18 绿色合成 PPT课件

Chapter 18
10. 产品为可生物降解的物质
11. 对有害物质跟踪
12. 安全生产 绿色化学要求将导致化学学科基础性的变革
Chapter 18
18.1.4 绿色有机合成
1. 合成引入绿色化学方法和原理
2. 用无害的原料 3. 简单、安全、环境友好的资源
4. 有效的操作、低能耗过程
Chapter 18
scCO2 + C2H5C
CC2H5
"Ni"
Chapter 18
18.3 选择使用无毒无害的溶剂和助剂
18.3.1 超 临 界 流 体（SCF）作 溶 剂 18.3.2 水 作 溶 剂 18.3.3 离 子 液 体 为 溶 剂 18.3.4 碳 酸 二 甲 酯 为 溶 剂 18.3.5 无 溶 剂
2. （CH3O）2CO作反应物
CH3OH + CO + 1/2 O2 CuCl (CH3O)2CO + H2O 120℃ 2.45MPa
+ (CH3O)2CO
OH
+ CH3OH
OCOCH3
O
OH
+ (CH3O)2CO
O C O
+ 2CH3OH
Chapter 18
18.2.3 选择对环境有害的物质为原料
第18章 绿色合成
Chapter 18
18.1 绿色化学 18.2 选择绿色合成原料或反应起始物 18.3 选择使用无毒无害的溶剂和助剂 18.4 选择原子经济性反应
18.5 合理选择合成技术
Chapter 18
18.1 绿色化学
18.1.1 “核心科学”的贡献及带来的危 害 18.1.2 原子经济性反应 18.1.3 绿色化学的原理 18.1.4 绿色有机合成
Chapter 18
18.3.1 超临界流体（Supereritieal fluid, SCF） 作溶剂
1. 超临界液体的特性
无气液界面，兼有液体和气体的性质的流体
CH3 CH2Br Br 2 3 2 + Br2 hv,40℃ ,25.2MPa 5min
K CO /scCO
+
CH2Br
CH3
+ 2HBr
R' R
+ H2O
RCHO +
H2C
C H
CH2Cl
In/H2O
RHC CH2 CH
CH2
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R' O R' OH O R
+
O R
In/H2O
Br
CN
+
H2O
NC
+
CN
主要
次要
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18.3.3.离子液体为溶剂
1. 离子液体：室温下为液体的离子化合物，有特 殊的性质，可溶解有机物、无机物、金属有机化 合物 2. 离子液体组成：阳离子：N –烷基吡啶、N,N’ – 二烷基 咪唑离子、铵离子、鏻离子、锍离子、
Chapter 18
18.1.1 “核心科学”的贡献及带来的危害
1. 对人类贡献: 疾病的消除 农药粮食问题
衣食住行
2. 带来的危害: 治理消耗了大量人力、物力 农药食物链中使人中毒 10000名新生儿缺肢致残 臭氧层的破坏
CO2全球变暖 Chapter 18
18.1.2 原子经济性反应
A+B
C
CO2引起温室效应，可用做反应物如超临界CO2
scCO2 + H2 RuCl2[P(CH3)3]4 N(CH2CH3)3 "Ru" "Ru" HCO2H HCOOCH3 + H2O HCON(CH3)2 + H2O
C2H5 C2H5 O C2H5 C2H5
scCO2 + H2 + CH3OH scCO2 + H2 + (CH3)2NH
BF4 阴离子 ：
AlCl4
Al2Cl7
PF6
SbF6 PdCl4 CH3COO
CF3COO
SO3
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+
[b min] SbF6
+
a : b = (1.5~2.0) : 1
OH
(a)
(b)
+ (CH3)3COH
H3C O
[b min] PF6
(H3C)3C
OH C(CH3)3
O OCCH3
S R2 RR'CHOH RC H 2 OH CR'
RCHO N OH O R'
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+
OH
H2O2
FeCl3 60℃
OH OH
+ 2H2O2
i-C4H9 i-C4H9 OH
i-C4H9
i-C4H9
+ H2O2 NaOH
i-C4H9 OH HO
+ 2H2O
i-C4H9
Chapter 18
1. 加 成 反 应
2. 周 环 反 应
3. 重 排 反 应
Chapter 18
18.1.3 绿色化学的原理
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 防止优于治理 尽可能接近原子经济性反应 使用无害原料，生产无害的产品 产品无毒性 少使用辅助性物质，如：溶剂 节省能源 使用再生原料 不衍生化 催化反应优于化学剂量反应
Fe
+
O O H3C
[e min] Cl-AlCl3
O H3CCO
Fe
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(CH2 CH2)n
[e min] Cl-AlCl3/ H < 90℃
+
+
解决白色污染
OH OH O HO OH OH COOH HOOC HOOC O OH COOH OH COOH
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18.2.2 选择危害低物质为原料
1. H2O2反应生成无害 H2O
HO
OH RR'C
OH
NH
RR 'CN H
OH
RS2 TS 1+H2O2
O R CO R'
2
3 H N
O
RC R
CH3
O NH O
+ NBS
AlBN/scCO2 hv,40℃,13.9MPa,4h
+
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+ CH3COCl
CO2CH3 R
O
AlCl3/scCO2
O C CH3
NHOCCH3
+ H2
Ru配合物/scCO2
R H
CO2CH3 NHOCCH3
OCH3 H3CO O OCH3
+ CH3OH + O2
18.2 选择绿色合成原料或反应起始物
18.2.1 选择可再生性原料 18.2.2 选择危害性低物质为原料 18.2.3 选择对环境有害的物质为原料
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18.2.1 选择可再生性原料
可再生性原料：在人类生存期内能容易再生的物质， CO2、CH4、糖等 葡萄糖为原料转化成苯二酚、己二酸
OCH3
OH
PdCl5 CuCl/scCO2 40℃,12MPa
+ O2
R
scCO2
R O O
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18.3.2.水作溶剂
OH
2
+ 2FeCl3 60℃
OH OH来自百度文库
+ 2FeCl2 + 2HCl
OH R' R
O
+ H2O2
Na12[WZnZn2(H2O)2(ZnW9O34)] H2O
OH