四川大學(xué)綠色化學(xué)期末復(fù)習(xí)-2014

1、人類目前面臨的主要環(huán)境問題有哪些？造成這些困境的原因是什么？編號人類面臨的環(huán)境問題造成這些困境的原因1全球氣候變暖是由于大氣中的溫室氣體濃度升高而引起的。溫室氣體主要有二氧化碳、氮氧化物、鹵代烴類等。2核冬天的威脅有限的核戰(zhàn)爭所產(chǎn)生的煙塵會導(dǎo)致地球冷卻3臭氧層破壞一是人類大量使用空調(diào)制冷劑、泡沫滅火器、氣霧劑、發(fā)膠、膨松劑等化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氟氯烴、溴氟氯烴等化合物，這類化合物雖然在地表面是性質(zhì)穩(wěn)定，不易燃燒，易于儲存，對人和其他生物也沒有毒性，但當(dāng)它們上升到平流層中后，在強烈的紫外線作用下，會由光激發(fā)而生成氯原子自由基等化學(xué)性質(zhì)十分活潑的物質(zhì)，這些物質(zhì)會引起臭氧的分解，從而使臭氧層遭到破壞；二是

2、汽車尾氣、火力發(fā)電廠的煙氣等中所含有的NOx類化合物進(jìn)入平流層后，會加速臭氧的分解反應(yīng)，從而破壞臭氧層。4光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧主要是氮氧化合物與烴類化合物在紫外線照射下，經(jīng)過一系列復(fù)雜反應(yīng)形成的一種大氣污染現(xiàn)象。5酸雨酸雨是空氣中的酸性氣體（SOx、NOx）隨雨而下形成的。6生物多樣性銳減人類活動對生物圈的影響加劇，使得物種滅絕的速度不斷加快7森林破壞人類肆意的濫砍濫伐8荒漠化由于氣候變化和人類經(jīng)濟活動在內(nèi)的各種因素影響所造成的干旱、半干旱和干燥、亞濕潤地區(qū)的土地退化可持續(xù)發(fā)展觀的主要觀點是什么，它與傳統(tǒng)的發(fā)展觀有何差異？可持續(xù)發(fā)展觀強調(diào)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，追求人與自然的和諧。其核心思想是：

3、健康的經(jīng)濟發(fā)展應(yīng)建立在生態(tài)持續(xù)能力、社會公正和人民積極參與自身發(fā)展決策的基礎(chǔ)之上，它所追求的目標(biāo)是：既要是人類的各種需要得到滿足，個人得到充分地發(fā)展，又要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，不對后代的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅。對環(huán)境不利的經(jīng)濟活動應(yīng)予以摒棄。在發(fā)展指標(biāo)上，不單純用GNP作為衡量發(fā)展的唯一指標(biāo)?？沙掷m(xù)發(fā)展的思想包含如下幾個層次的含義：第一， 可持續(xù)發(fā)展的思想強調(diào)的是發(fā)展，把消除貧困當(dāng)作是可持續(xù)發(fā)展的一項不可缺少的條件。第二， 可持續(xù)發(fā)展思想把環(huán)境保護(hù)作為發(fā)展過程的一個重要組成部分，作為衡量發(fā)展質(zhì)量、發(fā)展水平和發(fā)展程度的客觀標(biāo)準(zhǔn)之一。第三， 可持續(xù)發(fā)展思想強調(diào)代際之間的機會均等，之處，當(dāng)代人享有的正當(dāng)?shù)沫h(huán)境權(quán)

