绿色化学绿色溶剂ppt课件
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《绿色化学报告》课件
05 结论
绿色化学的贡献
环境保护
绿色化学通过减少废物 和污染物的产生，有效 保护环境，降低对生态
系统的破坏。
资源高效利用
绿色化学提倡资源的循 环利用，提高资源利用 率，降低对自然资源的
依赖。
可持续发展
绿色化学有助于推动经 济、社会和环境的协调 发展，实现可持续发展
。
人类健康改善
绿色化学通过减少有毒 有害物质的产生和使用 ，降低对人类健康的危
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VS
详细描述
绿色催化剂是实现绿色化学的关键之一， 它们可以加速化学反应，提高产物的纯度 和收率，同时降低能耗和资源消耗，减少 废物和有害物质产生。常见的绿色催化剂 包括酶、金属催化剂和有机催化剂等。
绿色溶剂
总结词
具有低毒或无毒、低挥发性、可再生或可降 解的溶剂。
详细描述
在化学反应中，溶剂是必不可少的物质，但 传统的有机溶剂对环境和人类健康存在危害 。绿色溶剂是采用环境友好的、可再生或可 降解的溶剂，如水、离子液体、超临界流体 等，以替代传统的有机溶剂，减少对环境的 负担。
详细描述
随着人们对环境问题的关注，绿色化学逐渐发展起来。1998年，美国国家科学研究委员会发表了《绿 皮书》，提出了绿色化学的12个原则和25个研究目标，成为绿色化学发展的重要里程碑。此后，绿色 化学在全球范围内得到了广泛关注和应用，涉及领域包括能源、材料、医药、农业等。
02 绿色化学的核心原则
预防污染
03 绿色化学的应用实例
绿色合成路径
总结词
采用环境友好的合成方法，减少或消除对人类健康和环境的影响。
详细描述
绿色合成路径旨在减少或消除化学过程中产生的废物和有害物质，通过使用高效、选择性高的反应和催化剂，降 低能耗和资源消耗，实现可持续的化学工业发展。
《绿色化学原则》课件
02
通过绿色化学手段，可以减少化 学品对人类健康和环境的危害， 降低能源消耗和资源浪费，促进 可持续发展。
绿色化学的发展历程
20世纪90年代初，美国提出了“绿色 化学挑战计划”，标志着绿色化学的 诞生。
目前，绿色化学已经成为全球范围内 研究的热点领域之一，被广泛应用于 环境保护、能源开发、医疗保健等多 个领域。
03
绿色化学的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
绿色合成路径
总结词
采用高效、环保的合成方法，减少不必要的副产物和废物产 生。
详细描述
绿色合成路径旨在减少化学反应过程中的能耗和资源消耗， 同时降低对环境的负面影响。通过改进反应条件、优化反应 路线和使用高效催化剂等方法，实现高效、环保的化学品生 产。
许多人对绿色化学原则缺乏了解，这可能导致对绿色化学品的接 受程度较低。
环保法规的不完善
目前，许多国家和地区的环保法规尚不完善，无法有效地引导和规 范绿色化学的发展。
利益冲突和环保意识的差异
不同国家和地区、不同利益群体之间在环保意识和利益诉求上存在 差异，这可能影响绿色化学的发展。
前景展望
1 2
技术进步推动绿色化学发展
设计安全化学品原则还需要考虑到化学品的可降解性和可回收性，以降低其对环境的长期影 响。
降低能耗和物耗原则
降低能耗和物耗原则是指在化 学过程中，应尽可能地降低能 源和物质的消耗，以提高效率 和减少资源浪费。
降低能耗和物耗原则的实现需 要采用节能减排的技术和工艺 ，优化生产过程，提高设备的 能效和利用率。
。
原子经济性原则的实现需要采用 先进的生产技术和工艺，优化化 学反应过程，提高原料的利用率
通过绿色化学手段，可以减少化 学品对人类健康和环境的危害， 降低能源消耗和资源浪费，促进 可持续发展。
绿色化学的发展历程
20世纪90年代初，美国提出了“绿色 化学挑战计划”，标志着绿色化学的 诞生。
目前，绿色化学已经成为全球范围内 研究的热点领域之一，被广泛应用于 环境保护、能源开发、医疗保健等多 个领域。
03
绿色化学的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
绿色合成路径
总结词
采用高效、环保的合成方法，减少不必要的副产物和废物产 生。
详细描述
绿色合成路径旨在减少化学反应过程中的能耗和资源消耗， 同时降低对环境的负面影响。通过改进反应条件、优化反应 路线和使用高效催化剂等方法，实现高效、环保的化学品生 产。
许多人对绿色化学原则缺乏了解，这可能导致对绿色化学品的接 受程度较低。
环保法规的不完善
目前，许多国家和地区的环保法规尚不完善，无法有效地引导和规 范绿色化学的发展。
利益冲突和环保意识的差异
不同国家和地区、不同利益群体之间在环保意识和利益诉求上存在 差异，这可能影响绿色化学的发展。
前景展望
1 2
技术进步推动绿色化学发展
设计安全化学品原则还需要考虑到化学品的可降解性和可回收性，以降低其对环境的长期影 响。
降低能耗和物耗原则
