。 2.选用更“绿色化”的起始原料和试剂为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性，在现有化工生产中仍使用剧毒的光气氢氰酸等作原料。为了人类健康和社区安全，需用无毒无害的原料来代替它们生产所需的化工产品。在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种用胺类和二氧化碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer开发成功。Tundo 报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究开发了在固态熔融的状态下采用双酚A碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术，它取代了常规的光气合成路线并同时实现了两个绿色化目标，一是不用有毒有害的原料，二是由于反应在熔融状态下进行，不使用作为溶剂的可以的致癌物-甲基氯化物。 3.采用无毒无害的高效催化剂，相对于化学当量的反应，高选择性，高效的催化反应更符合绿色化学的基本要求。许多有机合成反应中，液体酸或碱时常用的催化剂，其价格便宜催化效率高，但对设备腐蚀严重，污染大，副反应多后处理困难。为克服传统催化带来的危害，研究和开发新型绿色催化剂成了目前最前沿的热点之一。较成功的有各种新型分子筛催化剂，固体超强酸或碱催化剂，杂多酸催化剂，夹层固体催化剂及想转移催化剂。这些新型催化剂催化能力均优于传统酸碱催化剂。同时对环境友好，目前正大量应用于有机合成中。生物催化剂是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集新兴学科，是化工领域的一项重要技术。因具有转化条件温和，选择性高制造成本低等优势，生物催化已在一些新产品的研制和新工艺的开发中发挥了重要作用。生物催化的核心是生物催化剂，如利用酶催化技术进行不对称化合物的合成已取得成效。有机酸如柠檬酸，衣康酸，葡萄糖酸等化工原料现在也可用生物技术进行合成。在不对称合成中催化不对合成是最有效的方法。通过不对称催化不但可以提供医药、农药、精细化工所需的关键中间体，而且可以提供环境友好的绿色合成方法。催化不对称合成主要包括催化不对称氢化反应，氢硅烷化反应，氢甲酰化反应，氢酯化反应，环丙烷化反应，环氧化反应，不对称酮还原反应，糖类衍生物催化反应和酶催化反应。 4.采用无毒无害的溶剂，当前广泛使用的试剂是易挥发性的有机物，会造成较重的环境污染，采用无毒无害的溶剂代替有机化合物溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。首先考虑到的是水溶液。水是自然界中最丰富的溶剂，无毒无害且廉价。水相中的有机反应操作简便安全，不用担心易燃易爆等问题。在有机合成中，可省略诸如官能团的保护等合成步骤，其疏水性效应可以提高反应速率和选择性，是理想的绿色溶剂。其次可以选用超临界和近临界流体溶剂，特别是超临界二氧化碳。超临界二氧化碳有适中的临界压力和温度，来源广泛，无毒廉价并

合成香料的定义及发展

合成香料 工艺142周宇杰 1404110226 摘要：合成香料也称人工合成香料，是人类通过自己所掌握的科学技术，模仿天然香料，用不同的原料，经过化学或生物合成的途径制备或创造出的某一“单一体”香料。可以说合成香料的安全性甚至比天然提取物更有保障，合成香料可以看作是天然香料的工业制造版本，和自然界生成的“天然产物”也并没有什么差异。而在经济全球化的当代社会，我国合成香料产业虽面临挑战，但也在富有活力的成长着，相信不远的将来，必将能见证到其蓬勃发展。 关键词：人造合成香精应用

正文： 第一章：人造香料的定义 而所谓的人造香料（也称人工合成香料），是人类通过自己所掌握的科学技术模仿天然香料，经过化学或生物合成的途径制备或创造出的某一“单一体”香料。而目前世界上合成香料已达5000多种，常用产品有400多种，该香料工业已成为精细有机化工的重要组成部分。 对合成香料的分类方法主要有两种:一是按官能团分类，可分成：酮类香料、醇类香料、酯、内酯类香料、醛类香料、烃类香料、醚类香料、腈类香料和其他香料；二是按碳原子骨架分类，可分为：脂肪族类、芳香类、萜烯类、合成麝香类及含氮、含硫、杂环和稠环类等香料，可谓多种多样。

第二章：发展历史 最早的制造合成香料是在1834年，人工合成了硝基苯，之后发现了冬青油的主要成分是水杨酸甲酯，苦杏仁油的主要成分成分是苯甲醛，并且成功用化学方法合成了这些香料。在1868年人们又合成了干草的香气成分香豆素，随后紫罗兰酮和硝基麝香等也相继出现，这些发现成为了合成香料发展中的重要里程碑。 而由于天然精油生产受自然条件的限制，加上有机化学工业、合成香料工业的发展，自20世纪50年代以后合成香料发展迅速，一些原本来自精油的萜类香料如芳樟醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、柠地醛等已先后用半合成法或全合成法投入生产，产量相当可观。此外，还有一系列在自然界未曾发现的新型香料如铃兰醛、新铃兰醛、五甲基三环异色满麝香等陆续出现。更是得益于调香师的努力，调香也逐渐由自然派向真实派、印象派、表现派、表现派与真实派相结合发展，直到目前它还在不断向前发展，等待着人们继续摸索、创新。 而中国合成香料的生产发展也是在20世纪50年代以后，以上海、天津等地较为集中。生产所用主要原料有香茅油、山苍籽油、芳樟油、黄樟油、柏木油、松节油、蓖麻油、杂醇油、芳烃和酚类等。大小产品共600余种，其中香兰素、香豆素、苯乙醇、洋茉莉醛和人造檀香等在国际市场上已有相当声誉。