4、利，即在發(fā)展中合理利用資源和具有清潔、安全、舒適環(huán)境的權(quán)利，后代人也應(yīng)該同樣享有。第四， 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略呼吁人們改變觸痛的生產(chǎn)方式和消費方式，要求人們在生產(chǎn)時要盡量少投入，多產(chǎn)出，在消費時要經(jīng)量多使用、少排放。第五， 可持續(xù)發(fā)展思想要求人們必須徹底改變傳統(tǒng)的對待自然界的態(tài)度，建立起新的道德和價值標(biāo)準(zhǔn)。綠色化學(xué)的定義：綠色化學(xué)就是利用科學(xué)原理和方法來減少或消除對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的反應(yīng)原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的新興學(xué)科，是一門從源頭上、從根本上減少或消除污染的化學(xué)。綠色化學(xué)的內(nèi)涵：？綠色化學(xué)的目標(biāo)：化學(xué)過程中不產(chǎn)生污染，即將污染消除與其產(chǎn)生之前。實現(xiàn)這一目標(biāo)后就不需要

5、治理污染，因其根本就不產(chǎn)生污染，是一種從源頭上治理污染的方法，是一種治本的方法。綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)的差異：近幾十年來，化學(xué)、化工、環(huán)境保護(hù)界在如何減少許多化學(xué)品在生產(chǎn)和使用過程中的危險性方面做了很多十分有益的工作。發(fā)展了很多有創(chuàng)造性的處理化學(xué)廢物的方法；發(fā)展了許多減輕化學(xué)廢物堆放場所危險性的方法以及彌補化學(xué)廢物造成危害的方法；發(fā)展了許多分析檢測空氣污染、水污染和土壤污染的方法和處理污染的技術(shù)；發(fā)展了許多控制污染物暴露的方法和技術(shù)。這些對改善人類生存環(huán)境、提高人類社會生活質(zhì)量，無疑是十分有益的和必須的，但這些并不能稱為是綠色化學(xué)。綠色化學(xué)是利用化學(xué)來預(yù)防污染，不讓污染產(chǎn)生，而不是處理已有的污染物

6、。設(shè)計安全有效的目標(biāo)分子（內(nèi)容）：1，新的安全有效化學(xué)品的設(shè)計。人類社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要具有某種功能的新型分子，這就需要我們根據(jù)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，進(jìn)行分子設(shè)計，設(shè)計出新的安全有效的目標(biāo)分子。2，對已有的有效但不安全的分子進(jìn)行重新設(shè)計，使這類分子保留其已有的功效、消除掉其不安全的性質(zhì)，得到改進(jìn)過的安全有效的分子。綠色化學(xué)12原則（1） 不讓廢物產(chǎn)生而不是讓其產(chǎn)生后再處理；（2） 最有效地設(shè)計化學(xué)反應(yīng)和過程，最大限度地提高原子經(jīng)濟性-1重排反應(yīng)2加成反應(yīng)3取代反應(yīng)（3） 盡可能不使用、不產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì)（4） 盡可能有效地設(shè)計功效卓著而又無毒無害的化學(xué)品（5） 盡可能不適

7、用用輔助物質(zhì)，如須使用也應(yīng)是無毒無害的（6） 在考慮環(huán)境和經(jīng)濟效益的同時，盡可能使低能耗最低（7） 技術(shù)和經(jīng)濟上可行時應(yīng)以再生資源為原料（8） 應(yīng)盡可能避免衍生反應(yīng)（9） 盡可能使用性能優(yōu)異的催化劑（10） 應(yīng)設(shè)計功能終結(jié)后可降解為無害物質(zhì)的化學(xué)品（11） 應(yīng)發(fā)展實時分析方法，以監(jiān)控和避免有毒有害物質(zhì)的生成（12） 盡可能選用安全的化學(xué)物質(zhì)，最大程度地減少化學(xué)事故發(fā)生致毒過程：接觸吸收、分散、代謝、排泄與目標(biāo)組織中的生物分子相互作用毒效接觸相 毒性動力學(xué)相 毒性動態(tài)學(xué)相 ？化學(xué)工業(yè)造成的危害：由于受傳統(tǒng)發(fā)展觀的影響，化學(xué)工業(yè)向環(huán)境排放了大量的污染物，一些化學(xué)品不佳節(jié)制地被濫用，給整個生態(tài)環(huán)境造