降低能耗和物耗原则是指在化 学过程中，应尽可能地降低能 源和物质的消耗，以提高效率 和减少资源浪费。
降低能耗和物耗原则的实现需 要采用节能减排的技术和工艺 ，优化生产过程，提高设备的 能效和利用率。
。
原子经济性原则的实现需要采用 先进的生产技术和工艺，优化化 学反应过程，提高原料的利用率
《绿色化学》PPT课件
O
C l
+
O
O O H
O
O
C l
+
O O H
3-氯过氧化苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物 ➢ 绿色工艺
O + H2O2
O
O + H2O
锡/β-沸石
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，副产物只有水
2021/2/1
完整版课件ppt
24
环境友好催化剂
COCl
O
envirocat EPZG
OH
OH
OH
OH
OH OH
2021/2/1
完整版课件ppt
28
使用安全的化学品(1)
发展与应用对人和环境无毒且无危险性的试剂和溶剂 以及其他实用化学品是绿色化学的重要一环。
O 1.HCN
2.H2SO4
3.MeOH
H2SO4
O
MeO
原子利用率46%
+ (NH4)HSO4
H3CC
CH + CO + CH3OH
聚氨酯是一种热缩性树脂，1995年世界总消耗量为650万吨， 80%作泡沫塑料，广泛应用于建材、家具、汽车、制革、纤维等行 业。
7
工业化学品对生态环境的影响
类别
炼油产品 大宗化学品 精细化学品 药物
化工产品生产规模与环境因子
生产规模 /ｔ
106～ 108 104～ 106 102～ 104 10～ 103
环境因子 （ｋｇ副产物 /ｋｇ主产物）
< 0.1 <1～ 5
5～ 50 2 5～ 1 0 0以上
精细化工生产对生态环境造成的影响最为突出 。
化工过程的绿色化ppt课件
精选ppt 10
2015年“美国总统绿色化学挑战奖”获 奖项目（第20届）
绿色合成路线奖 一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）广泛存在于工业废
气中，给大气环境带来危害。LanzaTech公司发展的微生物 发酵方法将CO、CO2转化为乙醇、2,3-丁二醇等重要燃料。 相较于以天然气、煤、石油等为原料的传统工艺，新方法的 实施可以将温室气体的排放减少到70%左右。
欧盟各国 德国： 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国： 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰： 2001年制订“清洁生产手册”
精选ppt 17
中国
制订了“科教兴国”和可持续(sustainable)发展 策略，并于1993年世界环境和发展大会之后，编制 了《中国21世纪议程》郑重声明走可持续发展道路 的决心。
精选ppt 11
绿色反应条件奖
聚异丁烯是生产润滑油、添加剂和汽油添加剂的重要中 间体。传统的合成方法需要使用BF3等具有腐蚀性的Lewis酸 催化剂；不仅需要使用昂贵的仪器设备，而且会排放出等量 的废水。Soltex公司通过BF3与醇的络合，将其固定在氧化铝 载体上，有效地解决了上述问题。
绿色化学品设计奖
(李朝军)
加拿大绿色化学首席科学 家 、 麦 吉 尔 大 学 (McGill Univ.) 教 授 。 美 国 总 统 绿 色化学挑战奖(2001) 和加 拿大华人教授优秀奖 (2011) 等 。 2012 年 当 选 加 拿大皇家科学院院士。“ 原子经济性”的绿色化学 有机合成研究。空气和水 中的过渡金属催化反应。
异氰酸酯是化学工业中重要的试剂，但因其具有强刺激
性 和 潜 在 的 致 癌 作 用 而 饱 受 诟 病 。 Hybrid Coating
2015年“美国总统绿色化学挑战奖”获 奖项目（第20届）
绿色合成路线奖 一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）广泛存在于工业废
气中，给大气环境带来危害。LanzaTech公司发展的微生物 发酵方法将CO、CO2转化为乙醇、2,3-丁二醇等重要燃料。 相较于以天然气、煤、石油等为原料的传统工艺，新方法的 实施可以将温室气体的排放减少到70%左右。
欧盟各国 德国： 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国： 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰： 2001年制订“清洁生产手册”
精选ppt 17
中国
制订了“科教兴国”和可持续(sustainable)发展 策略，并于1993年世界环境和发展大会之后，编制 了《中国21世纪议程》郑重声明走可持续发展道路 的决心。
精选ppt 11
绿色反应条件奖