绿色有机合成化学

绿色有机合成化学 摘要：随着化工科技的飞速发展，化学为人类带来的益处越来越大。例如：药品的发展有助治愈不少疾病，延长人类的寿命；聚合物科技创造新的制衣和建造材料；农药化肥的发展，控制了虫害，也提高了生产。然而，制造这些化学品时，亦带来了新的问题，也就是对环境造成污染。今天，研究人员正努力应付各种环境问题，探讨各种物质对环境造成之影响及研究怎样清除污染。对持久的发展来说，补救环境工作是必要的，但仍有不足之处。于是，“绿色有机化学”的理念被提了出来。 关键字：绿色化学有机合成原子经济性应用 1.绿色有机合成化学的定义 绿色有机合成化学是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂, 选择具有高选择性、高转化率, 不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成, 其目的是通过新的合成反应和方法, 开发制备单位产品产污系数最低, 资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术, 从合成反应入手, 从根本上消除或减少环境污染。 2.绿色有机合成化学的研究内容 绿色有机合成化学是对传统化学的挑战, 是对传统化学思维方式的更新和发展, 因此, 绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究, 打破传统的化学反应, 设计新的对环境友好的化学反应。包括: ①使用无毒无害的原料; ②利用可再生资源; ③新型催化剂的开发研究;④不同反应介质的研究; ⑤寻找新的转化方法; ⑥设计对人类健康和环境安全的化学产品。 3.绿色有机合成化学的合成目标 绿色合成的目标,应当是符合绿色化学的要求,实现理想的合成。实现理想的合成,有两个定量的指标:其一是原子经济性;其二是E 指数。 3.1原子经济性 原子经济性概念是化学家Trost 提出的,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,即原料分子尽可能百分之百地转变为产物,不需要附加,或仅仅需要无损耗的催化剂,使排放接近零。合成中原子的经济性,可用原子利用率来衡量: 原子经济性/ % = (预期产物的分子量/ 反应产物的原子量总和) ×100 % 原子经济性这一概念,引导着人们在设计合成途径中,如何经济地利用原子,避免使用保护基团,避免离去基团产生,从而保持与环境友好。 3.2 E 指数 E指数是化学家Sheldon 提出来的。它是从化工生产中的环保、高效、经济角度出发,通过化工流程的排废量来衡量合成反应的。 E 指数= 废弃物(kg) / 预期产物(kg) 这里的废弃物是指预期产物之外的任何副产物,包括反应后处理过程产生的无机盐。显然,要减少废弃物使E 指数较小,很重要的一方面是改变许多经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 3.3 理想的合成 单纯用原子经济性和E 指数这两个概念去评价合成反应是否理想是不够全面的,至少还应考虑到废弃物对环境的危害程度及单位时间单位反应器体积生产物质量。为此,Wender 教授对理想合成作出了完整的定义[7 ] :一种理想(最终是有效的) 合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然、或设计的目标分子定义提出的标准,也正是绿色合成的目标。绿色化学的应用

电化学在制备纳米材料方面的应用

电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中，机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高，生产成本高；化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域，同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质，但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比，电化学制备方法主要具有以下优点：1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多；2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控，在技术上困难较小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；3、常温常压操作，避免了高温在材料内部引入的热应力；4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长，可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理，并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比，电沉积法具有以下优点：(1)晶粒尺寸在1~100 nm内；(2)

电化学合成碘仿

实验九、电化学合成碘仿 一、实验目的 1．了解电化学方法在有机合成中的应用。 2．初步掌握电化学合成碘仿的基本原理和基本操作。 二、实验原理 卤仿反应 有机化合物与次卤酸盐作用产生卤仿的反应叫卤仿反应，分两步进行 （1）醛酮的α-甲基的完全卤代作用（碱催化）：反应式如下 CH3-CH(R)O+3NaOX→CX3-C(R)HO+3NaOH （2）三卤代醛（酮）的碳链碱性裂解作用，反应式如下 CX3-C(R)HO+NaOH→CHX3+(R)HCOONa. 能起卤仿反应的化合物： 1 具有CH3C O H(R) 结构的化合物 2 具有CH3CHOH R(H) 结构的化合物 当上述反应中的X为I时称为碘仿反应。碘仿为黄色六角形结晶，熔点120 ℃，遇高温分解而析出碘；不溶于水，能溶于醇、醚、醋酸、氯仿等有机溶剂；有特殊气味，容易嗅出，作为鉴定比氯仿和溴仿好，并且反应非常灵敏，所以在有机分析上碘仿反应是测定新化合物的结构和鉴定未知物的重要手法。可用以鉴定具有乙酰基(CH3CO)或其他可被氧化成该基团的化合物，如乙醛、丙酮、乙醇、异丙醇、乳酸、醌类或间二羟酚类等。外科用作消毒剂。 电化学合成碘仿 在电化学反应中，物质的分子或离子与电极间发生电子的转移，在电极表面生成新的分子或活性中间体，再进一步反应生成产物。在碘化钾-丙酮水溶液中进行电解，在阳极碘离子失去电子被氧化生成碘，碘在碱性溶液中变成次碘酸根离子，再与丙酮（或者乙醇）作用生成碘仿，反应如下：

