绿色溶剂水讲解
绿色溶剂专题知识专业知识讲座
密度下降-----溶解度下降，甚 至丧失，溶解能力大大下降。
可通过调节温度、压力来调 节密度，从而调节溶解能力
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超 临
不当医之处药，工请联业系本人或网站中删草除药。提取 酶，纤维素精制
界金属离子萃取源自流化学工业本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有 不当之处，请联系本人或网站删除。
3、性质
SCF传递特性与气体，液体的特征比较
物理 特征 气体
液体
SCF
密度 (g/cm3) (0.2-2)×10-3
0.6-1.6
0.2-0.9
粘度 (g/cm/s) (1-4)×10-4
(0.2-3)×10-2
薄 膜 材 料 制 备
超 细 颗 粒 及
应
超临界中化学反应
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超临界萃取技术（SCFE)
萃取原理
超临界流体具有选择性溶 解物质的能力，并随着临 界条件（T，P）而变化。 超临界流体可从混合物中 有选择地溶解其中的某些 组分，然后通过减压，升 温或吸附将其分离析出。
4.1 溶剂的应用及其危害
一、溶剂及其作用 辅助物质是指在合成和生产过程中能帮助处理和操作，
但又不构成目标分子的物质。 辅助物质主要有溶剂和助剂。 溶剂的作用: 很好地溶解反应物，充当反应介质。在传
统的有机反应中，通常采用有机溶剂，如苯、氯仿、四 氯化碳等。 助剂是为了克服合成中的某些障碍而加入的物质。如未 将产品与副产品、杂质分开，则需要加入分离用助剂。
绿色溶剂的名词解释
绿色溶剂的名词解释现代化学工业中，溶剂扮演着至关重要的角色。
然而，传统的有机溶剂却带来了环境和健康问题。
在这样的背景下，绿色溶剂的概念应运而生。
绿色溶剂是指那些对环境友好、可降解、低毒性且具有良好性能的溶剂。
它们在替代传统有机溶剂上展现出巨大发展潜力，并成为当代化学工业中的重要研究领域之一。
首先，绿色溶剂的发展得益于环境意识的增强。
传统有机溶剂如苯、甲苯、二甲苯等，虽然具有优越的溶解能力，但因其高挥发性和低生物可降解性导致对环境造成严重污染。
此外，这些溶剂还存在毒性和对人体健康的影响。
相比之下，绿色溶剂通过选择可降解的成分，减少了对环境的污染风险，更加符合可持续发展的理念。
其次，绿色溶剂的研究主要集中在三个方向：可再生溶剂、离子液体和超临界流体。
可再生溶剂是指那些能够通过简单的物理方法进行循环利用的溶剂，如水、醇类和酮类。
与传统有机溶剂相比，这些溶剂更容易回收和再利用，从而节约能源和减少溶剂的消耗。
离子液体则是一类结构特殊的盐，具有较低的蒸气压和高度可调节的溶解性能。
离子液体的可降解性和生物相容性也使其成为绿色溶剂的有力候选。
超临界流体是指在高压和高温下，溶剂的物理性质与常规液态和气态剧烈变化的状态。
超临界流体对环境的影响较小，同时也能提供高效的溶解性能，因而在绿色溶剂领域备受关注。
此外，绿色溶剂的应用领域也日益广泛。
在药物合成中，绿色溶剂能够提供更加环境友好的工艺路线，减少对环境的污染。
在染料和颜料工业中，绿色溶剂所带来的优势有助于提高生产效率和保护工人健康。
在电子设备生产中，低挥发性的绿色溶剂可用于清洗和涂覆，减少挥发性有机化合物的排放。
此外，绿色溶剂还在涂料、塑料等领域发挥着重要作用，为可持续发展作出贡献。
然而，绿色溶剂的发展仍面临一些挑战。
首先是经济性方面的考虑。
与传统有机溶剂相比，绿色溶剂的成本相对较高，这在很大程度上限制了其在实际生产中的应用。
其次是性能方面的要求。
虽然绿色溶剂在环境友好性方面有了巨大突破，但其性能与传统有机溶剂相比仍有待提高。
绿色溶剂水
的氯化氢增加了反应混合物的酸度，导致烯烃化合 物的聚合而产率降低。当选用水作为反应介质
时，反应可以在有机相中发生，生成的 HCl 可以溶解到水相中，这样就可以减少烯烃类 物质的聚合。
②简便的产物分离和催化剂回收
把水用作反应介质有很多优点，对于一些反应来说，只需一 些简单的分离手段就能将产物与溶剂分离，比如过滤或 者相分离。又因为水无毒无危害，在后处理的过程不 需要除去有机溶剂，另外，水相对于其它有机溶剂沸点
现今，人们的环保意识越来越强 ，对工业的环保要求也越来越高， 在化工行业中开始倡导绿色化工的 理念，因此，寻找一种能够替代这 类有机溶剂而没有或尽可能少的环 境副作用的新型的绿色溶剂就成为 了化工研究的必然要求。