聚异丁烯是生产润滑油、添加剂和汽油添加剂的重要中 间体。传统的合成方法需要使用BF3等具有腐蚀性的Lewis酸 催化剂；不仅需要使用昂贵的仪器设备，而且会排放出等量 的废水。Soltex公司通过BF3与醇的络合，将其固定在氧化铝 载体上，有效地解决了上述问题。
绿色化学品设计奖
(李朝军)
加拿大绿色化学首席科学 家 、 麦 吉 尔 大 学 (McGill Univ.) 教 授 。 美 国 总 统 绿 色化学挑战奖(2001) 和加 拿大华人教授优秀奖 (2011) 等 。 2012 年 当 选 加 拿大皇家科学院院士。“ 原子经济性”的绿色化学 有机合成研究。空气和水 中的过渡金属催化反应。
异氰酸酯是化学工业中重要的试剂，但因其具有强刺激
性 和 潜 在 的 致 癌 作 用 而 饱 受 诟 病 。 Hybrid Coating
2024版年度绿色化学课件
2024/2/3
选择性催化剂
实现高选择性反应，减少 副产物和不必要的化学转 化。
可回收催化剂
降低催化剂使用成本，减 少环境污染。
16
生物技术在绿色合成中应用
生物催化
利用酶或微生物进行高效、高选择性的化学反应。
生物转化
利用生物体系将废弃物转化为有用产品。
生物传感器
监测和控制绿色合成过程中的关键参数。
22
06
绿色化学实验室建设与 管理
2024/2/3
23
实验室布局规划与设计要求
2024/2/3
功பைடு நூலகம்区域划分
根据实验流程和需求，合理规划实验室功能区域，如准备区、实 验区、仪器区、废弃物处理区等。
通风与采光设计
确保实验室具有良好的自然通风和采光条件，减少能源消耗，同 时保障实验人员的舒适度和健康。
绿色化学课件
2024/2/3
1
目录
2024/2/3
• 绿色化学概述 • 绿色化学反应原理 • 绿色化学溶剂与助剂选择 • 绿色合成方法与策略 • 废弃物处理与资源化利用 • 绿色化学实验室建设与管理 • 绿色化学教育推广与实践活动
2
01
绿色化学概述
2024/2/3
3
定义与发展历程
定义
绿色化学是一门研究如何利用化学原 理和技术从源头上减少或消除污染的 科学。
安全检查与隐患排查
定期对实验室进行安全检查，及时发 现和整改安全隐患，确保实验室安全 稳定运行。
应急预案制定与演练
制定完善的应急预案，并定期组织演 练活动，提高实验室应对突发事件的 能力。
26
07
绿色化学教育推广与实 践活动
2024/2/3
选择性催化剂
实现高选择性反应，减少 副产物和不必要的化学转 化。
可回收催化剂
降低催化剂使用成本，减 少环境污染。
16
生物技术在绿色合成中应用
生物催化
利用酶或微生物进行高效、高选择性的化学反应。
生物转化
利用生物体系将废弃物转化为有用产品。
生物传感器
监测和控制绿色合成过程中的关键参数。
22
06
绿色化学实验室建设与 管理
2024/2/3
23
实验室布局规划与设计要求
2024/2/3
功பைடு நூலகம்区域划分
根据实验流程和需求，合理规划实验室功能区域，如准备区、实 验区、仪器区、废弃物处理区等。
通风与采光设计
确保实验室具有良好的自然通风和采光条件，减少能源消耗，同 时保障实验人员的舒适度和健康。
绿色化学课件
2024/2/3
1
目录
2024/2/3
• 绿色化学概述 • 绿色化学反应原理 • 绿色化学溶剂与助剂选择 • 绿色合成方法与策略 • 废弃物处理与资源化利用 • 绿色化学实验室建设与管理 • 绿色化学教育推广与实践活动
2
01
绿色化学概述
2024/2/3
3
定义与发展历程
定义
绿色化学是一门研究如何利用化学原 理和技术从源头上减少或消除污染的 科学。
安全检查与隐患排查
定期对实验室进行安全检查，及时发 现和整改安全隐患，确保实验室安全 稳定运行。
应急预案制定与演练
制定完善的应急预案，并定期组织演 练活动，提高实验室应对突发事件的 能力。
26
07
绿色化学教育推广与实 践活动
2024/2/3
绿色化学ppt课件
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、 “清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的， 是一个 “新化学婴儿”。
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿
绿色色化化学学是又指称:在“制环造境和无应害用化化学学”产、品“时环应有境效友利好用化(最学好”可、再 “生清)洁原化料学,消”除，废绿物和色避化免学使是用近有十毒年的才和产危生险和的发试剂展和起溶来剂。 的，是一个 “新化学婴儿”。
9.催化试剂优于化学计量试剂;
10.化学品应设计成使用后容易降解 为无害物质;
11.分析方法应能实现在线监测并在 有害物质形成前加以控制;
12.化工过程物质的选择与使用应使 化学事故的隐患最小.
22
补充绿色化学的原则，五个“R”上：
Reduction一一“减量”，减少“三废”排放
Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化 剂、载体等，这是降低成本和减废的需要
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合 立项资助了“九五重大基础研究项目”“环境友好石油化工催化 化学与化学反应工程”； 中国科技大学绿色科技与开发中心举行了专题讨论会；并出版了 《当前绿色科技中的一些重大问题》论文集； 香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战---绿色化学” 为主题召开了第72次学术讨论会。
1998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学 进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成 立了绿色化学与技术研究中心。
上述活动已推动了我国绿色化学的发展。
25
作为一位化
学工作者，设
计生产某化工
产品，为了实
现清洁生产、
保护环境，你
将从哪些方面
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿
绿色色化化学学是又指称:在“制环造境和无应害用化化学学”产、品“时环应有境效友利好用化(最学好”可、再 “生清)洁原化料学,消”除，废绿物和色避化免学使是用近有十毒年的才和产危生险和的发试剂展和起溶来剂。 的，是一个 “新化学婴儿”。
9.催化试剂优于化学计量试剂;
10.化学品应设计成使用后容易降解 为无害物质;
11.分析方法应能实现在线监测并在 有害物质形成前加以控制;
12.化工过程物质的选择与使用应使 化学事故的隐患最小.
22
补充绿色化学的原则，五个“R”上：
Reduction一一“减量”，减少“三废”排放
Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化 剂、载体等，这是降低成本和减废的需要
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合 立项资助了“九五重大基础研究项目”“环境友好石油化工催化 化学与化学反应工程”； 中国科技大学绿色科技与开发中心举行了专题讨论会；并出版了 《当前绿色科技中的一些重大问题》论文集； 香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战---绿色化学” 为主题召开了第72次学术讨论会。
1998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学 进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成 立了绿色化学与技术研究中心。
上述活动已推动了我国绿色化学的发展。
25
作为一位化
学工作者，设
计生产某化工
产品，为了实
现清洁生产、
保护环境，你
将从哪些方面
绿色化学-第四章.ppt
7
第一节 反应经济化
反应原料 + 反应试剂
反应溶剂、催化剂 实验手段
目标产物 + 副产物
目标产物的摩尔质量
原子利用率=
× 100%
+ 目 标 产 物 的 摩 尔 质 量 废 弃 副 产 物 的 摩 尔 质 量
8
第一节 反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
1、重排反应 ➢ 重排反应就是构成同一分子的原子的重新组合。
14
第一节 反应经济化
三、应用实例
1、布洛芬——镇静、止痛药的生产 2、Baeyer-Villiger反应——用于生产医药、塑
料添加剂 3、丙烯环氧化制环氧丙烷
15
布洛芬—镇静、 止痛药的生产
Boots公司的 Brown方法
原子经济性 ~40%
实例1
布洛芬
第六步
第五步
第一步 第二步 第三步 第四步
➢(6) 能量效率设计(design for energy efficiency):应考 虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使 用能源。如有可能合成应在常温和常压下进行。
4
化工生产应遵循“绿色化学12条原则”
➢ (7) 使用可再生原料(use renewable feedstocks):只要 技术和经济上可行，原料应是可再生的，而不是将 耗竭的。
量数之和而定。
12
第一节 反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
5、环加成反应 ➢ 环加成反应是两个反应物化合，生成新的环状化合物。
+
O
+
O
O
➢ 该反应的原子经济性100%。
O O O
13
第一节 反应经济化
反应原料 + 反应试剂
反应溶剂、催化剂 实验手段
目标产物 + 副产物
目标产物的摩尔质量
原子利用率=
× 100%
+ 目 标 产 物 的 摩 尔 质 量 废 弃 副 产 物 的 摩 尔 质 量
8
