1、綠色化學(xué)與有機(jī)合成化學(xué)眾所周知，有機(jī)化學(xué)特別是有機(jī)合成化學(xué)是一門進(jìn)展得比較完備的學(xué)科。在人類文明史上，它對(duì)提高人類的生活質(zhì)量作出了巨大的奉獻(xiàn)然而，不行否認(rèn)，“傳統(tǒng)”的合成化學(xué)方法以及依其建立起來的“傳統(tǒng)”合成化學(xué)工業(yè)，對(duì)整個(gè)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)峻的污染和破壞。以往解決問題的主要手段是治理、停產(chǎn)、甚至關(guān)閉，人們?yōu)橹蔚摹爸卫砦廴尽辈煌摹熬G色化學(xué)”的概念，即如何從源頭上削減、甚至消退污染的產(chǎn)生。通過爭辯和改進(jìn)化學(xué)化工過程及相應(yīng)的工藝技術(shù)，從根本上降低、以至消退副產(chǎn)品或廢棄物的生成，從而到達(dá)保護(hù)和改善環(huán)境的目的“綠色化學(xué)”的目標(biāo)要求任何一個(gè)化學(xué)的活動(dòng)，包括使用的化學(xué)原料、化學(xué)和化工過程、以

2、及最終的產(chǎn)晶，對(duì)人類的安康和環(huán)境都應(yīng)當(dāng)是友好的。因而，綠色化學(xué)的爭辯成果對(duì)解決環(huán)境問題是有根本意義的。目標(biāo)、根本原理和爭辯領(lǐng)域等已經(jīng)邁步明確，初步形成了一個(gè)多學(xué)科穿插的的爭辯領(lǐng)域。具體來說，綠色化學(xué)的根本原理可以有以下幾個(gè)方面：1)防止污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污染；2)原子經(jīng)濟(jì)性；3)只要可行，應(yīng)盡量承受毒性小的化學(xué)合成路線：4)更安)應(yīng)盡可能避開使用關(guān)心物質(zhì)應(yīng)考慮到能源消耗對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響，并應(yīng)盡量少地使用能源；7)原料應(yīng)是可再生的，而非將耗竭的；8)盡量避開不必要的衍生化步驟；催化性試劑(有盡可能好的選擇性)優(yōu)于當(dāng)量性試劑；10)化工產(chǎn)品在完成其使命后，不應(yīng)殘留在環(huán)境中，而應(yīng)能降解為無害

3、的物質(zhì)：11)分析方法必需進(jìn)一步進(jìn)展，以使在有害物質(zhì)生成前能夠進(jìn)展即時(shí)的和在線跟蹤及把握：12)在化學(xué)轉(zhuǎn)換過程中，所選用的1995年美國設(shè)立了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)，旨在嘉獎(jiǎng)在制造性地爭辯、開發(fā)和應(yīng)用綠色化學(xué)根本原理方面獲得出色成就的個(gè)人、集體或組織。共有五個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)：學(xué)術(shù)獎(jiǎng)(AcademicAward)、中小企業(yè)獎(jiǎng)(SmallBusinessAward)、合成路線獎(jiǎng)(AlternativeSyntheticPathwaysAward)、工藝獎(jiǎng)(AlternativeSolventReactionConditionsAward)和安全化學(xué)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)(DesigningSaferChemicalsAwar

4、d)。從設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)和歷屆獲獎(jiǎng)的爭辯成果也可以大致了解綠色化學(xué)所涵蓋的范圍。從根本上說，綠色化學(xué)是要求化學(xué)家從一個(gè)嶄的角度來打量“傳統(tǒng)”的化學(xué)爭辯和化工過程，并以“與環(huán)境友好”為根底和動(dòng)身點(diǎn)提出的化學(xué)問題，制造出的化工技術(shù)。這里，僅就作者比較生疏的綠色化學(xué)中的有機(jī)合成方面的問題提出看法，供大家參考和爭辯。二、以綠色化學(xué)的原理打量和進(jìn)展有機(jī)合成方法學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性1991年，有名化學(xué)家BMTrost提出以“原于經(jīng)濟(jì)性”的觀念來評(píng)估化學(xué)反響的效率，也就是，要考察有多少反響物分子進(jìn)入到最終的產(chǎn)物分子。抱負(fù)的“原子經(jīng)濟(jì)性” 100子經(jīng)濟(jì)性”的觀念是綠色化學(xué)的根本原理之一。傳統(tǒng)的有機(jī)合成化學(xué)比較重視反響產(chǎn)物W