那么，在绿色化学的理念的引领下 和人们对一些高毒性的传统有机溶 剂的质疑声中，一些企业和研究人 员开始对绿色溶剂进行研究。例如 ，20世纪八十年代初，Wlikes 等首 次报道了含氯化铝的离子溶液 1-丁 基吡啶盐和N-乙基-N’ -甲基咪唑盐 ，并用于Friedel-Crafts酰化反应 中，这主要是关于离子溶液作为绿 色溶剂的应用；
催化作用被认为是一种在有机合成中很有效的方法，并且是一种 绿色化学的方法。事实上，催化剂一般是加快反应速率，可以使一些 反应活性较低的化合物反应得到产物或者避免使用超过化学计量的反 应原料。在这些方面，使用过渡金属丰富了化学家们的手段。虽然传 统的金属催化反应需要在惰性气氛或者无水条件下进行，但是最近几 年，采用水作为溶剂在这些反应上逐渐出现。然而大多数催化剂通常 都来源于一些昂贵的、稀有的金属，并且具有一定的毒性。因此，催 化剂的回收和重复使用是绿色化学很重要的问题。 因此，采用水为 反应介质的非均相的反应体系是一种很有效的方法。例如 Mizuno 报道的以钌为催化剂，在水介中催化2-奈酚衍生物发生自身的 偶联反应，以空气中的氧气作为氧化剂。催化剂可以经过过滤分离， 并且重复使用多次不会丧失催化活性，重复使用 160 次，反应效果都 要优于使用其它非均相和均相催化体系。
《绿色溶剂》PPT课件 (2)
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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。
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有机溶剂的危害
化学烟雾 导致并加剧肺气肿、支气管炎、甚至诱发癌
变 污染水体
危害人类健康、毒害水生植物
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化学合成中应该选用什么溶剂？ 化学合成必须使用溶剂吗？
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研究开发无毒无害的容积替代易挥发、 有毒、有害的溶剂，减少环境污染，是绿色 化学重要的研究内容。
基本原则为： 低危害性；爆炸、可燃性等;
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❖ 应用到了化学反应和超临界流体色谱。
3.2 超临界流体的性质
临界流体的溶剂待牲
❖ 临界温度(Tc)和临界压 力(Pc)：气液平衡线的 终点—临界点对应的温 度和压力。
❖ 超临界状态(SC状态)： 温度和压力高于Tc和Pc 的状态
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超临界流体(Super—critical Fluid，简称SCF)：在 临界温度和临界压力以上的流体，流体性质介于气体 和液体之间。其密度和溶解能力类似液体，而迁移性 和传质性类似于可压缩气体。
是有机化合物在水相中在有些条件下所具有 的“憎水性”(hydrophob ic effect)。
“增益憎水性作用”(enforced hydrophobic interaction）此种作用可以促使反 应底物和有机试剂尽量减少与溶剂水分子之 间的相互接触面积, 使得有机分子的运动受 到限制, 进而反应底物和有机试剂之间产生 比在一般有机溶剂中更强的相互作用, 使反 应在水相中得以进行。
绿色化学的化学小知识
绿色化学的化学小知识绿色化学是指在化学合成和化学过程中，通过最大程度地减少化学污染和消除对环境和人类健康的危害，以及优化工业化学制程中资源利用效率的目标。
看似简单直接，实际上绿色化学是一门涉及多学科的综合性领域，需要我们在化学的基础上融合物理、生物、工程等学科的知识，来推动工业化学领域的可持续发展。
本文主要目的是介绍绿色化学的相关知识，并重点阐述如何在化学实验中应用这些知识来达到绿色化学的目的。
1. 绿色溶剂绿色溶剂是指对环境的影响较小的溶剂，它不仅对环境友好，而且可以在可持续的范围内进行再生和回收利用。
常见的绿色溶剂有：- 水：水是最常见的绿色溶剂，它无毒、无味、廉价、易得、易处理和易回收。
在化学实验中，水可以作为催化剂、反应物和溶剂等多种用途。
- 可生物降解性有机溶剂：比如环己烷、乙酸乙酯、甲醇等。
- 离子液体：离子液体具有较低的蒸汽压力、高的热稳定性、高的离子传导性、极佳的溶解性以及无毒的特点，在某些情况下，可以替代传统有机溶剂。
2. 绿色催化剂绿色催化剂在催化反应中使用，其优点是反应速率较快、化学选择性高、反应条件温和、生成少量或无废物。