8、成了非常嚴(yán)重的影響。當(dāng)代全球十大環(huán)境問題中至少有7項與化學(xué)工業(yè)和化工產(chǎn)品的化學(xué)物質(zhì)有關(guān)，在所有釋放有毒有害物質(zhì)的工業(yè)中，與化學(xué)工業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)處于第一位，該行業(yè)排放的有的有害物質(zhì)是處于第二位的冶金工業(yè)的4倍。許多物質(zhì)排放到環(huán)境后會在環(huán)境中殘留和積累，對環(huán)境造成破壞，另外，化工生產(chǎn)中的偶然事件也會對人類和環(huán)境造成突發(fā)性的影響。風(fēng)險試劑：綠色化學(xué)中所指的風(fēng)險試劑指的是氫氰酸生物質(zhì)的種類：生物質(zhì)主要有來年各類，即淀粉和木質(zhì)纖維素。玉米、小麥、土豆等是淀粉類的代表，農(nóng)業(yè)廢料（如玉米桿、麥苗桿等），森林廢物和草類等是木質(zhì)纖維素的典型代表?？稍偕Y源：指那些通過天然作用或人工活動能再生更新，而為人類反復(fù)利用

9、的自然資源叫可再生資源，又稱為更新自然資源，如土壤、植物、動物、微生物和各種自然生物群落、森林、草原、水生生物等。原子利用率：原子利用率為 目標(biāo)產(chǎn)物的量（一般為質(zhì)量）/各反應(yīng)物量之和*100%即化學(xué)反應(yīng)中，到底有多少反應(yīng)物的原子轉(zhuǎn)變到了目標(biāo)產(chǎn)物中。環(huán)境商（EQ）： EQ=E*Q， E為環(huán)境因子，Q為根據(jù)廢物在環(huán)境中的行為給出的廢物對環(huán)境的不友好程度，用于評價一種合成方法、一個過程對環(huán)境的好壞。環(huán)境因子：環(huán)境因子（E因子）定義為E=廢物質(zhì)量/目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量。在這里，對于每一種化工產(chǎn)品而言，目標(biāo)產(chǎn)物以外的任何物質(zhì)都是廢物。石油化工約0.1，制藥和精細(xì)化工業(yè)環(huán)境因子較大?！巴獠俊毙?yīng)原則，主要是指通過

10、分子設(shè)計。改善分子的與其在環(huán)境中的分布、人和其他生物機體對它的吸收性質(zhì)等重要物理化學(xué)性質(zhì)，從而減少它的有害生物效應(yīng)。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而增大物質(zhì)降解速率、降低物質(zhì)的揮發(fā)性、減少分子在環(huán)境中的殘留時間、減小物質(zhì)在環(huán)境中轉(zhuǎn)化為具體有害生物效應(yīng)物質(zhì)的可能性等均是重要的“外部”效應(yīng)原則的例子。另外，通過分子設(shè)計，從而降低或妨礙人、動物、水生生物對物質(zhì)的吸收也是“外部”效應(yīng)原則要面對的問題?！皟?nèi)部”效應(yīng)原則通常包括分子設(shè)計以達(dá)到以下目標(biāo)：增大生物解毒性，避免物質(zhì)的直接毒性和間接生物毒性或生物活化。增大生物解毒性包括把分子設(shè)計為本身是親水性的或很容易與葡萄糖醛酸、硫酸鹽或氨基酸結(jié)合，從而加速其從泌尿系統(tǒng)