5、ittig成烯反響是一個(gè)應(yīng)用格外和重視。但是，經(jīng)過多年的實(shí)踐，很多化學(xué)家，包括一些企業(yè)界的人士都生疏到“原子戰(zhàn)獎(jiǎng)學(xué)術(shù)獎(jiǎng)。子經(jīng)濟(jì)性”的有機(jī)合成反響還不多見。實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”的目標(biāo)是一個(gè)長的過程。科學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)自覺地用“原子經(jīng)濟(jì)性”的原則去打量已有的有機(jī)合成反響，井努力開發(fā)符合“原子經(jīng)濟(jì)性”原則的反響。進(jìn)展高選擇性、高效的催化劑效的催化反響更符合綠色化學(xué)的根本要求。催化的不對(duì)稱合成反響獲得單一手性分子的方法中，外消旋體的拆分是一個(gè)重要的途徑。但是，抱負(fù)的產(chǎn)率也原子經(jīng)濟(jì)性是很差的。因此，對(duì)于合成單一的手性分子，催化的不對(duì)稱合成反響應(yīng)當(dāng)是首選的，也是最重要的。催化的不對(duì)稱反響是有機(jī)合成化學(xué)爭辯的熱點(diǎn)

6、和前沿，也是有2022年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了 Knowles，Noyori 和Sharpless應(yīng)重視以下兩個(gè)方面。應(yīng)重視觀念、技術(shù)、方法和型手性催化劑的爭辯和應(yīng)用例如，外消旋體的動(dòng)半異構(gòu)體只能作為副產(chǎn)品廢棄掉，造成低的原子經(jīng)濟(jì)性近年來，報(bào)道了動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分的方法”，即在反響體系中參加另一種催化劑，可以催化異構(gòu)化反響，這樣，單一光其他還比方，不對(duì)稱活化(毒化)、不對(duì)稱放大、去對(duì)稱化反響等的觀念、方法和技術(shù)都是需要深入爭辯和進(jìn)展的至于型手性催化劑的研制，更需要重視具有我國特色的型手性配體和相應(yīng)的手性催化劑的爭辯和開發(fā)。和反復(fù)的試驗(yàn)來篩選和覺察優(yōu)良的手性配體、手性催化劑，以及型的不對(duì)稱反響，因此，

7、其進(jìn)展的方向應(yīng)當(dāng)是更多地留意總結(jié)規(guī)律，加強(qiáng)理論的爭辯和指導(dǎo)作用。生物轉(zhuǎn)化反響雖然，對(duì)于某些生物催化劑是否會(huì)導(dǎo)致污染還沒有明確的定論，但是總的來看，生物轉(zhuǎn)化反響格外符合綠色化學(xué)的要求：具有高效，高選擇性和清潔反響的特點(diǎn)；反響產(chǎn)物單純，易分別純化；可避開使用貴金屬和有機(jī)溶劑；能源消耗低；可以合成一些用化學(xué)方Chi-HueyWong以在酶促反響所取得的引入矚目的Chi-HueyWong教授指出，酶促反響在化學(xué)合成工業(yè)上的應(yīng)用具有很大的潛力。設(shè)計(jì)與進(jìn)展適于酶促反響的的底物和利用遺傳工程轉(zhuǎn)變酶的催化性質(zhì)等，都將大大有利于在制藥工業(yè)中的應(yīng)用6l。我們認(rèn)為，生物轉(zhuǎn)化合成反響的爭辯可集中在以下幾個(gè)方面：覺察的

8、高活性和高選擇性的酶催化劑；擴(kuò)展酶促反響的適用范圍；利用生物工程技術(shù)獲得高效的酶催化劑；留意解決酶促反響工業(yè)中的問題；重視酶促反響的機(jī)理爭辯。 3簡化反響步驟，削減污染排放，開發(fā)的合成工藝重打量.這對(duì)于有機(jī)合成化學(xué)提出了的、更高的要求。cytovene的初期認(rèn)為，他們所實(shí)行RocheColorado公司對(duì)原有的工藝進(jìn)展了大的改進(jìn)，承受從鳥嘌吟三酯(guaninetriester)動(dòng)身的合成路線。與舊工藝相221166的廢氣894種不進(jìn)入最終產(chǎn)物而能在工藝過程中循2倍。三、的或非傳統(tǒng)的“干凈”反響介質(zhì)的開發(fā)利用介質(zhì)；超臨界和近(或亞)臨界流體，液體水，高子液體等，還可以包括一些無溶劑的固態(tài)反響。

9、超臨界和近臨界流體有關(guān)超臨界二氧化碳作為有機(jī)反響的“干凈”介質(zhì)的爭辯已有大量的報(bào)道，并已引起關(guān) (Near-Critical W ater)的爭辯引起了重視。近臨界水有很多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：相對(duì)來說，需要的溫度和壓力都較低；作為溶劑，對(duì)有機(jī)物的溶解性能相當(dāng)于丙酮或乙醇；近臨界水的介電常數(shù)介于常態(tài)水和超臨界水之間，因此，近臨界水足以既能溶解鹽，又能溶解有機(jī)化合物：水與產(chǎn)物易分別，用于分別純化的消耗很小。在近臨界水中進(jìn)展的有機(jī)反響也有一些值得留意(ionizationconstant)，對(duì)于某些需要酸催化或堿催化的反響，近臨界水也可催化反響，而不必另加催化劑例如，在近臨界水2AlCl3，或其Aldol縮