催化剂本身不参与反应，也能进行循环使用，减少了废弃物的产生，因此是绿色化学中走向可持续的重要手段。
常见的绿色催化剂有：- 生物酶催化剂- 离子交换树脂催化剂- 针对特定反应的金属催化剂等3. 绿色反应条件绿色反应条件是指在保证反应产物质量的情况下，尽可能降低反应条件的压力、温度和反应时间等因素，从而减少废物的产生。
这些因素还影响到反应速率和选择性，因此在实际应用中需要根据反应体系进行调整。
4. 绿色合成绿色合成是指在减少环境和健康危害的前提下，利用可持续的资源来合成化学物质。
绿色合成的目标是节约能源、降低废物产生、提高反应体系的可持续性。
它需要考虑以下重点领域的知识：- 选择合成方法和反应条件。
从理论上来说，尽量选择合成过程中产生少量废弃物的方法和反应条件。
离子液体——一种新型的绿色溶剂
离子液体——一种新型的绿色溶剂摘要：离子液体作为“绿色的、可设计性”溶剂越来越受到关注。
本文介绍了离子液体种类、特性和制备，综述了离子液体在萃取分离生物制品和生物燃料中、在萃取金属离子和稀土分离中以及在分离过程、电化学、化学反应及材料领域中的应用，展望了离子液体的应用前景。
关键词：离子液体；绿色化学；溶剂随着科技发展和环保意识的增强，寻找绿色反应溶剂和发现环境友好催化剂是绿色化学的主要研究方向之一。
室温离子液体作为一种新型的绿色溶剂正在迅速发展，成为科学研究的热点。
室温离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于温下呈液态的盐类，也称室温熔融盐，但是它不同于我们通常所说的离子化合物。
传统意义上的离子化合物在室温下一般都是固体，其强大的离子键使阴、阳离子在晶格上只能作振动，不能转动或平动。
他们一般都具有较高的熔点、沸点和硬度。
然而对于离子液体，如果把阴、阳离子做得很大且又极不对称，由于空间阻碍，强大的静电力无法使阴、阳离子在微观上作紧密堆积，使得阴、阳离子在室温下不仅可以振动，甚至可以转动、平动，整个有序的晶体结构遭到彻底破坏，离子之间作用力减小，晶格能降低，从而使离子化合物的熔点下降，在室温下成为液态。
离子液体具有很多传统的分子溶剂不可比拟的独特性能。
1. 离子液体的分类(1)根据离子液体发现的先后顺序和年代可以将离子液体划分为第一、第二和第三代离子液体。
1948年美国专利报道了主要用于电镀领域的三氯化铝和卤化乙基吡啶离子液体，可称之为第一代离子液体。
20世纪90年代，稳定性更好的由二烷基咪唑阳离子和四氟硼酸、六氟磷酸阴离子构成的离子液体产生，此类被称为第二代离子液体。
2000年以来，二烷基咪唑阳离子液体的种类和功能被进一步的丰富，制备出功能化离子液体，从而赋予离子液体以某种特殊性质、用途和功能，使其成为“任务专一性离子液体”，这一类成为第三代离子液体。
(2)依据阳离子的不同可以将离子液体分为季铵盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、三氮唑类、苯并三氮唑类等。
绿色化工与环保之绿色溶剂水
二、水的作用
2.3生物催化过程
酶是一种生物催化剂，是一种能够被生物降解、对环境无害的物质，是一种 绿色经济的化学手段。 。
酶分子的表面有一层结合紧密的水分子，这层水分子对酶有无催化活性起到重 要作用，也将这种维持酶活性的水层定义为必须水。因此酶只有在水的存在下才 能表现出催化活性。水介有机反应的出现，将酶催化有机合成反应开辟了广阔的 发展空间。
三、水相中的有机反应
在水相中进行的有机反应与在有机溶剂中有明显的不同, 表现 在立体化学方面, 反应的选择性提高, 反应速度加快和产率提高等。
三、水相中的有机反应
1 加成反应
取代反应 5
水
相
2 缩合反应
中
氧化反应 6
的
有
3 周环反应
还原反应 7
机
反
应
金属参与的有机反应 其他反应
4
8
三、水相中的有机反应
化工生产应遵循“绿色化学12条原则”
5.采用安全的溶剂和助剂（ater solvents and auxiliaries）： 应尽可能避免使用辅助物质（如溶剂、分离剂），如用时应是无毒 的
绿色溶剂一般是指溶剂化学性质不稳定，可以为土壤生 物或其他物质降解，半衰期短，很容易衰变成低毒、无 毒的物质。也称环境友好型溶剂。
用无毒无害的溶剂
无溶剂反应
从理论上讲，无溶剂，则不会有溶剂的毒害。 然而许多反应需要溶剂参与传热或传质等，无 溶剂对反应非常不利
以水为溶剂
水对环境无害。但有些反应物不溶于水，且废 弃的水会对人类生活产生影响。况且，人类面 临淡水供给危机，这种做法无异于雪上加霜
绿色溶剂在化学合成中的应用与发展
