采用绿色生产工艺PPT幻灯片
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❖ 4/王志祥，张志炳，对氟苯胺的合成工艺研 究。精细石油化工，2000,17（5）： 39~40<br/><br/>
❖ 新工艺采用高沸点的环丁砜作溶剂，反应液除 去无机盐后，可直接精馏获得对氟硝基苯，避 免了废水的生成。
❖ 对氯硝基苯氟化反应：
NO2 + KF
Cl
DMSO 环丁砜
对氯硝基苯
NO2
原工艺 F
NO2
新工艺
F 对氟硝基苯
四、采用新技术
提高生产技术水平
2
有利于污染物的防治
有利于环境保护
3
例：铁粉还原硝基氧化吡啶制备4— 氨基吡啶
❖ 缺点：光气属剧毒物质，对人体健康和环境 有害。
Biblioteka Baidu
聚碳酸酯合成的新方法
❖ 美国、日本等国都积极开发不用光气合成聚 碳酸酯的绿色技术。采用碳酸二甲酯取代光 气与苯酚反应，生成碳酸二苯酯，然后与双 酚A进行酯交换，再缩聚反应生成高分子聚碳 酸酯，并在1993年建成非光气法生产聚碳酸 酯的工业装置。
❖ 优点：新法采用的碳酸二甲酯属环境友好化 学品，原料中无游离氯，也不需要溶剂，因 而产品质量好，特别适合于制备光学材料。 生产过程中产生的甲醇可回收利用制备碳酸 二甲酯，苯酚也可以循环使用，从而构成原 料的封闭循环，没有废弃物排放到环境中。
❖ 优点： 节约原料（硫酸）
减轻污染物处理负担
NHCOCH3
NHCOCH3
+ HNO3
H2SO4
+ H2O
乙 酰 苯 胺
NO2
三、改进操作方法 ———减少或消除污染物的
形成
❖例如：诺氟沙星合成中对氯硝基苯氟化反应
❖ 原工艺采用二甲基亚砜作溶剂。由于DMSO的 沸点和产物对氟硝基苯的沸点接近，难以直接 用精馏方法分离。需采用水蒸气蒸馏才能获得 对氟硝基苯，因而不可避免地产生一部分废水。
OH O
CH3O C OCH3 + 2
O OCO
+ 2 CH3OH
(n+1)
O OCO
+ n HO
O OC
CH3
O
C
OC
CH3 n
CH3
C
OH
CH3
OH
+ 2n
1
二、优化工艺条件
❖工艺参数：
不仅会影响产 品收率，而且
原料纯度 投料比 反应时间
2
会影响污染物
反应温度
的种类和数量
反应压力
溶剂
PH值
3
❖ 缺点：生产过程中将产生大量需要治理的废水,且
由于伴随光和热的大量氯气参与反应，对环境产生 污染因此对环境造成严重污染
CH3
Cl2 光和热
CHCl2
H2O H+
CHO
甲苯
亚苄基二氯
苯甲醛
间接电氧法制备苯甲醛
❖ 基本原理：在电解槽中将Mn2+电解氧化成 Mn3+，然后将Mn3+与甲苯在槽外反应器中定 向生成苯甲醛，同时Mn3+被还原成Mn2+。经 油水分离后，水相返回电解槽电解氧化，油 相经精馏分出苯甲醛后返回反应器。
❖ 优点：经济
避免使用剧毒的氰化物，减少对环境的危害
CH2Cl
CH2COOH
+
CO
H2O OH-
文献
❖ 1、贡长生，单自兴等编著。绿色精细化工导 论。北京：化学工业出版社，2005
❖ 2、赵临襄，化学制药工艺学。北京：中国医 药科技出版社，2003
❖ 3、闵恩泽，吴巍，程时标等。绿色化学与化 工。北京：化学工业出版社， 2000,31~33,50<br/>
工艺条件的优化
❖ 工艺条件影响产品收率以及污染物的种 类和数量
❖ 优化工艺条件是减少或消除污染的一个 重要手段
❖ 做到工艺条件的优化必须统筹兼顾，既 要使反应完全，又要使原料不致过量。
例如：乙酰苯胺的硝化反应
❖ 原工艺要求将乙酰苯胺溶于硫酸中。再将混酸进行 硝化反应。
❖ 后经研究发现，乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸浓度已 足够高，混酸中的硫酸可以省去。
生产布洛芬的新方法
1
优点：反应只需三步 废物量可减少37%
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
(CH3CO)2O HF
2
异丁苯
COCH3
CH2CH(CH3)2
Raney Ni H2
H3C CH OH
CO,Pd
CH2CH(CH3)2
3 H3C CH COOH
例2：苯甲醛的合成