11、或膽汗中排出。要避免物質(zhì)的直接毒性，就要把物質(zhì)分子設(shè)計成無毒無害類化合物，或在分子中引入一些無毒功能團。消除化學(xué)品毒性的Phase-I 反應(yīng)和Phase-II反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì):人體代謝陌生化學(xué)物質(zhì)的過程中要發(fā)生兩類化學(xué)反應(yīng)，分別叫做I相（Phase-I）反應(yīng)和II相（Phase-II）反應(yīng)。在I相反應(yīng)中陌生化學(xué)物質(zhì)通過氧化、還原和水解等過程轉(zhuǎn)化為極性更大的代謝物、從而更容易溶解與水，因而更容易排泄。在II相化學(xué)反應(yīng)中，內(nèi)源代謝地物如葡萄糖酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽或氨基酸與有毒陌生化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，生成水溶性更大的物質(zhì)，從而更有利于排泄。腸胃、肺和皮膚吸收的特點有哪些？如何通過改變分子性質(zhì)避免其被吸收？吸

12、收方式特點如何避免吸收腸胃吸收腸胃系統(tǒng)是有毒化學(xué)品進(jìn)入人體致毒的主要途徑。許多環(huán)境毒劑進(jìn)入食物鏈，與事物一道被食入從而被腸胃系統(tǒng)吸收，空氣中的讀物則通過呼吸進(jìn)入腸胃系統(tǒng)。影響腸胃系統(tǒng)的吸收的主要原因是腸胃的表面積和血液流動速度。腸胃系統(tǒng)的吸收表面積是最大的，其血液流動速度也較大。改變pH值可改變堿性物質(zhì)和酸性物質(zhì)的吸收程度。嚴(yán)重影響物質(zhì)在腸胃系統(tǒng)中吸收程度的物理化學(xué)性質(zhì)有：物質(zhì)的狀態(tài)、固體物質(zhì)粒子的大小、物質(zhì)的水溶性和油溶性、分解常數(shù)、相對分子質(zhì)量、分子大小等。物質(zhì)必須有相當(dāng)大的水溶性，才能溶解成為其自由分子的形式。液態(tài)物質(zhì)、被溶解了的物質(zhì)比固態(tài)物質(zhì)更容易被吸收。鹽類物質(zhì)均有很大的水溶性，因此

13、比重性物質(zhì)更容易被吸收，對固體物質(zhì)而言，顆粒越小越容易被溶解而吸收。在腸胃系統(tǒng)吸收中，油溶性越好的物質(zhì)就越容易被吸收。當(dāng)然還要有一定的水溶性，僅溶于油而不溶于水的物質(zhì)不容被腸胃系統(tǒng)吸收。物質(zhì)的相對分子量越大就越不容易被吸收。改變PH、改變物質(zhì)的水溶性和油溶性，增大物質(zhì)的分子量肺吸收肺氣泡的細(xì)胞膜的厚度很薄，對物質(zhì)的吸收很快水溶性的物質(zhì)吸收量很大顆粒度小于等于1微米的固體物質(zhì)很容易通過肺被吸收減小物質(zhì)的水溶性，增大物質(zhì)的尺寸真皮吸收吸收血液流動速度小，且阻吸厚度很大。皮膚吸收的速度控制步驟是物質(zhì)分子穿越最上一層（角膜）的擴散過程。液體因通常在皮膚表面上鋪展從而有更大的接觸面積，故它比固體更容易被

14、皮膚吸收，且油溶性好的物質(zhì)通常更容易被皮膚吸收。但油溶性太好而水溶性差的物質(zhì)也不容易被吸收。減少接觸，改變其油溶性人類避免有害化學(xué)品毒性的途徑主要有：I-讓化學(xué)品不容易進(jìn)入人的身體；II-即使進(jìn)入人體也不會影響生物化學(xué)和生理過程生物富集（Bioaccumulation）和生物放大（Biomagnification）即隨食物鏈向上一級進(jìn)展，化學(xué)物質(zhì)在組織中的濃度增大的現(xiàn)象；化學(xué)品產(chǎn)生毒性的三要素：接觸致毒、生物吸收致毒、固有毒性致毒毒性載體（Toxicophore）：物質(zhì)的固有毒性是只有毒化學(xué)物質(zhì)引起正常的細(xì)胞性質(zhì)改變的屬性，通常由分子的部分結(jié)構(gòu)引起，這部分結(jié)構(gòu)通常稱為“毒性載體”；產(chǎn)毒結(jié)構(gòu)（T