第一节 反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
1、重排反应 ➢ 重排反应就是构成同一分子的原子的重新组合。
14
第一节 反应经济化
三、应用实例
1、布洛芬——镇静、止痛药的生产 2、Baeyer-Villiger反应——用于生产医药、塑
料添加剂 3、丙烯环氧化制环氧丙烷
15
布洛芬—镇静、 止痛药的生产
Boots公司的 Brown方法
原子经济性 ~40%
实例1
布洛芬
第六步
第五步
第一步 第二步 第三步 第四步
➢(6) 能量效率设计(design for energy efficiency):应考 虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使 用能源。如有可能合成应在常温和常压下进行。
4
化工生产应遵循“绿色化学12条原则”
➢ (7) 使用可再生原料(use renewable feedstocks):只要 技术和经济上可行，原料应是可再生的，而不是将 耗竭的。
量数之和而定。
12
第一节 反应经济化
一、常见有机合成反应的原子经济性分析
5、环加成反应 ➢ 环加成反应是两个反应物化合，生成新的环状化合物。
+
O
+
O
O
➢ 该反应的原子经济性100%。
O O O
13
绿色溶剂PPT
有机反应在水相中进行, 其优越性
❖ 首先, 由于避免了易燃的无水有机溶剂的处 理与使用, 反应的操作得以简化。
❖ 其次, 有可能省略反应物的繁冗的保护和脱 保护过程。
18
二、超临界流体作为溶剂
超临界流体(Supercritical Fluids,SCF), 是指处于超临界温度和超临界压力下的流体，是 一种介于气态和液态之间的状态。其密度与液体 接近，而黏度则与气体接近。这一流体具有可变 性，其性质随温度和压强的变化而变化。
15
乙酰乙醛的缩醛与烯丙基溴的反应, 当使 用锌或锡时, 发现底物分解或反应收率很低。 使用铟时不但底物不分解, 而且反应产率明显 提高。
16
A-溴代苯丙酮5 与苯甲醛的反应结果则充分 表明了铟能使反应的立体选择性提高。
水相中金属有机化学反应的研究进展，化学进展1999，11（4），394 17
O
12
水相中的金属有机反应
以格氏试剂和烷基锂试剂为典型代表的金属有 机反应的特点是对水汽的绝对排除。因此, 传统的 金属有机反应必须采用无水溶剂及试剂, 底物分子 内活泼的基团如羟基或羧基必须进行保护, 一些水 溶性底物如糖类化合物也必须进行衍生化后才能反 应。
13
金属有机反应若在水相中进行, 采用的金属应 对水具有相对的惰性, 即在一般条件下不和水发生 化学反应。另外, 反应底物对水也应是稳定的。为 了提高底物在水中的溶解度, 在实际反应过程中常 加入少量的助溶剂如二甲基亚砜或二甲基甲酰胺, 也有直接采用未经无水处理的二甲基甲酰胺为溶剂 的文献报道。
30
❖ SCFCO2中的酶催化反应
超临界 CO2 作为的酶促反应的介质的优点： 增加非极性底物的溶解度;
减低底物或产物对酶的抑制作用;
《绿色溶剂》PPT课件
2021/4/25
3
溶剂的分类
按化学结构分类
无机溶剂：水、液氨、液体二氧化硫、氟化氢、浓 硫酸、熔融氢氧化钠和氢氧化钾、四氯 化钛、三氯化磷合三氯氧磷等。
有机溶剂：脂烃、环烷烃、芳烃、卤代烃、醇、醚、 酚、醛、酮、羧酸、羧酸酯、硝基物、 胺、腈、酰胺、砜和亚砜、杂环化合物等。
2021/4/25
4
➢ 各种合成材料、有机黏合剂及其他有机制品遇到高温 时氧化与裂解，产生部分低分子有机污染物进入空气
➢ 淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类等氧化与分解时 产生部分有机物进入空气
2021/4/25
11
VOCs种类
分类
VOCs
烷烃类
乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、环己烷
烯烃类
乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、异戊二烯、环 戊烯
26
（一）无溶剂有机合成
2021/4/25
27
在有机化学物质的合成过程中(尤其是 固体物质参与的反应)使用有机溶剂是较为 普遍的，这些有机溶剂会散失到环境中造 成污染。各国化学家创造并研究了许多取 代传统有机溶剂的绿色化学方法。如：以 水为介质、以超临界流体(如CO2)为溶剂、 以室温离子液体为溶剂等方法，而最彻底 的方法是完全不用溶剂的无溶剂有机合成。
（个体化差异， 不同溶剂差异） ==================================
以原形经肺呼出； 少量以代谢形式经尿排出； 生物半衰期较短， 数分至数天
2021/4/25
9
挥发性有机物
（Volatile Organic Compounds, VOCs)
常温下饱和蒸气压大于约70Pa，常压下沸点小于 260ºC的液体或固体有机化合物。
绿色化学绿色溶剂
CHENLI
81
多米诺反应