绿色溶剂在化学合成中的应用与发展随着环境问题日益引起全球关注，人们对绿色化学技术的需求也越来越迫切。
绿色溶剂的应用在化学合成中变得越来越广泛，为化学品的生产和处理带来了新的可能性。
本文将探讨绿色溶剂在化学合成中的应用和发展，分析其对环境保护和可持续发展的促进作用。
一、绿色溶剂的定义及优势绿色溶剂是指在化学反应和分离过程中对环境友好，具有较低毒性和较低挥发性的溶剂。
相比传统有机溶剂，绿色溶剂具有以下优势：对人体和环境安全、易于回收和再利用、不会对大气和水体造成污染、能够降低生产成本等。
二、绿色溶剂在化学合成中的应用1. 超临界流体：超临界流体具有密度低、粘度小、扩散性强等特点，被广泛应用于有机合成、环境分析、生物技术等领域。
其独特的物理性质可以提高反应速率，增加产物纯度，减少有机物残留等优点。
2. 水：水是一种天然的绿色溶剂，具有很低的成本和可持续性。
水在催化反应、有机合成、生物化学等领域有很广泛的应用。
通过调节水的性质，如温度、PH值等，可以实现不同类型的反应。
3. 离子液体：离子液体是一种新型的绿色溶剂，其具有低蒸压、高溶解度、热稳定性好等优点。
离子液体在有机合成、电化学、材料科学等领域有很多应用，已成为绿色溶剂研究的热点之一。
4. 生物质溶剂：生物质溶剂是由天然无毒的植物或动物成分制成的绿色溶剂，如乙醚、二甘醇等。
生物质溶剂具有良好的环保性能和可降解性，被广泛应用于药物合成、食品加工等行业。
三、绿色溶剂的发展趋势1. 高效可持续性：绿色溶剂的发展趋势是提高溶剂的效率和可持续性。
通过设计新型的绿色溶剂，如具有选择性反应性的超临界流体、具有特殊功能的离子液体等，可以实现对废弃物的资源化利用和对环境的保护。
2. 多功能性：未来绿色溶剂将发展为具有多种功能的多用途溶剂。
例如，具有高溶解度和催化功能的水溶剂、可回收再生的生物质溶剂等，可以满足不同反应的需求。
3. 新材料研发：绿色溶剂的发展需要新型的材料投入。
绿色溶剂水
水相中的有机反应
• • • • • • • • 1.加成反应 2.缩合反应 3.周环反应 4.金属参与的有机反应 5.取代反应 6.氧化反应 7.还原反应 8.其它反应
加成反应
• 迈克尔加成
（Michael addition reaction）亲电的共轭体系（电子受体） 水作为Miehael 加成反应的溶剂已有报道。如下图所示,在水溶剂中十二烷基苯 与亲核的负碳离子（电子给体）进行的共轭加成反应。该反应 于1887 年由 A. 迈克尔首先发现，是有机合成中增长碳链的常 磺酸(SDBA) 催化下 80 ℃加热 ,式中两种反应物可顺利进行Michael加成反应,且产 用方法之一。 率可达95 一97%
溶剂是什么？
• 广义地说,溶解在几百年来是很多工业不可缺少的,在15世纪,炼金术士 就注重溶剂和溶解的使用,当时他们正致力于寻找一种可包治百病的万 灵丹。今天,几乎所有的制造业和加工业—汽车、电子、造纸、化学品、 食品、洗涤—都依赖于溶剂和水的大量使用。为满足需要,全世界每年 要生产150亿公斤的有机溶剂和含氯溶剂,这些溶剂用作加工辅助剂,洗 涤剂以及分散剂,它们不可避免地要进入我们的生态系统,在这些过程 中,更大量的水被使用和被污染。
周环反应
狄尔斯－阿尔德反应是一种有机反应（具体而言是一种 如下图所示 ,环戊二烯与二乙基延胡索酸醋在水:丙酮=3:2的反应 环加成反应）。共轭双烯与取代烯烃（一般称为亲双烯 体系中回流 12h便可成功的进行环加成反应,且产率高达74一94%。 体）反应生成取代环己烯。
金属参与的有机反应
Ma等报道了水介质中氮气保护下锰参与的有机反应:在锰存在的条件下,水中可 进行卤代烃的偶联反应,产率甚至可达到100%
• 芳香烃是重油中的重要组分，研究重油中模型化合物的加 氢及加氢裂化反应是一个具有广阔前景和重要意义的研究 领域 • 与传统溶剂相比，高温水不仅在生态"经济"安全等方面具 有一定优势，而且其密度"离子积"介电常数等可由温度压 力调节，是一种合适的绿色反应介质，因此深受欢迎能否 将高温水中的反应应用于石油加工生产还有待进一步的研 究
绿色溶剂
二.超临界流体
2）超临界反萃取过程
一些生化物质与溶剂互溶，浓缩与提取较困难可利 用超临界流体作为反萃取剂，这些物质在超临界流体 中的溶解度很小，当加入超临界流体后，溶液会稀释 膨胀，降低了原溶剂对物质的溶解度，在短时间内形 成较大的过饱和度而使溶质结晶析出，形成纯度高、 分布均匀的微细颗粒。
三.水及超临界水
Байду номын сангаас 一.绿色溶剂的简述及进展