15、oxicogenic）：有些物質(zhì)沒有直接的毒性，但由于其分子的特殊結(jié)構(gòu)，它能在代謝過程中轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)特征稱為“產(chǎn)毒”結(jié)構(gòu)；Langmuir 電子等排同性質(zhì)原理：具有檢測分子和電子特征的物質(zhì)不管其結(jié)構(gòu)是否相似，通常都具有相似的物理性質(zhì)和其他性質(zhì)。Langmuir將這一現(xiàn)象稱為電子等排同物理性質(zhì)現(xiàn)象，這些物質(zhì)稱為電子等排物。Burger定義：除Langmuir定義外，具有相似分子形狀和體積，大致相似的電子排布，因而表現(xiàn)出相似的物理化學(xué)性質(zhì)的分子、原子、取代基等。軟化學(xué)設(shè)計：指的是具有生理活性的、治療上十分有用的，在人身體內(nèi)完成治療作用后很快轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的藥物，也稱為“后代謝設(shè)計”。

16、常見電子等排物：Si是C的等電排原子，硅化合物和碳化合物的差異，有機硅化合物的降解和氧化代謝，硅取代的環(huán)境安全化學(xué)品的例子（P58）構(gòu)效關(guān)系：一類化合物的毒性以及該類化合物中不同結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)差異）引起的毒性差異稱為構(gòu)效關(guān)系。構(gòu)效關(guān)系原理：含有相同“藥效基團”或“毒性載體”的物質(zhì)有相同的藥效或毒效，其相對毒性強度可能有一些細(xì)微變化，而這些差異正是由于分子結(jié)構(gòu)中那些能影響“毒性載體”與生物分子相互作用的結(jié)構(gòu)因素引起的。定量構(gòu)效關(guān)系：關(guān)聯(lián)一系列物質(zhì)生物活性與一種或多種物理化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系式?？山到饣鶊F：（1） 具有水解酶潛在作用為的物質(zhì)會增大其生物降解能力（比如酯，酶）；（2） 在分子中引入以羥基、醛基

17、、羧基形式存在的氧會增大其生物降解性。（3） 存在為取代的直鏈烷基（尤其是大于4個碳的直鏈）和苯環(huán)時，因恪守氧化酶進(jìn)攻，其生物降解能力增大（4） 水中溶解度大的物質(zhì)更容易生物降解（5） 相對低取代的化合物。不可降解的基團：（1） 鹵代物，尤其是氯化物和氟化物（2） 支鏈物質(zhì)，尤其是季碳和季氮或是極度分支的物質(zhì)，如三聚或四聚丙烯（3） 硝基、亞硝基、偶氮基、芳氨基（4） 多環(huán)殘基（比如多環(huán)芳香烴或稠環(huán)芳烴），尤其是超過三元的多環(huán)稠環(huán)或芳烴（5） 雜環(huán)殘基，比如吡啶環(huán)（6） 高取代的化合物比低取代的化合物更不易降解麻醉毒性：與其在水生生物膜中的擴散情況有關(guān)。因細(xì)胞膜的脂肪含量較高，故非極性脂溶性化

18、學(xué)品比脂不溶性的更易穿越。因此，通過麻醉機理致毒的非極性物質(zhì)的相對毒性與其脂溶性有關(guān)。超額毒性：特征毒性型物質(zhì)表現(xiàn)出的超過由麻醉模型QSAR推測值的毒性。特征致命化學(xué)品均有其機理，其分子通常能與細(xì)胞大分子反應(yīng)，從而產(chǎn)生除了麻醉作用模式以外的其他毒性。根據(jù)其基團特性，有機染料可分為五類：中性染料（非離子型染料），陰離子染料（帶負(fù)電染料或酸染料），兩性染料（分子中同時含有正電荷基團和負(fù)電荷基團）和陽離子染料（帶正電荷）、離子負(fù)載染料。要設(shè)計對水生生物更加安全的染料化學(xué)品要遵循以下原則：（1） 負(fù)離子數(shù)大于正離子數(shù)（電荷數(shù)）（2） 磺酸基優(yōu)先于羧酸基（3） 盡可能使相對分子質(zhì)量大于1000（4） 盡

