淺談綠色有機合成研究現(xiàn)狀與展望

吳健蓉

（國家硅材料深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心東海研究院，江蘇連云港 222300）

當(dāng)前，化學(xué)工業(yè)在我國經(jīng)濟建設(shè)中占據(jù)著重要的地位。但是由于傳統(tǒng)的化學(xué)工藝存在許多缺點，，因此，導(dǎo)致化學(xué)工廠在生產(chǎn)加工中，釋放大量的污染物質(zhì)，對環(huán)境造成不良的影響。那么，作為現(xiàn)代化學(xué)企業(yè)，想要解決這個問題，必須要引用先進的綠色有機合成技術(shù)，這樣才可以得到更好的發(fā)展。

1 概述綠色有機合成

談到綠色有機合成，相信大家都是非常陌生的。其實，綠色有機合成是廠家生產(chǎn)加工的時候，從選擇原料，加工過程，到產(chǎn)品都必須要實現(xiàn)綠色化。在這個過程中，需要做到三個方面的綠色化，分別是溶劑的綠色化、原料的綠色化以及催化劑的綠色化。下面就跟大家具體介紹一下每種綠色化。其一，溶劑的綠色化。這種綠色化技術(shù)包括的化學(xué)元素有水溶劑、離子液體、超臨界液體以及超臨界二氧化碳等等。其二，原料的綠色化。這種綠色化技術(shù)要求所有的原料在加工中不會散發(fā)有毒氣體或者有毒物質(zhì)，比如：甲醛、放射性物質(zhì)以及苯等等。其三，催化劑的綠色化。這種綠色化包括的化學(xué)元素有金屬催化劑、固體酸催化劑以及酶催化劑等等。并且綠色有機合成方式是通過使用物理方法，促使產(chǎn)品在加工過程中出現(xiàn)多組、化學(xué)和串聯(lián)反應(yīng)。一般來說，科學(xué)家在研究綠色有機合成的時候，主要圍繞三個方面展開，也就是催化劑、原料和溶劑的綠色化。而且包括一些先進的工程和技術(shù)，比如：細胞、基因、微生物和酶工程，生物、超聲波、膜以及微波技術(shù)等。那么，這些先進技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上，可以促使我國綠色有機合成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的越來越好。

2 綠色有機合成的具體方法

2.1 采用綠色環(huán)保的溶劑

因為有機溶劑在使用的過程中，容易揮發(fā)多種有毒的氣體，所以其也成為有機合成工廠的重要污染源之一。并且部分鹵代徑溶劑對大氣中的臭氧層造成嚴重的影響。而綠色有機合成本身盡量不要使用或者少量使用溶劑，以免在大氣層和自然環(huán)境造成不良的影響。

2.2 溶劑選擇超臨界二氧化碳

超臨界二氧化碳，簡單來說，就是壓力和溫度在其臨界點上面的二氧化碳。相對于其它類型的二氧化碳來說，這種二氧化碳的明顯優(yōu)勢在于其具有普通液態(tài)溶劑的密度、傳播速度迅速以及氣體可以縮小等多個特點，而且其還具有價格實惠、綠色環(huán)保等特點。通過超臨界二氧化碳介質(zhì)合成的產(chǎn)品，在有些情況下，其效果遠遠高于價格一般的普通有機溶劑。[1]這種方式的典型反應(yīng)包括二氧化催化氫化只甲酸，而我國傳統(tǒng)的溶劑是非均想反應(yīng)。但是在超臨界二氧化碳中，氫化屬于一種均相反應(yīng)，原子利用效率相對較高。

2.3 溶劑用水制作

大多數(shù)有機化合物本身的極性相對較低，水溶性不高。因此，在有機溶劑中主要都是有機合成。但是因為水是非常廉價的、綠色環(huán)保，所以在綠色有機合成中，水相反應(yīng)是其主要化學(xué)反應(yīng)之一。根據(jù)一些研究報告指出。在一些反應(yīng)中將水用作溶劑其產(chǎn)率和立體選擇性遠遠高于有機合成反應(yīng)。

2.4 研發(fā)原子經(jīng)濟性反應(yīng)

美國某位化學(xué)家1991年提出一個影響力很大的概念，那就是原子經(jīng)濟性概念，其概念中指出制作材料分子如何演變成產(chǎn)物。良好的原理中經(jīng)濟反應(yīng)，就是指原子材料中的每個分子全部轉(zhuǎn)化為一種產(chǎn)物，而且絕對不會產(chǎn)生任何的廢物和副產(chǎn)物。從某種意義上，真正實現(xiàn)“零排放”污染物體。