例如，在涂料、粘合剂、油漆、橡胶、化纤以及医药 和油脂等生产过程中都要使用大量的有机溶剂。此外，在 机械、电子和文具等精密仪器的清洗乃至于服装业的干洗 过程中也都要使用到大量的溶剂，而使用量最大、最为常 见的溶剂主要有石油醚、苯类芳香烃、醇、酮和卤代烃等。 目前，工业中最常使用的这些有机溶剂大多是易挥发、 有毒和有害的，这些溶剂在使用过程中经过挥发进入空气 中，在阳光的照射下容易在地面附近形成光化学烟雾，导 致并加剧人们的肺气肿、支气管炎，甚至诱发癌症病变。 因此，挥发性有机溶剂是造成大气污染的主要废气物之一。
三.水及超临界水
2）超临界水的水解反应 人们对有机化合物在超（亚）临界水中的水解，做了 较多的研究。超(亚)临界水中的水解反应是非常重要的有 机化学反应。反应一般在水临界点附近的亚临界区和超临 界区进行，水既作为反应介质同时又参与反应。水解名义 上是酸／碱催化，但是在纯超(亚)临界水中，从实验数据 得出，实际上是水自电离出的H起主要的催化作用。由于水 具有提供氢的能力，因此对于水解产物的分布有很大的影 响。在自由基化学的链终止反应中，具有加氢的作用，因 此，在碳氢化合物或者聚酯的水解中，能够改变其选择性， 形成大分子量的产物。
三.水及超临界水
1. 超临界水的氧化反应
超临界水氧化（ supercritical Water Oxidation，简称 SCWO ）技术。超临界水氧化技术的氧化反应路径和反应机 理是人们关注的问题。Akiya等人认为，在SCWO过程中， 与高温燃烧的机理类似，主要是自由基氧化机理。 如下所示： RH O 2 R HO 2 （ 1 ） RH HO 2 R H 2O 2（2） H 2O 2 M 2HO （3） RH HO R H 2O（4） R O 2 ROO （5） ROO RH ROOH R （6）
离子液体——绿色溶剂
绿色溶剂--离子液体摘要：简单介绍了离子液体的发展历史，分类方法和合成方法；详细介绍了离子液体在萃取分离中的应用，包括固 - 固分离、固 - 液分离、液 - 液萃取分离、离子液体与超临界CO2结合的萃取分离等。
前言人类进入20世纪后半期之后，由于社会的繁荣进步，人口的急剧增长，工业的高度发达，资源的大量消耗，污染的日益严重，环境的迅速恶化，导致20世纪末期的人类面临有史以来最严重的环境危机。
严峻的现实迫使人们必须尽快找到一条不破坏人类赖以生存的环境、不危害并有利于人类生存的可持续发展的道路。
社会的可持续发展及其所涉及的生态、环境、资源、经济等方面的问题愈来愈成为国际社会关注的焦点，已被提到了发展战略的高度。
在这种情况下，绿色化学的出现证实了走可持续发展道路的可能性。
离子液体是近年来绿色化学研究的热点之一。
离子液体经过近二十年的研究，体系逐渐壮大，离子液体的种类已达到数百种之多。
丰富的种类资源为其应用提供了有力的保障。
离子液体(ionic liquids)又称为室温离子液体(room temperature ionic liquid)、室温熔融盐(room temperature molten salts)、有机离子液体等，是一种由有机阳离子和无机阴离子相互结合而成,在室温或低温下呈液态的盐类化合物。
离子液体具有如下特点[1,2]：①无色、无味、几乎无蒸气压；②有高的热稳定性和化学稳定性，呈液态的温度范围大；③无可燃性，无着火点，热容量较大且粘度低；④离子电导率高,分解电压（也称电化学窗口）一般高达3～5V；⑤具有很强的Bronsted、Lewis和Franklin酸性以及超酸性质,且酸碱性可进行调节；⑥能溶解大多数无机物、金属配合物、有机物和高分子材料(聚乙烯、PTFE或玻璃除外) , 还能溶解一些气体, 如H2 ,CO和O2等；⑦弱配位能力；⑧价格相对便宜,而且容易制备。
这些特点是其他许多分子溶剂不可比拟的独特性能，并集多重功能于一身。
绿色溶剂的名词解释
绿色溶剂的名词解释1. 引言在现代化工领域，溶剂被广泛应用于溶解、扩散、催化等各个方面。
然而，传统有机溶剂的使用往往伴随着环境污染和健康风险。
为了实现可持续发展和环境友好的化工产业，绿色溶剂逐渐引起了人们的关注。
那么，什么是绿色溶剂呢？2. 绿色溶剂的定义绿色溶剂，顾名思义，是指在溶解或分离过程中，对环境和健康无害的溶剂。
与传统的有机溶剂相比，绿色溶剂具有以下特点：低挥发性、低毒性、易生物降解和可再生性。
绿色溶剂的出现不仅可以减少对环境的污染，还能提高工人的安全性。
3. 绿色溶剂的分类绿色溶剂可以按照原料来源、性质特点以及用途来分类。
（1）原料来源：根据溶剂的原料来源，绿色溶剂分为天然溶剂和合成溶剂两类。
天然溶剂主要从植物、动物或微生物中提取得到，如柠檬酸、酒精、生物酯等。
合成溶剂则是通过化学反应合成得到，如离子液体、水溶性聚合物等。
