綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)應(yīng)用探討

肖培彬

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重，對(duì)于推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展產(chǎn)生一定的阻礙作用。在綠色環(huán)保理念的倡導(dǎo)下，在化學(xué)工程應(yīng)用和化學(xué)有關(guān)研究方面應(yīng)該以綠色環(huán)保為創(chuàng)新方向，發(fā)展和應(yīng)用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)是新時(shí)期化學(xué)研究發(fā)展重點(diǎn)。本文將在介紹綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)含義和原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合社會(huì)發(fā)展中存在的環(huán)境污染問題，對(duì)于綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的應(yīng)用提幾點(diǎn)看法。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué);有機(jī)化學(xué);合成技術(shù);應(yīng)用

1 綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的含義和原理

綠色有機(jī)化學(xué)的內(nèi)涵十分豐富，其中包含無害有機(jī)化學(xué)、環(huán)境友好型化學(xué)和清潔有機(jī)化學(xué)。綠色有機(jī)化學(xué)的合成具體是指在化學(xué)合成反應(yīng)中，選擇對(duì)環(huán)境不會(huì)造成傷害、污染的或者污染成分極少的反應(yīng)原料，這些原料應(yīng)該具有轉(zhuǎn)化率、選擇性較高且無毒無害的特征。這樣在新的化學(xué)合成反應(yīng)中由于新的合成反應(yīng)原料、合成反應(yīng)方法的應(yīng)用，使整個(gè)化學(xué)合成反應(yīng)過程產(chǎn)生最少的污染源，大大降低對(duì)環(huán)境的傷害，還能減少資源和能源的消耗。綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)可以說是一種先進(jìn)的化學(xué)合成方法，企業(yè)在生產(chǎn)中將對(duì)環(huán)境造成的污染降到最低，符合綠色環(huán)保的應(yīng)用理念。

綠色有機(jī)化學(xué)的提出主要是為了解決傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)過程中的環(huán)境污染問題，關(guān)于綠色化學(xué)方面的研究主要包括合成反應(yīng)原料的創(chuàng)新研究、合成反應(yīng)條件的研究、化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化條件的研究，并以開發(fā)新的綠色化學(xué)反應(yīng)途徑和綠色產(chǎn)品為目標(biāo)。綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的應(yīng)用原理在于：首先實(shí)現(xiàn)從源頭上控制反應(yīng)物、催化劑和反應(yīng)介質(zhì)，從而可以避免污染源的產(chǎn)生。在進(jìn)行綠色化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用無毒無害的反應(yīng)原料，其次反應(yīng)的原料還應(yīng)該是可再生的資源或能源;反應(yīng)介質(zhì)不能單一，應(yīng)該設(shè)計(jì)不同的化學(xué)合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn);此外，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化新方法的研究，研究開發(fā)出對(duì)人體身體健康有益的化學(xué)產(chǎn)品，同時(shí)對(duì)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用。

2 綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的研究?jī)?nèi)容

化工企業(yè)想要合理利用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)，從而達(dá)到降低環(huán)境污染的目標(biāo)，首先應(yīng)該開展相關(guān)綠色有機(jī)化學(xué)的研究開發(fā)工作。關(guān)于綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的研究?jī)?nèi)容，首先是為了專注于當(dāng)前的化學(xué)產(chǎn)品開發(fā)研究，也就是研究開發(fā)出對(duì)人們身體健康有益的且對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)產(chǎn)品。其次，通過改變化學(xué)合成反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)排放物的回收利用，或者采用綠色環(huán)保的手段對(duì)污染物進(jìn)行科學(xué)處理，從而避免化學(xué)反應(yīng)排放物對(duì)自然環(huán)境造成傷害。此外，通過對(duì)化學(xué)合成反應(yīng)過程中基本反應(yīng)原料和初始化合物的改變，使綠色有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)更加環(huán)保和安全?？傊?，綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是安全和環(huán)保，要求化學(xué)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)人的身體無害且對(duì)環(huán)境友好。

3 綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的合理應(yīng)用

3.1 選擇無毒無害的原料開展有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)

化工企業(yè)在利用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)進(jìn)行化工產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，首先對(duì)于原料的選擇應(yīng)該重視起來。想要達(dá)到預(yù)期綠色環(huán)保的目標(biāo)，就必須采用綠色環(huán)保的反應(yīng)原料，就是上文提到的無毒無害對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生或產(chǎn)生污染極少的原料。有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)類型和具體的工藝過程由化學(xué)反應(yīng)原料決定，只有綠色的化學(xué)反應(yīng)原料才能避免對(duì)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)者造成傷害，如果化學(xué)反應(yīng)原料本身含有毒性就可能會(huì)在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。另外，由于在過去大部分化工企業(yè)中使用不可再生的礦物資源，為了減少資源浪費(fèi)，保護(hù)不可再生資源，目前關(guān)于化學(xué)反應(yīng)原料的選取還應(yīng)朝著可再生可重復(fù)利用的方向發(fā)展。比如在合成芳香胺時(shí)選擇的化學(xué)反應(yīng)原料是氯代芳烴，該物質(zhì)如果長(zhǎng)期積聚在實(shí)驗(yàn)者的身體內(nèi)就會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)者的身體健康構(gòu)成威脅，目前化工企業(yè)可以采用芳烴代替有毒物質(zhì)氯代芳烴。