19、可能增大分子的最小橫截面積催化劑：在化學(xué)反應(yīng)中，凡加入某些物質(zhì)(可以是一種或幾種)可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，而這些物質(zhì)本身在反應(yīng)前后沒有數(shù)量上的變化，同時也沒有化學(xué)性質(zhì)的改變，則這類物質(zhì)稱為催化劑催化劑作用：可以加快熱力學(xué)上可能進(jìn)行的反應(yīng)的速率（合成氨中的Fe-K2OAl2O3），可控制反應(yīng)產(chǎn)物化學(xué)物種的選擇性（乙烯選擇性氧化的不同催化劑：PdCl2-V配合物， Ag/ Al2O3 ，Ni），控制產(chǎn)物的立體規(guī)整結(jié)構(gòu)(丙烯的聚合：氧氣或過氧化物，Ziegler-Natta)，定向不對稱合成旋光異構(gòu)體(Ru手性膦配合物用于 2-（6-甲氧基2萘基）丙烯酸+氫 生產(chǎn) 左旋二羥基苯并氨酸)，與溫度控制化學(xué)

20、物種選擇性，與接觸時間共同控制產(chǎn)物化學(xué)物種選擇性（甲烷氧化生產(chǎn)合成氣中的Ni / Al2O3 ），是具有高度專一性，高選擇性，高的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)的原子經(jīng)濟性的特殊功能的分子機器。催化科學(xué)和技術(shù)在綠色化學(xué)發(fā)展中有重要作用。在污染防治（減少和消除發(fā)電廠的廢氣以及汽車尾氣中NOx的排放；減少揮發(fā)性有機溶劑的使用等；）活化新的反應(yīng)原料，催化與反應(yīng)過程的改善（乙醛的合成、對苯二酚的合成、羰基化合物的合成）等方面都有重要應(yīng)用。催化劑設(shè)計原則：在著手設(shè)計催化劑之前，首先要對面臨的問題作總體性分析，如反應(yīng)的可行性，最大平衡產(chǎn)率，要求的最佳反應(yīng)條件，可選用的原料，反應(yīng)的原子經(jīng)濟性，在實際使用中可能會遇到的問

21、題，催化劑的經(jīng)濟性，催化反應(yīng)的經(jīng)濟性等。接著，就應(yīng)分析催化劑設(shè)計參數(shù)的幾個要素，如活性，選擇性，穩(wěn)定性，可再生性和對人對環(huán)境是否無害。根據(jù)反應(yīng)類型，反應(yīng)分子的活化方式等選擇催化劑的類型和可選用材料，找出最可行的，進(jìn)行各種改良與調(diào)變。用實驗證實其可行性設(shè)計出的催化劑應(yīng)具有高度的專一性，高效的選擇性，能取得最大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。新型催化劑：新型分子氧氧化催化劑采用無機氧供體作氧化劑時，常常會生成大量鹽廢物，不僅造成環(huán)境污染，同時也造成資源浪費。因此，目前迫切需要設(shè)計使分子氧活化的催化氧化催化劑。對照Haber-Weiss機理進(jìn)行的反應(yīng)，由于反應(yīng)過程中金屬離子引發(fā)烷基過氧化物分解為自由基，自由基

