有機化學化工中綠色化學的應用探析

王斌

摘 要：隨著我國社會水平的提高，工業建設的發展，人們對于環境的保護意識也越來越強。在化工企業的日常生產中，經常會由于各類化工垃圾的排放而對環境造成極大的污染。而綠色化學就是針對此種情況而生的一種從源頭解決化工污染問題的新理念，同時還能夠在保護環境的同時使企業有效減少生產升本，獲取更多的經濟利益。在本文中，將就有機化學化工中綠色化學的應用進行一定的探析。

關鍵詞：有機化學化工；綠色化學；應用探析

1 引言

化學是現今人們生活中必不可少的重要學科，其產生的各項發明以及用品都為人們的生活作出了很大的貢獻。而就在化學為人們帶來便利的同時，其在生產過程中排放的有害物質以及化學廢品也對我國自然環境以及人民健康都帶來了嚴重的隱患。而就在這種嚴峻的形式中，綠色化學的概念出現在了人們的面前，其能夠在正常發揮化學自身作用的同時將化學對于人身以及環境所造成的威脅降至最低。正是由于綠色化學的這種全新理念以及巨大潛力，也使得其成為了我國目前的熱點之一。

2 綠色化學的概念

綠色化學，也可以稱為環境無害化學，其存在的意義就是在設計生產化學用品的過程中避免對環境造成危害，并保證設計出的化學產品無論是在經濟上還是技術上都可以實施的一個過程，其具體分為對于化學物質的合成、催化、檢測等等環節。近年來，世界各方對于綠色化學都作出了一定的研究，并以綠色化學原料、綠色溶劑、綠色催化劑等方面積極開展綠色化學的研究。

3 綠色化學在有機化工中的應用

在對綠色化學概念具有一定的了解后可以知道，如果想真正的使一個有機化學合成都實現綠色化，其同許多方面以及因素間都會存在很大的聯系。在有機化學合成過程中，首先需要研究的就是所使用的化工原料是否能夠更加綠色，而當對化學原料確定之后，則應當對以往的反應流程進行細致的觀察分析，研究生產流程是否合理、是否還存在更為綠色、環保的生產流程。而在這個過程中，對于在化工反應中所必須用到的催化劑以及溶劑等方面因素也應當盡可能的保持其綠色化，從而保障化工反應的“全綠色”化進展。

3.1 綠色原料

在實現綠色化學的過程中，首先需要面對的問題就是原料的綠色化，其也正是我們實現綠色有機合成的基礎。比如在我國的有機化工合成中，所使用的生產原料通常都是石油化工原料，而將其有效的替換為綠色生物原料，則是在綠色化學理念中的重要方式，也是對我國環境起到保護作用的重要途徑。對于生物原料而言，其主要由纖維素以及淀粉兩大部分所組成，其中，淀粉在化學反應中較為容易轉變為葡萄糖，而纖維素則能夠在木質素以及結晶的作用下，通過纖維素酶來將其以一種間接的方式轉變為葡萄糖。而當我們獲得葡萄糖之后，則能夠以其作為原料，通過相應酶的作用獲得己二酸，從而通過這種方式代替以往利用笨獲得己二酸的方式。因為我們知道，笨是一種對人體有害的物質，有很大的致癌幾率，所以在技術以及經濟的保證下，在有機合成的過程中實現使用原料的去笨化，則能夠起到起到很好的保護環境以及保護人類健康的作用，也正是我國開展綠色化學的一個重要目標。

3.2 綠色催化劑

在綠色化學中，要求在化學反應中應當具有高效的反應速度，并且當化學反應完畢后應當得到盡可能少的副產物，從而最終實現少排放甚至零排放，并以此作為現今社會提倡的原子經濟特征。而同傳統的化學反應相比，這種具有高效、多選擇性的催化方式也能夠很好的符合我國開展綠色化學的需求。而在其中，原子經濟則是我國開展綠色化學的一個核心理念，其主要強調的是在化學反應過程中，應當將所有參與到反應中的原子都能夠出現在反應物中，并在反應的過程中不會出現廢棄物，而部分常見反應如加成反應、重排反應以及化合反應等都屬于原子經濟性反應。