CHENLI
82
• 多组分反应 （Multicomponent Reaction）
• 串联反应（Domino Reaction）
• 一锅煮反应（One-pot Reaction）
CHENLI
83
多组分反应
• 三个或更多的混合物以一锅煮的反应方式形成一个包含所 有组分主要结构片段的新化合物的过程。
这种技术已用于有机物在水溶液中进行 的自由基溴代反应。对环氧化反应已开发出 一种半连续的滴流床反应器。这是消除挥发 性有机化合物（VOC）的从头治理方法。
CHENLI
19
CHENLI
20
CHENLI
21
CHENLI
22
三、离子液体
• 由含氮、磷的有机阳离子和无机阴离子所组 成，熔点低于100oC。
• 室温离子液体：在室温或室温附近温度（30 ~ 50oC）下呈液态。
• 完全由离子构成的有机物质。 • 不同于电解质溶液、经典熔盐。
CHENLI
23
CHENLI
24
CHENLI
25
离子液体的特性 • 导电性，溶解性 • 低蒸气压，不可燃 • 粘度比普通有机溶剂高1～2个数量级 • 电化学窗口宽 • 可设计、可选择性
CHENLI
55
从咖啡豆中脱除咖啡因
CHENLI
56
从植物中提取香精油
CHENLI
57
超临界流CO2用作反应溶剂的局限性
物质在超临界CO2中的溶解度 MW<400的非极性有机物，如烷烃、芳烃、酮、
醇等可溶。
高极性化合物如糖、氨基酸等则不溶。
聚硅烷和氟代聚合物可溶，其他聚合物不可溶。
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大大缩短反应时间
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6
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7
微波法
•无溶剂微波反应是将反应物分散担载在氧化铝或蒙 脱土上，这些无机载体不吸收微波，可以使负载在 其上的有机分子充分吸收微波能量，激活分子从而 大大加快反应速度。
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• 可以简化反应步骤，加快反应速度，提高氢甲酰化反应的研究进 一步表明了水溶性有机金属络合催化剂的优势。 因为长链烯烃氢甲酰化生成的高碳醛沸点很高， 更难以用蒸馏的方法回收催化剂，因高温下催化 剂容易失去活性。
李贤均等采用RhCl(CO)(TPPTS)2、TPPTS和阳离 子表面活性剂组成的两相催化体系，催化1-十二 碳烯氢甲酰化反应可以达到很高的活性和区域选 择性，生成的产物十三醛中正十三醛含量可高达 95%。
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离子液体的特性 • 导电性，溶解性 • 低蒸气压，不可燃 • 粘度比普通有机溶剂高1～2个数量级 • 电化学窗口宽 • 可设计、可选择性
或无害溶剂系统。
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一、无溶剂
• 反应必须使用溶剂吗？ • 无溶剂化是解决溶剂污染的最佳方法 • 结合加热、研磨、微波、光照等条件
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反应物呈液体状、产物为固体
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研磨法 （ball milling）
陈德恒[20]等首先报道了铟诱导在水中进行的 Barbie-Grignard反应,开创了金属铟这一较少被人 利用的元素在水溶液中催化有机物转化的研究。因 诱导反应不需要加入酸和其他促进剂，也无需使用 有机助溶剂，反应在室温下平稳进行。
R -C H O +C H 2 = C H = C H 2 X O H
这对合成直链醛、醇、酸等精细化工品是很有 用的。反应后两相容易分离，催化剂保留于水层 中可以循环使用。反应过程中基本上无废物排放， 是环境友好的氢甲酰化技术，有希望取代高压钴膦络合催化剂。
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水溶液中铟催化反应
In, 49，IIIA，银白并略带淡蓝色 ， mp ~156℃，d 7.3 g/cm3 (20℃)。很 软，能用指甲刻痕，比铅的硬度还低
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三、离子液体
• 由含氮、磷的有机阳离子和无机阴离子所组 成，熔点低于100oC。
• 室温离子液体：在室温或室温附近温度（30 ~ 50oC）下呈液态。
• 完全由离子构成的有机物质。 • 不同于电解质溶液、经典熔盐。
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In /H 2 O r.t.