22、產(chǎn)生后反應(yīng)按自氧化機理進(jìn)行，反應(yīng)無選擇性，設(shè)計時應(yīng)盡量避免。若催化劑對氧的活性是依照配體氧化機理進(jìn)行的，或氧供體在配體上發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)具有選擇性，設(shè)計時應(yīng)采用。 采用晶格氧選擇氧化烴類也是近年來頗受重視的方法。晶格氧在沒有氣相氧分子存在的條件能進(jìn)行烴類的氧化反應(yīng)，大幅度提高烴類選擇氧化的選擇性。因不受爆炸極限的限制，可提高原料濃度，使反應(yīng)物容易分離回收，是控制深度氧化、節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)的有效催化新技術(shù)。新型金屬配合物催化劑：金屬配合物催化劑常為金屬有機化合物，通常用于均相催化反應(yīng)，這類反應(yīng)主要包括有反應(yīng)物的氧化加成或產(chǎn)物的還原脫出，及金屬原子周圍原子和化學(xué)鍵的重排。 手性金屬配合物可用作均相

23、催化劑，且同時能夠控制對映體的立體選擇性。選擇合適的反應(yīng)條件，合適的中心金屬離子和手性基團對獲得高的立體選擇性十分重要。如奈普生的合成。新型分子篩催化劑：分子篩是結(jié)晶態(tài)無機高聚物，由硅鋁酸鹽組成，具有開放的骨架結(jié)構(gòu)。天然分子篩（八面沸石）具有足夠大的孔結(jié)構(gòu)，可用于石油煉制?；钚越M分負(fù)載催化劑：傳統(tǒng)酸催化反應(yīng)在均相條件下進(jìn)行，工藝上難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，催化劑不易分離及腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境及危害人體健康和社區(qū)安全。需研究開發(fā)環(huán)境友好的催化劑來取代這些傳統(tǒng)的催化劑活性組分負(fù)載化，或均相催化劑的多相化，液體酸固載在蒙脫土等多孔性物質(zhì)上，使之變?yōu)榄h(huán)境友好催化劑。固體酸代替液體酸（酸性白土、混合氯化物、分子篩

24、）溶劑的綠色化：（1） 水做溶劑：水作溶劑的兩相催化方法：不僅反應(yīng)條件溫和、活性高、選擇性好，反應(yīng)之后有機相和水相也極易分離；同時用水作溶劑也避免了有機溶劑對環(huán)境的危害。（2） 離子溶液，優(yōu)點：可操作溫度范圍大（-40300），可進(jìn)行各種動力學(xué)控制，對大量無機物、有機物和高分子化合物有很大的溶解度，因而所需反應(yīng)器的體積不大，表現(xiàn)出Bronsted酸酸性，F(xiàn)ranklin酸酸性和超強酸性。蒸汽壓小，幾乎觀察不到；對水敏感但有的并不怕遇水，甚至能與水共同使用，易于工業(yè)應(yīng)用；熱穩(wěn)定性好；相對便宜且易于制備（低聚反應(yīng)，聚合反應(yīng)，烷基化反應(yīng)，酰基化反應(yīng)）（3） 高分子溶液：以現(xiàn)用的溶劑為基礎(chǔ)進(jìn)行聚合反應(yīng)

25、得到現(xiàn)行溶劑的聚合衍生物，它們在化學(xué)合成，分離和清潔等過程中具有現(xiàn)行溶劑的溶劑化作用，但卻不會揮發(fā)到空氣中和釋放到水介質(zhì)中造成污染。（4） 無溶劑化：微波與催化劑合成不使用溶劑的方法，在有機合成中保護(hù)反應(yīng)，去保護(hù)反應(yīng)，氧化反應(yīng)，還原反應(yīng)，重排反應(yīng)等方面均十分有效。（5） 超臨界流體：黏度大，擴散系數(shù)小，偏摩爾體積負(fù)得很多。超臨界流體：流體的溫度和壓力處于它的臨界溫度和壓力以上時，稱該流體為超臨界流體。雖然超臨界流體的密度與液體的密度相近，但其黏度卻只有液體的近百分之一，因此其流動性要比液體好得多，在相同的流速下，超臨界流體的流動雷諾數(shù)比液體要大得多，所以傳遞系數(shù)也比液體中大得多。溶質(zhì)在超臨界流