❖ 传统是合成路线是以甲苯为原料通过亚苄基二氯水 解而得到。选择适当的条件进行甲醛侧链氯化，得 到以亚苄基二氯为主的产物。再经水解、精馏等步 骤而得到苯甲醛：
一、重新设计少污染或无污染的 生产工艺
❖ 在重新设计药品的生产工艺时应尽可能选用无毒或 低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料，以 降低或消除污染物的毒性。
❖ 例如在霉毒素的合成中，原来采用氯化高汞作催化 剂制备异丙醇铝，后改用三氯化铝代替氯化高汞作 催化剂，从而彻底解决了令人棘手的汞污染问题
2Al+6(CH3)2CHOH 催化剂 2Al[(CH3)2CHO]3+3H2
❖ 原工艺反应中需消耗大量的溶剂醋酸，并产生较多 的废水和废渣。
❖ 现采用催化加氢还原技术，优点是：简化工艺操作，
消除环境污染。
NH2
NO2
Fe,CH3COOH
原工艺
N
N
NH2
O
H2,Raney Ni,CH3CH2OH
新工艺
N
例：苯乙酸的合成
❖ 苯乙酸是合成药物的重要中间体。目前工艺上仍以 苯乙腈水解来制备。而苯乙腈又是由苄氯和氢氰酸 反应来合成的。现在通过苄氯羰化合成苯乙酸已经 获得成功。
目录
重新设计少污染或无污染的生产工艺
优化工艺条件 改进操作方法 采用新技术
绿色工艺的定义
❖ 绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约 能源、减少污染。绿色工艺与清洁生产密 不可分。绿色工艺主要还应从技术入手， 尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃 物少、对环境污染小的工艺方案。如现在 的精确成形、干式切削、准干式切削、生 产废物再利用、快速原型制造等都是绿色 工艺的新技术。
❖ 优点：闭路循环，无污染物排放
❖ 反应方程式如下：
Mn2+ 电 解 氧 化 反 应 Mn3+ + e
CH3
+ 4Mn3++H2O
CHO + 4Mn2+ + 4H+
例3：聚碳酸酯的合成
❖ 在合成化学过程中，尽可能不使用和不生产 对人体健康和环境有害的物质，这是绿色化 学的一条重要原则。
❖ 聚碳酸酯的传统合成方法采用光气与苯酚反 应产生碳酸二苯酯，进而和双酚A进行酯交换 ，再缩聚成聚碳酸酯。
❖ 新工艺采用高沸点的环丁砜作溶剂，反应液除 去无机盐后，可直接精馏获得对氟硝基苯，避 免了废水的生成。
❖ 对氯硝基苯氟化反应：
NO2 + KF
Cl
DMSO 环丁砜
对氯硝基苯
NO2
原工艺 F
NO2
新工艺
F 对氟硝基苯
四、采用新技术
提高生产技术水平
2
有利于污染物的防治
有利于环境保护
3
例：铁粉还原硝基氧化吡啶制备4— 氨基吡啶
❖ 缺点：光气属剧毒物质，对人体健康和环境 有害。
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聚碳酸酯合成的新方法
❖ 美国、日本等国都积极开发不用光气合成聚 碳酸酯的绿色技术。采用碳酸二甲酯取代光 气与苯酚反应，生成碳酸二苯酯，然后与双 酚A进行酯交换，再缩聚反应生成高分子聚碳 酸酯，并在1993年建成非光气法生产聚碳酸 酯的工业装置。
❖ 优点：新法采用的碳酸二甲酯属环境友好化 学品，原料中无游离氯，也不需要溶剂，因 而产品质量好，特别适合于制备光学材料。 生产过程中产生的甲醇可回收利用制备碳酸 二甲酯，苯酚也可以循环使用，从而构成原 料的封闭循环，没有废弃物排放到环境中。
❖ 优点： 节约原料（硫酸）
减轻污染物处理负担
NHCOCH3
NHCOCH3
+ HNO3
H2SO4
+ H2O
乙 酰 苯 胺
NO2
三、改进操作方法 ———减少或消除污染物的
形成
❖例如：诺氟沙星合成中对氯硝基苯氟化反应
❖ 原工艺采用二甲基亚砜作溶剂。由于DMSO的 沸点和产物对氟硝基苯的沸点接近，难以直接 用精馏方法分离。需采用水蒸气蒸馏才能获得 对氟硝基苯，因而不可避免地产生一部分废水。
OH O
CH3O C OCH3 + 2
O OCO
+ 2 CH3OH
(n+1)
O OCO
+ n HO
O OC
CH3
O
C
OC
CH3 n
CH3
C
OH
CH3
OH
+ 2n
1
二、优化工艺条件
❖工艺参数：
不仅会影响产 品收率，而且
原料纯度 投料比 反应时间
2
会影响污染物
反应温度