（2）性质特点：按照溶剂的性质特点，绿色溶剂可分为极性溶剂和非极性溶剂。
极性溶剂例如水、乙醇、甲醇等，适用于溶解极性化合物。
非极性溶剂例如正己烷、二甲苯等，适用于溶解非极性化合物。
（3）用途：根据溶剂的应用领域，绿色溶剂可以分为溶液法辅助提取溶剂、反应溶剂、溶剂用于分离离子液体和溶剂用于环境清洁等。
溶液法辅助提取溶剂主要应用于药物、精细化学品、食品和香料等产业中。
4. 绿色溶剂的应用绿色溶剂的应用领域广泛，主要包括以下几个方面。
（1）制药工业：制药工业中的绿色溶剂应用主要集中在溶剂萃取、溶解和结晶等工艺中。
绿色溶剂可以有效地提高药物的纯度，并且降低工艺步骤中的副产物和废物。
（2）化妆品工业：绿色溶剂在化妆品工业中的应用很广泛，主要用于溶解天然植物提取物、调整乳化、稳定乳液等。
相比传统有机溶剂，绿色溶剂对皮肤无刺激，更加环保。
（3）食品工业：在食品工业中，绿色溶剂通常用于提取芳香物质、色素、食品添加剂等。
使用绿色溶剂可以保证食品的纯度和质量，并且有利于降低残留物。
（4）能源领域：绿色溶剂在能源领域的应用主要用于溶解和分离。
绿色溶剂离子液体的制备与应用
绿色溶剂离子液体的制备与应用一、本文概述随着全球对可持续发展的日益关注，绿色化学和绿色技术已成为化学领域的研究热点。
绿色溶剂离子液体作为一种新兴的绿色介质，在化学工业中展现出巨大的应用潜力。
本文旨在探讨绿色溶剂离子液体的制备方法、性质及其在各个领域的应用。
我们将首先介绍离子液体的基本概念和特性，然后详细阐述其制备方法，包括直接合成法、间接合成法等。
在此基础上，我们将进一步探讨离子液体在化学反应、材料制备、能源转换与储存、环境保护等领域的具体应用，并展望其未来的发展前景。
通过本文的阐述，我们希望能够为绿色溶剂离子液体的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、离子液体的制备离子液体的制备是绿色溶剂离子液体应用的基础，其制备过程需要考虑到原料的选择、反应条件以及产物的分离和纯化等因素。
目前，离子液体的制备方法主要包括一步合成法、两步合成法以及离子交换法等。
一步合成法是最常用的制备方法，它通常是在一定的温度和压力下，通过酸碱中和反应或者季铵化反应一步得到离子液体。
例如，通过季铵化反应，将卤代烃与含氮化合物反应，可以制备出多种离子液体。
这种方法的优点是操作简单，原料易得，产率高，但缺点是可能产生副产物，需要进一步的分离和纯化。
两步合成法则是先将阳离子前驱体与阴离子前驱体分别合成，然后通过离子交换反应得到目标离子液体。
这种方法可以更加灵活地选择阳离子和阴离子，从而调控离子液体的性质。
然而，这种方法步骤繁琐，需要多次反应和分离，成本较高。
离子交换法则是通过离子交换树脂或者离子交换膜等介质，将已经制备好的离子液体中的阳离子或阴离子替换为所需的离子。
这种方法可以在不改变原有离子液体结构的基础上，调整其性质，但同样需要额外的设备和操作。
离子液体的制备方法需要根据具体的应用需求来选择。
在选择制备方法时，需要综合考虑原料的成本、反应的条件、产物的性质以及环保等因素。
随着对离子液体研究的深入，未来可能会有更加高效、环保的制备方法出现，以满足更多的应用需求。
绿色溶剂水讲解73页PPT
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
绿色溶剂—离子液体
离子液体 = 离子溶液
NaCl 803℃，50 %LiCl-50 %AlCl3 144℃
2、室温离子液体的结构
离子之间作用力 ，晶格能 ，熔点 ，室温 下呈液态,所以称之为室温离子液体。
N
BF4R'
• 范德华力，又称分子作用力，产生于分 子或原子之间的静电相互作用。
3. 离子液体的种类
组成离子液体的阳离子主要有：
R' R R N+ R
R R R' P+ R
烷基季铵离子[NRXH4-x]+
烷基季磷离子[PRXH4-x]+
N R
R
N
N
R'
N-烷基取代的吡啶离子[RPY]+ 1,3-二烷基取代的咪唑离子[R1R2IM]+
离子液体的特性
1. 蒸汽压极小。
无污染，可循环，绿色溶剂 2. 液程很宽 （可达约300℃）。 3. 溶解性好。 4. 热稳定性和化学稳定性好， 无可燃性，无着火点。
化学反应的 优良溶剂
5. 粘度高，热容大。
6. 电导率高。 7. 电化学稳定性高,电化学窗口宽。
电解、 电镀、电池
5.离子液体的制备方法
a) 阳离子的影响:
b) 阴离子的影响:
[BMIM]Br. [BMIM]CF3COO. [BMIM]CF3SO3 易溶于水; [BMIM](CF3SO2)2N 难溶于水。[BMIM]PF6与水完全 不互溶.
