绿色化工与环保之绿色溶剂水课件

绿色化学-绿色溶剂绿色化学-绿色溶剂

化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？

化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？化学使用的溶剂与助剂化学品的生产、加工、使用过程中，每一步都会使用辅助性物质，这些辅助性物质有溶剂、萃取剂、分散剂、反应促进剂、清洗剂等。用量：石油醚、苯类芳香烃、醇、酮、卤代烃等。每年向大气排放的有机溶剂超过20万吨。化学使用的溶剂与助剂化学品的生产、加工、使用过程中，每一步都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。溶剂的应用及其危害一、溶剂及其作用溶剂的危害挥发性强，污染环境

烃类及其衍生物导致光化学烟雾危害人类健康

导致并加剧肺气肿、支气管炎、甚至诱发癌变(如氯仿、四氯化碳、苯等能损伤肝脏，且都是致癌物)污染水体、毒害水生植物溶剂的危害挥发性强，污染环境化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？

化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？

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;对人体健康无害；环境友好。研究开发无毒无害的容积替代易挥发、有毒、5.采用安全的溶剂和助剂（atersolventsandauxiliaries）：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（atersolventsand

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。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以超临界流体为溶剂这是非常有前途的方法，如采用超临界二氧化碳，可溶解多种反应物，并能促进许多反应的发生。超临界二氧化碳具有无毒，不可燃，价廉等优点，已得到了广泛应用用无毒无害的溶剂无溶剂反应从理论上讲，无溶剂，则不会有溶剂的绿色溶剂的主要类型

绿色溶剂水：水在有机合成中的应用；水相中的自由基反应等。离子溶液：在化学反应中的应用；在分离过程中的应用等。超临界流体：超临界CO2的应用；超临界水的应用等绿色溶剂的主要类型绿色溶剂水：水在有机合成中的应用12资源加工的生态化原子经济性（元素节约化学）固体酸催化反应无害溶剂—超临界二氧化碳、近临界水、离子液非光气和非氢氰酸的反应路线封闭物质循环系统和减少消耗性排放12资源加工的生态化原子经济性（元素节约化学）绿色化学-绿色溶剂绿色化学-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。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绿色溶剂的主要类型

绿色溶剂水：水在有机合成中的应用；水相中的自由基反应等。离子溶液：在化学反应中的应用；在分离过程中的应用等。超临界流体：超临界CO2的应用；超临界水的应用等绿色溶剂的主要类型绿色溶剂水：水在有机合成中的应用尽可能用水代替有机溶剂进行化学反应价廉、无毒、无害用水来替代传统合成过程中的有机溶剂为介质,无疑具有重要意义。尽可能用水代替有机溶剂进行化学反应价廉、无毒、无害绿色化工与环保之绿色溶剂水课件一、水的性质一、水的性质水作为反应介质，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一、水的性质水作为反应介质，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。一、水的性质水是一种极性化合物,可以导电,是一种优良的溶剂。水的氢键是造二、水的作用二、水的作用2.1增加反应活性和选择性

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O-H键，很适合这些反应的溶剂。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。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。二、水的作用2.1增加反应活性和选择性在水介中涉及到自由基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。2.2简便的产物分离和催化剂回收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。二、水的作用把水用作反应介质有很多优点，对于一些反

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。2.3生物催化过程二、水的作用酶是一种生物催化剂，是一种能够被生物降解、对环

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.水是一种强极性分子，具有较大的介电常数，并且介质损耗因数也很大，具有很强的微波吸收能力。2.4增加微波的能量有效率微波加热水介有机反应时，可以充分吸收微波，最大限度地将微波能转化为热，使反应体系的温度迅速升高，是一种降低能耗损失，节约成本的绿色化学方法。

二、水的作用在很多化学过程中，严重影响环境的就是在三、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、水相中的有机反应在水相中进行的有机反应与在有机1243加成反应5678缩合反应周环反应金属参与的有机反应取代反应氧化反应还原反应其他反应水相中的有机反应三、水相中的有机反应1243加成反应5678缩合反应周环反应金属参与的有机反应取3.1加成反应迈克尔加成（Michaeladditionreaction）亲电的共轭体系（电子受体）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用方法之一。

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,且产率可达95一97%三、水相中的有机反应3.1加成反应迈克尔加成（Michaeladdit3.2缩合反应Knoevenagel缩合反应——醛或酮在弱碱（胺、吡啶等）催化下，与具有活泼α-氢原子的化合物缩合的反应称为Knoevenagel反应

Knoevenagel缩合反应一般用碱与酸催化在有机溶剂中进行。最近,研究发现该反应可以在水介质中进行。宛俞等研究了水溶剂中芳香醛与巴比妥酸的反应,其反应产率可达73一99%,且不需要加任何催化剂。三、水相中的有机反应3.2缩合反应Knoevenagel缩合反应——醛3.3周环反应如下图所示,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%。

狄尔斯－阿尔德反应是一种有机反应（具体而言是一种环加成反应）。共轭双烯与取代烯烃（一般称为亲双烯体）反应生成取代环己烯。三、水相中的有机反应3.3周环反应如下图所示,环戊二烯与二乙基延胡索酸醋3.4取代反应