2.5 不斷改進生產(chǎn)加工工藝

當(dāng)前，有些合成反應(yīng)是存在問題的，廠家為了可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要不斷改進生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)綠色化的最終目標。[2]并且確保工作人員處理“三廢”的時候，不會出現(xiàn)任何的污染物質(zhì)，只有這樣，才可以有效避免污染情況的出現(xiàn)。另外，在生產(chǎn)工藝上，應(yīng)該堅持綠色環(huán)保的理念，這樣不僅可以降低廠家的投資成本，而且保護大氣和自然環(huán)境。

2.6 注重催化劑的選擇，加強綠色環(huán)保意識

相信大家都知道，在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)加工過程中，催化劑是必不可少的重要加工原料。近年來，隨著化學(xué)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場出現(xiàn)越來越多新興的催化技術(shù)或者催化材料。由此可以看得出來，在綠色有機合成中，催化劑的作用相當(dāng)大，也是不可少的。對于大多數(shù)化學(xué)工業(yè)來說，想要實現(xiàn)綠色化，必須要保證所選擇催化劑是無污染的。同時，因為酶催化自身的特點非常強，比如：專一性強、條件無刺激以及效率高等。所以這種綠化催化劑是相當(dāng)理想的，也被社會上越來越多的人重視。除此之外，有些固體支持劑價格較為便宜，不會散發(fā)污染氣體，不會出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，比如：沸石、硅膠以及樹脂等這些都在有機合成催化劑得到廣泛的應(yīng)用，并且在綠色有機合成只能夠，電催化的作用越來越大。

3 綠色有機合成的研究現(xiàn)狀

3.1 技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)普遍不高

盡管我國現(xiàn)在大多數(shù)化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)加工中，都開始運用綠色有機合成技術(shù)，但是有些化學(xué)工業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)相對較低，對綠色有機合成概念的理解也相對薄弱，導(dǎo)致其在操作時容易出現(xiàn)一些問題，甚至?xí)霈F(xiàn)污染源。[3]因此，在這個情況下，作為化學(xué)工業(yè)必須要定期對技術(shù)人員進行培訓(xùn)，不斷提高他們自身的專業(yè)素質(zhì)。只有高素質(zhì)的技術(shù)人才，才可以在生產(chǎn)加工中，合理運用綠色合成技術(shù)。

3.2 發(fā)展速度緩慢

盡管綠色有機合成技術(shù)是一種環(huán)保技術(shù)，具有無污染、無毒、以及無危害等特點，但是大多數(shù)化學(xué)工藝在生產(chǎn)加工過程中，仍舊使用傳統(tǒng)的制作技術(shù)，不僅生產(chǎn)效率低，而且生產(chǎn)成本高，在某種意義上，也導(dǎo)致綠色有機合成的發(fā)展速度相對緩慢，遠遠落后于歐美發(fā)達國家。因此，國內(nèi)化學(xué)工業(yè)想要得到更好的發(fā)展，必須要廣泛普及綠色有機合成技術(shù)，這樣才可以有效加快發(fā)展速度。

4 綠色有機合成的未來發(fā)展趨勢

4.1 引用先進的高新技術(shù)

在綠色有機合成中，需要在技術(shù)上進行創(chuàng)新，而不是停滯不前。一般來說，為有機合成提供綠色原材料、綠色溶劑和綠色催化劑的技術(shù)主要包括膜技術(shù)、超臨界技術(shù)和分離技術(shù)等等。[4]作為化學(xué)工業(yè)，想要適應(yīng)社會發(fā)展的需求，在綠色有機合成中，就必須要引進大量的高新技術(shù)。

4.2 采取合適的方法，開發(fā)各種可再生資源

當(dāng)前，我國礦物資源已經(jīng)遠遠不能滿足化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需求。因此，作為化學(xué)工業(yè)，想要有效解決這個問題，必須要利用先進的生物技術(shù)，開發(fā)更多的可再生資源，比如：水能、太陽能以及風(fēng)能等等，這也是化學(xué)工業(yè)綠色發(fā)展的主導(dǎo)方向。

5 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)引用綠色有機合成技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)“零污染”排放，而且可以有效提高原材料的利用率，不會造成資源浪費的現(xiàn)象出現(xiàn)。當(dāng)前，國內(nèi)開發(fā)的綠色合成技術(shù)在有機合成中占據(jù)的比例較小。真正的綠色有機合成技術(shù)，需要徹底改變傳統(tǒng)的合成技術(shù)、觀念和理論，因此，綠色有機合成在發(fā)展過程，仍舊面臨巨大的挑戰(zhàn)，但是其發(fā)展前景也是相當(dāng)可觀的。

參考文獻

[1]周建國,李海明,陳培麗.綠色有機合成研究進展[J].天津化工,2009,23(06):1-4.

[2]張斌.有機合成中的綠色合成[J].西北民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003(03):33-36.

[3]周如金,寧正祥,彭華松.綠色有機合成研究現(xiàn)狀與展望[J].現(xiàn)代化工,2002(S1):29-33.

[4]海金萍.綠色有機合成點滴[J].安徽化工,2000(02):9-10.