4.3 热稳定性
• 离子液体的热稳定性分别受杂原子－碳原子之 间作用力和杂原子－氢键之间作用力的限制， 因此与组成的阳离子和阴离子的结构和性质密 切相关。 • 胺或膦直接质子化合成的离子液体的热稳定性 差，很多含三烷基铵离子的离子液体在真空 80℃下就会分解 ; [EMIM]BF4在300℃仍然稳定， [EMIM]CF3S03和[EMIM](CF3S02)2N的热稳定 性温度均在400℃以上。
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而使用量最大、最为常见的溶剂主要有石油
醚、苯类芳香烃、醇、酮和卤代
烃等。
目前，工业中最常使用的这些 有机溶剂大多是易挥发、有毒和 有害的，这些溶剂在使用过程中 经过挥发进入空气中，在阳光的 照射下容易在地面附近形成光化 学烟雾，导致并加剧人们的肺气 肿、支气管炎，甚至诱发癌症病 变。因此，挥发性有机溶剂是造 成大气污染的主要废气物之一。
水作为反应介质，不仅是地球上自然 界最丰富的溶剂,廉价易得、无毒无害 ，不燃不爆, 不污染环境并且具有提高 反应的选择性和活性、产物纯化简单催 化剂易回收、反应条件温和等优点，在 稀释溶剂或萃取溶剂方面, 有其独特的 优越性所以水作为有机反应的反应介质
可能会更加绿色和有益。在有机合成 反应中, 水可以省略诸如官能团 的保护、去保护等合成步骤, 是 取代传统挥发性有机溶剂和助剂 的理想替代品。
水是一种极性化合物,可以导电,是一种优良的溶 剂水。的氢键是造成它具有很多反常性质的重要原因。
与它同周期的元素氢化物甲烷(CH4)、氨气(NH3)、氟化 氢(HF)及与它同主族的元素氢化物硫化氢(H2S)、硒化氢 (H2Se)、碲化氢(H2Te)相比,它们常温下都是气体,尽管有些 化合物分子量比水大,而H2O却是液体
机溶剂蒸气之下，也会有急性中毒致命的危险。在工业卫生上， 有机溶剂对人体之危害与溶剂的挥发性具有密切的关系。在常温 下，低挥发性溶剂在空气中不易造成危险。其他对人体危害有关
系者尚有溶剂之脂溶性，反应性、含杂质情形、人体吸收之方式及 途径、人体之代谢速率、累积情形、个体感受及敏感性、暴露时间 之长短等
通过以上的一些例子可以看到， 近些年对于绿色溶剂的研究和开 发主要就是三个方面： 1 水作为绿色溶剂的应用； 2 离子溶液作为绿色溶剂的应用； 3 超临界流体萃取作为绿色溶剂的应用。
绿色溶剂的主要类型
水 ： 水在有机合成中的应用；
绿
水相中的自由基反应等。
色 溶 剂
超临界流体：超临界CO2的应用；
绿色催化剂
李志刚 129034287 刘燕 129034292 魏悠然 129034304 余晓云 129034307
目录
1 绿色溶剂的背景及定义 2 绿色溶剂---水 3 水相中的有机反应 4 相转移催化反应 5 结语
绿色溶剂的背景及进展
一个世纪以来，人类为适应社会和工业生 产的需要，在化学领域取得了十分辉煌的 成就。但是由于受传统发展观念的影响， 一些化工企业向环境排放了大量的污染物， 一些化学药品被毫无节制地滥用，给整个 生态环境照成了非常严重的影响。在整个 化工生产过程中，关于溶剂的应用是其中 很重要的一部分。
化剂的回收和重复使用是绿色化学很重要的问题。 因此，采用水为
反应介质的非均相的反应体系是一种很有效的方法。例如
Mizuno 报道的以钌为催化剂，在水介中催化2-奈酚衍生物发生自身的 偶联反应，以空气中的氧气作为氧化剂。催化剂可以经过过滤分离， 并且重复使用多次不会丧失催化活性，重复使用 160 次，反应效果都 要优于使用其它非均相和均相催化体系。
，以硝基苯乙烯和苯乙酮为原料，有机小分子作为催化剂，反应 可以在室温的条件下进行，不需要任何添加剂，产物获得了很好 的选择性和较高的产率，并且产物只需要通过过滤或者相分离就 可以得到粗品，不需要使用有机溶剂提取。
催化作用被认为是一种在有机合成中很有效的方法，并且是一种
绿色化学的方法。事实上，催化剂一般是加快反应速率，可以使一些 反应活性较低的化合物反应得到产物或者避免使用超过化学计量的反 应原料。在这些方面，使用过渡金属丰富了化学家们的手段。虽然传 统的金属催化反应需要在惰性气氛或者无水条件下进行，但是最近几 年，采用水作为溶剂在这些反应上逐渐出现。然而大多数催化剂通常 都来源于一些昂贵的、稀有的金属，并且具有一定的毒性。因此，催
性。研究表明，酶分子的表面有一层结合紧密的水分子 ，这层水分子对酶有无催化活性起到重要作用，也将
这种维持酶活性的水层定义为必须水。因此酶只有 在水的存在下才能表现出催化活性。水 介有机反应的出现，将酶催化有机合成 反应开辟了广阔的发展空间。
④增加微波的能量有效率
在很多化学过程中，严重影响环境的就是在加热和冷却过程中大 量的能量消耗，为了解决这些问题，于是就采用了一些能够选择性利
物的聚合而产率降低。当选用水作为反应介质 时，反应可以在有机相中发生，生成的 HCl 可以溶解到水相中，这样就可以减少烯烃类 物质的聚合。
②简便的产物分离和催化剂回收