阴极：2H2O +2e →2OH-+H2 阳极：2I--2e→I2 I2 +2OH-→IO- +I- +H2O CH3COCH3 +3IO- →CH3COO- +CHI3 +2OH- 三、仪器与药品 仪器：烧杯，直流电源，石墨棒 药品：碘化钾（6g）、丙酮(1 ml)、蒸馏水 四、实验步骤 用一个150 ml烧杯作为电解槽，用2根直径为6 mm旧的1号电池的石墨棒做电极，把它们垂直地固定在硬纸板或有机玻璃上。向烧杯中加如100 ml蒸馏水、6gKI，溶解后加入1ml丙酮，将烧杯放置在电磁搅拌器上慢慢搅拌，接通电源（10V），这时在电解槽阳极会有晶体（碘仿）析出。电解30 min，切断电源，停止反应。 阳极析出的终产物：碘仿——淡黄色晶体 注意事项 1．电极浸入电解液的高度约为40 mm。 2．纯净的碘仿为黄色晶体，但用石墨做电极时，析出的晶体呈灰绿色，是因为混有石墨，需要精制。

绿色化学合成研究进展

绿色化学合成研究及进展 摘要：阐述了绿色化学的概念、发展状况和存在的问题，探讨绿色化学在化学合成的重要性以及必要性。并结合传统化学合成方法与新型绿色合成方法讨论传统化学以及绿色化学的优缺点。 关键词：绿色化学合成传统化学 1引言 化学是研究物质的性质、结构、组成及其变化规律的科学。它是一门实用的“中心学科”，与数学、物理学等学科共同构成当代自然科学迅猛发展的大基础[1]。化学与其他学科的交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。在人类发展历程中, 贯穿人类进步的主线是人类对物质世界认识的不断深化利用、改造和创造物质能力的不断提高。其发展过程可以分为3 个阶段: 第一阶段, 人类活动只为满足生存的基本需要; 第二阶段是要满足日益增长的生存质量的需要; 到第三阶段,则不仅要保证现今地球上的人类的生存质量, 也要保证未来子孙后代的需要。 近年来, 人类利用化学科学的成就, 创造和生产出大量的化学物质, 不断地满足人类社会的经济和文化需求, 为人类的进步作出了巨大的贡献。然而在化学变化过程中, 常有伴随着副反应生成的副产物、催化剂、分离提纯过程中形成的废弃混合物以及在反应过程中易挥发的有毒有害气体等排放到大气、水体、土壤等周边环境。化学在开发天然资源满足人类的生活需要方面作出巨大贡献的同时, 也给人类赖以生存的地球环境带来了污染, 直接威胁着人类生存的可持续发展, 因此化学科学的发展面临着挑战。人们在享受化学工业给医疗保健、娱乐及衣食住行等方面带来巨大进步的同时, 也逐步意识到其对人类健康、社区安全、生态环境的危害。因此, 可持续发展成为人类科研和生产的重要课题。为了解决这一问题, 人们提出了预防污染的新概念, 即从污染的源头减少甚至避免污染物的产生。绿色化学的概念由此应运而生。 1.1绿色化学概述 绿色化学又称为环境友好化学, 是指在制造和应用化学品时, 应有效利用原料, 消除废物和避免使用有毒、危险的化学试剂和溶剂, 并建立环境友好的生产工艺, 使化学工业可持续发展。其目的是节约资源, 从源头防止污染, 将治理环境从治标转向治本[2]。美国化学会提出, 绿色化学是旨在减少或降低化学产品的生产过程中有害物质的使用和产生的设计。绿色化学, 要求把现有化工生产技术路线从先污染, 后治理, 改变为从源头上根除污染。绿色化学的理想在于采用原子经济反应, 即原材料中的每一个原子都进入产品, 不产生任何废物, 实现废物的零排放, 以及不采用有毒、有害的原料、催化剂和溶剂, 生产出环境友好的产品。从科学的观点来看, 绿色化学的要求将导致化学学科基础性的变迁。绿色化学的核心内容是原子经济性, 即在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部( 100% ) 转变成产物, 不产生副产物或废物, 即实现废物的零排放。 绿色化学的主要内容：①开发新型原子经济性、高选择性反应, 特别是新型催化剂的开发和研制; ②可再生资源和矿物的各种成分的多级、多层次转化和高效综合利用; ③新反