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文档简介

提高原子经济性08应化(一)班原子经济性的概念过去,化学家们关心的是化学反应的高选择性、高产率和速率,而常常忽视反应物分子中原子的有效利用率问题。因此化工生产中总要产生大量的三废物质,给整个生态环境造成了非常严重的影响。

1991年,美国Stanford大学的B.M.Trost教授首次提出了反应的“原子经济性”(AtomEconomy)的概念。他认为高效的化学反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合成目标产物。在一般的合成反应中:A+B=C+D

主产物副产物反应产生的副产物D往往是废物,因此可成为环境的污染源。原子经济性反应:E+F=C没有任何副产物生成。上述原子经济性概念可表述如下:化工生产上常用的产率或收率用下式表示:有机合成中常见反应的原子经济性1、化合反应2、

加成反应

3、

重排反应

4、

取代反应

5、

消除反应提高化学反应原子经济性的途径

1、

开发新型催化剂

例如:环氧丙烷的生产传统方法——氯醇法2CH3-CH=CH2+2HClO

CH3-CHOH-CH2Cl+CH3-CHCl-CH2OHCH3-CHOH-CH2CL+CH3-CHCL-CH2OH+Ca(OH)2

缺点:原子利用率低,仅为31%;消耗大量的石灰和氯气,设备腐蚀和环境污染严重

钛硅分子筛(TS-1)催化氧化法

Ugine公司和Enichem公司开发了TS-1分子筛作催化剂的新工艺:新工艺的特点:a.反应条件温和。常压,40-50℃。b.氧源安全易得(30%H2O2),转化率高(以H2O2计算为93%)。c.选择性高达97%以上,原子利用率76.3%。d.仅联产水,是低能耗、无污染的绿色化工过程。e.不足之处是H2O2成本高。2、

简化合成步骤

布洛芬,非类固醇消炎剂,具有止痛消肿的作用。原来的合成方法有六步,原料的原子利用率为40.03%。德国BHC公司发明了新方法,只需三步反应,原子利用率提高到77.44%。该公司因此获得1997年度美国“总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖。3、

采用新合成原料

甲基丙烯酸甲脂(简称MMA),一种重要的有机化工原料,其聚合物俗称有机玻璃。其工业生产方法是1932年由英国帝国化学工业公司首先开发出来的丙酮-氰醇法。该法以丙酮、HCN、甲醇为原料,原子利用率为47%,因为使用剧毒的HCN和腐蚀性的硫酸,严重危害环境,属于非环境友好的化学反应。最近,Shell公司开发出了一种新工艺,以甲基乙炔、甲醇、一氧化碳为原料,二价钯化合物

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