26、體中的擴散系數(shù)雖然只有在氣體中的幾百分之一，但卻比在液體中大幾百倍，這些都表明，物質(zhì)在超臨界流體中的傳遞比在液體中的要好得多。超臨界CO2作為反應(yīng)溶劑的優(yōu)點：可以通過改變壓力，在“像氣相”和“像液相”之間調(diào)節(jié)流體的性質(zhì)，即通過壓力變化，使其性質(zhì)在接近于氣體性質(zhì)或接近于液體性質(zhì)之間變化，這樣為更好地實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)提供了方便。超臨界流體的密度與液體的接近，溶劑強度也接近液體，因而，是很好的溶劑，使用超臨界流體，可通過調(diào)節(jié)壓力來改變密度，從而調(diào)節(jié)一些與密度相關(guān)的溶劑性質(zhì)，如介電性、黏度等，這樣就增大了控制化學(xué)反應(yīng)的能力和改變化學(xué)反應(yīng)選擇性的可能性。超臨界流體又具有某些氣體的優(yōu)點，如低粘度、高氣體溶解度

27、、高擴散系數(shù)等，這對快速化學(xué)反應(yīng)，尤其是擴散控制化學(xué)反應(yīng)或包含有氣體反應(yīng)物的反應(yīng)是十分有利的。二氧化碳不可能再被氧化，因而是理想的氧化反應(yīng)的溶劑。同時，還可以利用超臨界二氧化碳中二氧化碳濃度高的這一性質(zhì)，是二氧化碳作為反應(yīng)物的反應(yīng)在超臨界二氧化碳中進(jìn)行，從而提高反應(yīng)速率、甚至開發(fā)出新的反應(yīng)。超臨界CO2作為反應(yīng)溶劑的缺點：超臨界二氧化碳用于合成化學(xué)的最大限制是其溶劑化性質(zhì)，即物質(zhì)在超臨界二氧化碳中的溶解度。目前，已經(jīng)進(jìn)行的研究表明，在超臨界二氧化碳中，物質(zhì)的溶解度與其密度密切相關(guān)，且可以通過加入共溶劑使其大大增加。超臨界二氧化碳的溶解度與環(huán)己烷類似，同時還具有一定的接受氫鍵的能力和一定的極性選

28、擇性，因襲，相對分子質(zhì)量小于400的非極性有機物，如烷烴、烯烴、芳烴、酮、醇等均可溶于超臨界二氧化碳中，而高極性的化合物，如糖、氨基酸等則不溶；聚硅烷和附帶聚合物可溶，而其他聚合物則不溶，利用相穩(wěn)定劑或起泡劑有時可克服聚合物不溶這一局限。由于鹽類不溶于超臨界二氧化碳中，因此，不能用超臨界二氧化碳作離子間反應(yīng)的溶劑，也不能用超臨界CO2作為離子作催化劑的反應(yīng)的溶劑。要克服這一限制，可采用螯合劑、相轉(zhuǎn)移劑或高親油性的離子來把離子物種引入超臨界二氧化碳中，也可將金屬粒子轉(zhuǎn)變?yōu)橹行慕j(luò)合物，然后把其引入超臨界二氧化碳中。由于二氧化碳是親電性的，它會與一些路易斯堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，不能用作路易斯堿反應(yīng)的溶劑。過程強化：使反應(yīng)體積變得更小，過程變得更清潔，能量的利用更為有效地任何化學(xué)工程的進(jìn)步都可認(rèn)為是化工過程的強化。實現(xiàn)強化的方法：主要包括發(fā)展新設(shè)備和新技術(shù)；即新技術(shù)和新設(shè)備的設(shè)備體積/產(chǎn)量比小、能量消耗少、廢物排放少和成本大為降低。主要可以