的种类和数量
反应压力
溶剂
PH值
3
❖ 缺点：生产过程中将产生大量需要治理的废水,且
由于伴随光和热的大量氯气参与反应，对环境产生 污染因此对环境造成严重污染
CH3
Cl2 光和热
CHCl2
H2O H+
CHO
甲苯
亚苄基二氯
苯甲醛
间接电氧法制备苯甲醛
❖ 基本原理：在电解槽中将Mn2+电解氧化成 Mn3+，然后将Mn3+与甲苯在槽外反应器中定 向生成苯甲醛，同时Mn3+被还原成Mn2+。经 油水分离后，水相返回电解槽电解氧化，油 相经精馏分出苯甲醛后返回反应器。
❖ 优点：经济
避免使用剧毒的氰化物，减少对环境的危害
CH2Cl
CH2COOH
+
CO
H2O OH-
文献
❖ 1、贡长生，单自兴等编著。绿色精细化工导 论。北京：化学工业出版社，2005
❖ 2、赵临襄，化学制药工艺学。北京：中国医 药科技出版社，2003
❖ 3、闵恩泽，吴巍，程时标等。绿色化学与化 工。北京：化学工业出版社， 2000,31~33,50<br/>
工艺条件的优化
❖ 工艺条件影响产品收率以及污染物的种 类和数量
❖ 优化工艺条件是减少或消除污染的一个 重要手段
❖ 做到工艺条件的优化必须统筹兼顾，既 要使反应完全，又要使原料不致过量。
例如：乙酰苯胺的硝化反应
❖ 原工艺要求将乙酰苯胺溶于硫酸中。再将混酸进行 硝化反应。
❖ 后经研究发现，乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸浓度已 足够高，混酸中的硫酸可以省去。
生产布洛芬的新方法
1
优点：反应只需三步 废物量可减少37%
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
(CH3CO)2O HF
2
异丁苯
COCH3
CH2CH(CH3)2
Raney Ni H2
H3C CH OH
CO,Pd
CH2CH(CH3)2
3 H3C CH COOH
例2：苯甲醛的合成
❖ 传统是合成路线是以甲苯为原料通过亚苄基二氯水 解而得到。选择适当的条件进行甲醛侧链氯化，得 到以亚苄基二氯为主的产物。再经水解、精馏等步 骤而得到苯甲醛：
一、重新设计少污染或无污染的 生产工艺
❖ 在重新设计药品的生产工艺时应尽可能选用无毒或 低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料，以 降低或消除污染物的毒性。
❖ 例如在霉毒素的合成中，原来采用氯化高汞作催化 剂制备异丙醇铝，后改用三氯化铝代替氯化高汞作 催化剂，从而彻底解决了令人棘手的汞污染问题
2Al+6(CH3)2CHOH 催化剂 2Al[(CH3)2CHO]3+3H2
❖ 原工艺反应中需消耗大量的溶剂醋酸，并产生较多 的废水和废渣。
❖ 现采用催化加氢还原技术，优点是：简化工艺操作，
消除环境污染。
NH2
NO2
Fe,CH3COOH
原工艺
N
N
NH2
O
H2,Raney Ni,CH3CH2OH
新工艺
N
例：苯乙酸的合成
❖ 苯乙酸是合成药物的重要中间体。目前工艺上仍以 苯乙腈水解来制备。而苯乙腈又是由苄氯和氢氰酸 反应来合成的。现在通过苄氯羰化合成苯乙酸已经 获得成功。
目录
重新设计少污染或无污染的生产工艺
优化工艺条件 改进操作方法 采用新技术
绿色工艺的定义
❖ 绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约 能源、减少污染。绿色工艺与清洁生产密 不可分。绿色工艺主要还应从技术入手， 尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃 物少、对环境污染小的工艺方案。如现在 的精确成形、干式切削、准干式切削、生 产废物再利用、快速原型制造等都是绿色 工艺的新技术。
❖ 优点：闭路循环，无污染物排放
❖ 反应方程式如下：
Mn2+ 电 解 氧 化 反 应 Mn3+ + e
CH3
+ 4Mn3++H2O
CHO + 4Mn2+ + 4H+
例3：聚碳酸酯的合成
❖ 在合成化学过程中，尽可能不使用和不生产 对人体健康和环境有害的物质，这是绿色化 学的一条重要原则。
❖ 聚碳酸酯的传统合成方法采用光气与苯酚反 应产生碳酸二苯酯，进而和双酚A进行酯交换 ，再缩聚成聚碳酸酯。