10、合反響、氧化反響等的爭辯結(jié)果。近臨界水的應(yīng)用更適合于小規(guī)模、高附加值的化工過程。對(duì)于“干凈”的反響介質(zhì)，近臨界水中的有機(jī)反響爭辯是一個(gè)值得留意的課題。以水為介質(zhì)的有機(jī)反響有機(jī)合成化學(xué)中開拓出一個(gè)的爭辯領(lǐng)域。2022年美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)學(xué)術(shù)獎(jiǎng)授予了李朝軍教授也說明水相有機(jī)反響的爭辯正在受到越來越多的關(guān)注。水相有機(jī)反響的爭辯己涉及多個(gè)反響類型，如：周環(huán)反響；親核加成和取代反響；金屬Lewis酸和過渡金屬試劑催化的有機(jī)反響，包括聚合反響；氧化和復(fù)原LewC-C鍵反響的應(yīng)用：金屬參與的，特別是金屬銦參與的水相Grig水對(duì)反響的特別作用，以及相關(guān)的理論問題；爭辯有機(jī)金屬試劑或Lewis酸催化的水相反

11、響，特別是相應(yīng)的水相不對(duì)稱反響：探究將水相有機(jī)反響和生物轉(zhuǎn)化反響相結(jié)合的合成方法；實(shí)現(xiàn)水相中的“原子經(jīng)濟(jì)性”反響：加強(qiáng)對(duì)水相有機(jī)反響工業(yè)應(yīng)用中根本問題的爭辯。離于液體的應(yīng)用高子液體(ionicliquid)是指室溫或低溫下為液體的鹽，由含氮、磷有機(jī)陽離子和大的無(如；BF4，PF6等)組成。離子液體對(duì)有機(jī)、金屬有機(jī)、無機(jī)化合物有很好的子液體在作為與環(huán)境友好的“干凈”溶劑方面有很大的潛力。離子液體兼有極性和非極性有機(jī)溶劑的溶解性能，溶解在離子液體中的催化劑，同時(shí)具有均相和非均相催化劑的優(yōu)點(diǎn)，催化反響有高的反響速度和高的選擇性。因此，以離子液體為溶劑的有機(jī)反響也表現(xiàn)出很多特點(diǎn)，井有可能在工業(yè)生產(chǎn)中

12、得到應(yīng)用。例如，在96，催化劑還能重復(fù)使用。某Lewis酸性，可以不另加催化劑就能催化反響。已報(bào)道的離子液體中鍵的偶聯(lián)反響等另外，為解決酶的固定化和其在有機(jī)溶劑中失活的問題， 用離子液體進(jìn)展酶促反響是一個(gè)很好的方法。離子液體的應(yīng)用正受到越來越多的重視。固然，這方面的工作還剛剛開頭，以離子液體為反響介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)、適用范圍和缺乏，還要不斷地深入爭辯和挖掘。離子液體對(duì)環(huán)境和生物的影響還需要更深入的評(píng)估。四、替代有毒、有害的化學(xué)品選擇無毒、無害的化學(xué)原料這方面的工作已有很多報(bào)道，重要的有：以二氧化碳代替光氣合成異氰酸酯：催化的硝化反響，可少用或不用強(qiáng)酸；以二甲基碳酸酪代替硫酸二甲酯進(jìn)展選擇性甲基化反響；家利用自行設(shè)計(jì)的催化劑，在過氧化氫的作用下，直接從丙烯制備環(huán)氧丙烷。整個(gè)過程只消耗烯烴、氫氣、分子氧，實(shí)現(xiàn)了高選擇性、高產(chǎn)率、無污染的環(huán)氧化反響，替代或(化學(xué))有環(huán)境最友好的體系”。綠色產(chǎn)品無公害的替代品DDT的使用對(duì)人類生活都起到過很大的作用，但是隨著社會(huì)的進(jìn)展， 它們對(duì)人類環(huán)境的危害也日漸暴躇。覺察和開發(fā)無公害的替代品已成當(dāng)務(wù)之急。設(shè)計(jì)更安全的替代的化學(xué)產(chǎn)品可大大降低所合成物質(zhì)的危害性，而使其對(duì)環(huán)境更加友好。這里將涉及分子構(gòu)造與活性的關(guān)系、活性的作用機(jī)理、人體致毒機(jī)理等的爭辯。例如，美國(hexaf