把水用作反应介质有很多优点，对于一些反应来说，只需一 些简单的分离手段就能将产物与溶剂分离，比如过滤或 者相分离。又因为水无毒无危害，在后处理的过程不 需要除去有机溶剂，另外，水相对于其它有机溶剂沸点 较低，只需要在常温或者稍加热的条件下就能将水除 去。如 Luo 和他同事报道了水介中不对称的Michael 加成
水作为溶剂的优点
①增加反应活性和选择性
加快反应速度和增加选择性对于 绿色化学具有很重要的意义，因为这 样可以缩短反应时间，降低反应温度， 较少的催化剂用量，更高的产率和产 物易纯化。
19 世纪八十年代 Breslow 的研究发现，Diels-Alder 环化反 应在水介质中的反应速率要比在其它有机溶剂中的 反应速率大大提高。并且在水中的选择性 （endo/exo=21.4）也要高于在环戊二烯中的选择
2001年， 我国留美学者李朝军教授用金属铟 在水相反应方面做了大量工作，因而获得了2001 年美国总统绿色化学奖，这主要是利用水作为绿 色溶剂的研究；
Desimone等发现可用超临界CO2取代老溶剂氟 利昂，作为氟代丙烯酸酯单体自由基聚合反应的 溶剂，其产率高，而且产物易分离，这是超临界 流体作为绿色溶剂的应用。
在一些反应中，水作为溶剂可以提高产率，不仅是通 过加快了反应速率，而且避免或者减少了副反应。
如 Novartis 报道在水介中以 2-氯丙烯氰和有机叠氮化合物合 成 1-取代-4-氰基-1,2,3-三唑。该反应最主要的副反应是 2-氯 丙烯氰的自身聚合，不管是酸性还是碱性条件下都容易发生
。然而，反应中会产生副产物HCl，在有机溶剂中，产生 的氯化氢增加了反应混合物的酸度，导致烯烃化合
有机溶剂的优点
有机溶剂是能溶解一些不溶于水的物 质（如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等）
的一类有机化合物，其特点是在常温常
压下呈液态，具有较大的挥发性，在溶解 过程中，溶质与溶剂的性质均无改变。
有机溶剂的缺点
有机溶剂具有脂溶性，因此除经呼吸道和消化道进入机体内外 ，尚可经完整的皮肤迅速吸收，有机溶剂吸收入人体后，将作用于 富含脂类物质的神经、血液系统，以及肝肾等实质脏器，同时对皮 肤和粘膜也有一定的刺激性。不同有机溶剂其作用的主要靶器官 和作用的强弱也不同，这决定于每一种有机溶剂的化学结构、溶 解度、接触浓度和时间，以及机体的敏感性。人若长时间吸入有 机溶剂之蒸气将会引起慢性中毒的现象，但短时间暴露高浓度有
最近，在水介中涉及到自由基增加反应活
性的例子也相继出现，因为水具有强的 OH键，很适合这些反应的溶剂。例如，
Oshima 和他同事探究的无金属催化，通过碘醋
酸盐的环化形成 C-C 键。在许多有机溶剂中，室
温下不能得到内酯产物，然而在相同条件下， 在水介中可以得到相应产物的产率为
78%，在其它极性溶剂中获得比较低 的产率。
③生物催化过程
酶是一种生物催化剂，在它的催化下，有机反应的反应条件 温和，能够节约能源。酶催化的专一性强，可以避免或者减少有 机反应中的副反应。另外，酶产生于生物体，是一种能够被生物 降解、对环境无害的物质，是一种绿色经济的化学手段。 但是在 完全无水的体系中，会导致酶自身构象发生变化，而失去催化活
性（endo/exo=3.85）。更为显著的是，采用一些质 子性溶剂，如甲醇和乙醇，得到和其它有机
溶剂一样的反应结果，这些现象说明是疏水性的 影响。
在一些反应中，反应速率的增加源于有机分子（尤其是
过渡态）与水游离的羟基自由基之间的界面效应。
Sharpless 研究组报道了一个最能说明水介反应加快反应速率的例
“绿色”
“绿色化学”由美国化学会（ACS） 提出，目前得到世界广泛的响应。其核 心是利用化学原理从源头上减少和消除 工业生产对环境的污染；反应物的原子 全部转化为期望的最终产物。
溶剂是什么？
广义地说,溶解在几百年来是很多工业不可缺少的,在 15世纪,炼金术士就注重溶剂和溶解的使用,当时他们正 致力于寻找一种可包治百病的万灵丹。今天,几乎所有的 制造业和加工业—汽车、电子、造纸、化学品、食品、 洗涤—都依赖于溶剂和水的大量使用。为满足需要,全世 界每年要生产150亿公斤的有机溶剂和含氯溶剂,这些溶 剂用作加工辅助剂,洗涤剂以及分散剂,它们不可避免地要 进入我们的生态系统,在这些过程中,更大量的水被使用和 被污染。
何谓“绿色溶剂”？
绿色溶剂：一般是指溶剂化学性质不 稳定，可以为土壤生物或其他物质降解， 半衰期短，很容易衰变成低毒、无毒的
物质。也称环境友好型溶剂。在化工企
业当中绿色溶剂一般指生物柴油、植物 都有，甲酯化植物油等。水也可以广义 的认为是绿色溶剂。
例如，在涂料、粘合剂、油漆、橡 胶、化纤以及医药和油脂等生产过程中都 要使用大量的有机溶剂。此外，在机械、电
超临界水的应用等
离子溶液：在化学反应中的应用；
在分离过程中的应用等。
“绿色化学的宠儿”——水
水作为一种新型的反
应介质，被称为二十一 世纪环境友好溶剂，受 到产业界和学术界的高 度重视，目前已成为最 活跃的前沿研究领域之 一，代表着绿色化学发 展的一个重要方向。
水的性质
水是一种无色无味的液体,凝固点是0℃ ,沸点100℃ ,比重(4℃时)为1.00。 水的分子量为18,是由两个氢原子和一个氧原子组成的化合物