3.2.1 催化不對稱

在有機合成反應中，催化不對稱合成也是一種行之有效的合成方式，而這種催化不對稱方式也在我國成為了一個人們廣泛研究的特點。通過不對稱催化方式的應用，不僅能夠在反應的過程中獲得一些在其它精細化工以及農藥領域中所需求的中間物品，還能夠在反應的過程中獲得對環境、人類友好的綠色合成技術，例如我們經常開展的氫酯化反應、酶催化以及氫硅烷化反應等都屬于催化不對稱反應。

3.2.2 新型催化反應

目前，堿和液體酸是我國在進行有機合成過程中經常會使用到的催化劑類型，且這兩者都具備高催化效率以及低成本的優點，受到了人們的廣泛應用。而與此同時，這兩者在具備高效、低廉優點的同時卻存在著對設備高腐蝕性的缺點，使我們在對其使用過程中經常會出現較大的環境污染，且其在反應的過程中經常會伴隨大量的副反應，使我們在完成工作后經常會出現問題難以處理、副反應繁雜等問題。而為了使這種缺點得到良好的克服，就需要我們應當加強綠色催化劑的研究力度。目前，我國在這方面已經具備了一定的成果，并獲得了分子篩催化劑以及相轉移催化劑等綠色催化劑，并且都具有高效、無害的特點，具有很高的實用價值。

3.3 綠色溶劑

3.3.1 水溶劑的應用

在自然界中，水是一種最為基本、也是非常豐富的一種溶劑，并且具有無污染、無毒、成本低廉的優點。當我們開展化學有機反應時，當實驗環境保持在水中進行會更加安全簡單，也不會存在像其它溶劑介質具有易燃、易爆的安全威脅。在普通類型的有機合成過程中，我們可以大膽的將其中的去保護合成以及官能團保護都適當省略，從而更加簡化了合成的操作步驟，是一種非常理想的試驗溶劑。同時，有機金屬反應在有機合成中也是我國化學合成一個重要成果，有機銦試劑就是在這種情況中產生的一個較為成功的案例。這種試劑存在的最大特點就是當碳水化合物形成相應碳鍵時，其自身具備的官能團不需要對其采取保護，而在一般合成過程中都會使用保護基，也城市為了獲得更好的選擇性，而如果僅僅通過一種方式或者沒有選擇性的方式來進行，就只會平白的增加反應步驟，并且的消耗更多原料、能量的同時增加了廢棄物的排放。

3.3.2 離子液體溶劑

所謂離子液體溶劑，就是指在溫度適宜以及溫度較低的情況下，處于液體的狀態的鹽可以由相關元素的無機陰離子以及有機陽離子這兩大部分組成。通常來說，其能夠適應的溫度范圍非常廣，同時還具有制造成本地、溶解度強、能夠循環利用、易于回收的優點，被化學界認為是一種非常理想的溶劑，并在世界范圍的工業生產中獲得了廣泛的應用。比如在以往溶劑環境中，我們通過芳烴以及烯烴來進行烷基化反應是不可能完成的，而在例子液體溶劑中，則能夠在適當催化劑的作用之下保證此反應在普通室溫中就能夠良好的發生，并且獲得較好的生產率。目前，部分反應如氧化還原反應、烯烴氫化反應、偶聯反應、 氫甲酰化反應以及酶促反應都能夠在離子液體中順利的完成。而在水以及離子溶劑之外，部分物質如超臨界流體也可以作為綠色溶劑使用，目前，臨界二氧化碳是人們研究較多的溶劑之一，其由于自身具有的安全性、無毒性而受到人們的廣泛關注，具有較好的研究意義。

4 結束語

總的來說，在我國目前號召可持續發展、綠色經濟的背景下，開展綠色化學具有重要的意義。在上文中，我們對于綠色化學中重要的綠色材料、綠色溶劑以及綠色催化劑的應用進行了一定的分析與探討，需要我們在實際生產中進一步掌握應用方式，從而有效的推動我國綠色化學發展的進程。