3.2 開發(fā)新型綠色催化劑進(jìn)行有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)

大部分化學(xué)合成反應(yīng)過程中需要使用到催化劑，該物質(zhì)的作用是為了加快化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)物達(dá)到預(yù)期的效果。但是在過去化工企業(yè)一般使用的催化劑是液體的酸和堿，這類催化劑價(jià)格便宜容易獲取，催化效果較好。但是存在的缺點(diǎn)是該類化學(xué)催化劑會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，而且對(duì)環(huán)境污染程度較大，容易引發(fā)不良的副反應(yīng)，在化學(xué)合成反應(yīng)所產(chǎn)生的催化劑殘留也較難處理。為了改變這類酸堿催化劑對(duì)于環(huán)境、對(duì)化學(xué)反應(yīng)設(shè)備和人體健康的破壞，必須開發(fā)新型綠色無污染的催化劑，比如目前有分子篩催化劑、固體強(qiáng)酸/強(qiáng)堿催化劑，

3.3 使用綠色溶劑做有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)的溶劑

在過去傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，使用的反應(yīng)介質(zhì)是有機(jī)溶劑，有機(jī)溶劑的優(yōu)點(diǎn)是其能夠?qū)⒂袡C(jī)化合物很好地溶解在反應(yīng)試劑中。不過有機(jī)溶劑的缺點(diǎn)是大部分這些溶劑是有毒的，在參與化學(xué)合成反應(yīng)以后必然會(huì)有毒性物質(zhì)殘留，而且殘留物也很難被收集起來回收利用，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。同時(shí)部分有機(jī)溶劑十分不安全，在發(fā)生化學(xué)合成反應(yīng)過程中可能會(huì)爆炸，對(duì)實(shí)驗(yàn)者造成傷害。在化學(xué)合成反應(yīng)時(shí)雖然需要反應(yīng)介質(zhì)，但不一定是加溶劑，可以將溶劑用水或者超臨界流體來代替，這樣一方面不會(huì)因此產(chǎn)生有害物質(zhì)導(dǎo)致污染環(huán)境，另一方面也省去了反應(yīng)結(jié)束后對(duì)溶劑的處理工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員而言也是有益的。目前這種綠色溶劑主要包括水、超臨界流體溶劑和近臨界流體溶劑、離子液體溶劑等，在大多數(shù)化學(xué)合成反應(yīng)中可以使用廉價(jià)又容易獲得的水作為溶劑。

3.4 使用合理方式生成綠色有機(jī)化學(xué)合成產(chǎn)物

和無機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)不同的是，有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)之后最后生成的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境是會(huì)產(chǎn)生一定污染的，有的比如農(nóng)藥對(duì)環(huán)境造成的污染十分嚴(yán)重。采用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的主要目的是為了減少污染物的排放，從而降低對(duì)環(huán)境的污染程度。因此，除了需要使用綠色無毒無害反應(yīng)原料、綠色催化劑和綠色溶劑以外，如果在生產(chǎn)工藝或條件不完善的情況下，至少要保證有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)中采用可循環(huán)再生的生產(chǎn)工藝，使用這種方式最終生成的化學(xué)合成產(chǎn)物是無毒無害的，減少污染物的排放。

3.5 開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)

有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)中合成效率也是化工企業(yè)在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)過程中需要關(guān)注的問題，包括選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面，其中原子經(jīng)濟(jì)性指的是原料分子中有多少比例的原子轉(zhuǎn)化成了反應(yīng)產(chǎn)物。好的原子經(jīng)濟(jì)性可充分利用原料分子中的原子，如果能達(dá)到百分之百的轉(zhuǎn)化，就不需要附加或僅僅需要無損耗的催化劑即可。目前在有機(jī)綠色合成技術(shù)中微波有機(jī)合成技術(shù)是一種發(fā)展起來的新型技術(shù)，能促使化學(xué)反應(yīng)效率大大提高。該技術(shù)的原理是通過微波加熱，通過電解質(zhì)分子將吸收的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，升溫較快且里外溫度相同，解決了傳統(tǒng)加熱方式能量利用率低，內(nèi)外溫度不一的缺點(diǎn)。該技術(shù)主要具有加熱速度快、熱能利用率高、反應(yīng)靈敏以及產(chǎn)物質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，在世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的新形勢(shì)下，由于工業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，比如在化工行業(yè)中由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的污染物不僅量大且難以消除，對(duì)于環(huán)境的破壞和人體的傷害是不可估量的。為了盡量減少化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的污染物，在國家和政府的響應(yīng)下，化工企業(yè)開始采用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)，在化學(xué)合成反應(yīng)中使用綠色原料、綠色催化劑和綠色溶劑，采用合理的生產(chǎn)工藝使生產(chǎn)的最終產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無害?，F(xiàn)階段，我國正在大力倡導(dǎo)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)，綠色環(huán)保的理念盛行，作為社會(huì)成員有必要認(rèn)識(shí)和理解綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的重要作用，對(duì)綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)進(jìn)行改良和完善，最終推動(dòng)我們社會(huì)朝著積極向上的方向發(fā)展。

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