最近几年在水中进行的把催化烷基取代反应已有报道。如Uozumi和Shibatomi报道了用固定把和只N手性试剂在0.9mol/L碳酸锉水溶液中催化了碳酸醋的不对称烷基取代反应,选择性可达99%三、水相中的有机反应3.4取代反应最近几年在水中进行的把催化烷基取代反应3.5氧化反应三、水相中的有机反应3.5氧化反应三、水相中的有机反应3.6还原反应三、水相中的有机反应3.6还原反应三、水相中的有机反应3.7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%锰参与的有机反应三、水相中的有机反应3.7金属参与的有机反应Ma等报道了水介质中作为绿色化学的一个重要分支，为化工生产开发以水为介质的化学反应技术已成为广大化学工作者的研究热点，水作介质的反应技术的发展，必然会推动经济的发展和人类社会的进步采用水作溶剂虽然能避免有机溶剂，但由于其溶解度有限，限制了它的应用，而且还要注意废水是否会造成污染。基于原子级分散铂-碳化钼催化体系的甲醇和水液相低温反应制氢示意图作为绿色化学的一个重要分支，为化工生产开发以水绿色化工与环保之绿色溶剂水课件绿色化学-绿色溶剂绿色化学-绿色溶剂

化学合成必须使用溶剂吗？

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化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？化学使用的溶剂与助剂化学品的生产、加工、使用过程中，每一步都会使用辅助性物质，这些辅助性物质有溶剂、萃取剂、分散剂、反应促进剂、清洗剂等。用量：石油醚、苯类芳香烃、醇、酮、卤代烃等。每年向大气排放的有机溶剂超过20万吨。化学使用的溶剂与助剂化学品的生产、加工、使用过程中，每一步都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。溶剂的应用及其危害一、溶剂及其作用溶剂的危害挥发性强，污染环境

烃类及其衍生物导致光化学烟雾危害人类健康

导致并加剧肺气肿、支气管炎、甚至诱发癌变(如氯仿、四氯化碳、苯等能损伤肝脏，且都是致癌物)污染水体、毒害水生植物溶剂的危害挥发性强，污染环境化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？

化学合成必须使用溶剂吗？

化学合成中应该选用什么溶剂？

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;对人体健康无害；环境友好。研究开发无毒无害的容积替代易挥发、有毒、5.采用安全的溶剂和助剂（atersolventsandauxiliaries）：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（atersolventsand

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。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以超临界流体为溶剂这是非常有前途的方法，如采用超临界二氧化碳，可溶解多种反应物，并能促进许多反应的发生。超临界二氧化碳具有无毒，不可燃，价廉等优点，已得到了广泛应用用无毒无害的溶剂无溶剂反应从理论上讲，无溶剂，则不会有溶剂的绿色溶剂的主要类型

绿色溶剂水：水在有机合成中的应用；水相中的自由基反应等。离子溶液：在化学反应中的应用；在分离过程中的应用等。超临界流体：超临界CO2的应用；超临界水的应用等绿色溶剂的主要类型绿色溶剂水：水在有机合成中的应用48资源加工的生态化原子经济性（元素节约化学）固体酸催化反应无害溶剂—超临界二氧化碳、近临界水、离子液非光气和非氢氰酸的反应路线封闭物质循环系统和减少消耗性排放12资源加工的生态化原子经济性（元素节约化学）绿色化学-绿色溶剂绿色化学-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。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绿色溶剂的主要类型

绿色溶剂水：水在有机合成中的应用；水相中的自由基反应等。离子溶液：在化学反应中的应用；在分离过程中的应用等。超临界流体：超临界CO2的应用；超临界水的应用等绿色溶剂的主要类型绿色溶剂水：水在有机合成中的应用尽可能用水代替有机溶剂进行化学反应价廉、无毒、无害用水来替代传统合成过程中的有机溶剂为介质,无疑具有重要意义。尽可能用水代替有机溶剂进行化学反应价廉、无毒、无害绿色化工与环保之绿色溶剂水课件一、水的性质一、水的性质水作为反应介质，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一、水的性质水作为反应介质，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。一、水的性质水是一种极性化合物,可以导电,是一种优良的溶剂。水的氢键是造二、水的作用二、水的作用2.1增加反应活性和选择性

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O-H键，很适合这些反应的溶剂。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。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。二、水的作用2.1增加反应活性和选择性在水介中涉及到自由基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。2.2简便的产物分离和催化剂回收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。二、水的作用把水用作反应介质有很多优点，对于一些反

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。2.3生物催化过程二、水的作用酶是一种生物催化剂，是一种能够被生物降解、对环

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.水是一种强极性分子，具有较大的介电常数，并且介质损耗因数也很大，具有很强的微波吸收能力。2.4增加微波的能量有效率微波加热水介有机反应时，可以充分吸收微波，最大限度地将微波能转化为热，使反应体系的温度迅速升高，是一种降低能耗损失，节约成本的绿色化学方法。

二、水的作用在很多化学过程中，严重影响环境的就是在三、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、水相中的有机反应在水相中进行的有机反应与在有机1243加成反应5678缩合反应周环反应金属参与的有机反应取代反应氧化反应还原反应其他反应水相中的有机反应三、水相中的有机反应1243加成反应5678缩合反应周环反应金属参与的有机反应取3.1加成反应迈克尔加成（Michaeladditionreaction）亲电的共轭体系（电子受体）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用方法之一。

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,且产率可达95一97%三、水相中的有机反应3.1加成反应迈克尔加成（Michaeladdit3.2缩合反应Knoevenagel缩合反应——醛或酮在弱碱（胺、吡啶等）催化下，与具有活泼α-氢原子的化合物缩合的反应称为Knoevenagel反应

Knoevenagel缩合反应一