R -C H -C H 2 -C H = C H
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Paquette证明，铟可诱导γ-羟基-γ-内酯在水 中立体选择性地烯丙基化，产率较高（93%）。这 可用于合成cembranoids 类化合物的重要中间体
铟是无毒的，不怕空气氧化，容易通过简单的电 化学方法回收，因此可重复使用，保证排出的水无 污染。
绿色溶剂
无毒无害原料 可再生资源
原子经济反应 高选择性反应
环境友 好产品
绿色反应条件
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
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溶剂
• 反应介质、分离过程、制剂过程。。。 • 选用什么样的溶剂？ • 尽可能不使用辅助物质，如须使用也应是无
毒无害的。 • 化工过程和实验室常用到有机溶剂。 • 绿色化学研究可完成相同反应的无溶剂系统
这种技术已用于有机物在水溶液中进行 的自由基溴代反应。对环氧化反应已开发出 一种半连续的滴流床反应器。这是消除挥发 性有机化合物（VOC）的从头治理方法。
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铑-膦络合物水溶液催化的丙烯氢甲酰化反应 和有机溶剂 中进行的均相催化相比，生成醛的 选择性由95%提高到99%，产物中正丁醛与异丁 醛之比由10~14提高到24以上。
每生产100kt丁醛，采用两相催化体系比均相 催化体系节约4kt丙烯，相应也节约大量合成气， 铑催化剂的消耗也显著减少。
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成两相催化体系，在界面进行反应。 • 反应条件温和、活性高、选择性好。 • 反应产物易分离 • 避免有机溶剂对环境的污染
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安息香缩合反应 Michael加成反应
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形成C-O键
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烯烃的氢甲酰化反应
•生产增塑剂用丁醇和异辛醇的最主要方法 •80年代以前，使用溶于有机溶剂的Co或Rh催化剂 •1984年德Ruhrchemie AG公司，水溶性HRh(CO)(TPPTS)3 为催化剂的两相体系。 •TPPTS：间-三苯基膦三磺酸钠
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反应完成后，产物存在于有机相，催化剂保 持在水相，通过两相分离，即可将催化剂与产 物分开，而不需要采用蒸馏方法分离回收催化 剂。
此外，当采用此技术时，保护基和脱保护基，以 及惰性气体保护等均不需要，操作很方便。
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形成C-C键
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水溶液中自由基溴代反应
New Jersey技术研究所和其他大学合作 开 发 了 一 种 多 相 反 应 器 （ Multiphase reactor）,它使得药物和特殊化学品制造中 可用水作反应介质，避免采用有害的有机溶 剂[22]。
• 转化率高，副产物少，后处理比传统反应较 为容易。
• 无溶剂操作可与超临界二氧化碳萃取等方法 相结合，进行后处理，减少有机溶剂使用量。
• 无溶剂反应有一些局限性，部分反应不能使 用此方法，对于放热剧烈的一些反应，也很 难使用无溶剂操作。
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二、水溶剂
• 以水为溶剂的两相催化方法 • 使用水溶性的均相催化剂，与有机反应物组