有機(jī)合成中的原子經(jīng)濟(jì)性

綠色化學(xué)-AtomEconomy原子經(jīng)濟(jì)性

1990年提出綠色化學(xué)（GreenChemistry）.1962年，美國(guó)科學(xué)家卡遜女士（R.Carson）發(fā)表警世之作《寂靜的春天》（SilentSpring）.

“是什么東西使得美國(guó)無(wú)以數(shù)計(jì)的城鎮(zhèn)的春天之音沉寂下來了泥？這本書試探著給與解答。”

摘自《寂靜的春天》

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)，而在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)稱為綠色技術(shù)、環(huán)境友好技術(shù)或清潔生產(chǎn)技術(shù)。70－80年代一系列環(huán)保著作相繼問世。

2綠色化學(xué)美國(guó)Stanford大學(xué)的B.M.Trost教授1991年首次提出反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)性”(AtomEconomy)概念，并獲得1998年美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。A+B→C+D

主產(chǎn)物副產(chǎn)物E＋F→C原子經(jīng)濟(jì)性或原子利用率（％）＝（被利用原子的質(zhì)量/反應(yīng)中所使用的全部反應(yīng)物分子的質(zhì)量）×100產(chǎn)率（％）＝（產(chǎn)物的質(zhì)量/理論產(chǎn)量）×100

1.化學(xué)反應(yīng)中的新概念－原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)Diels-Alder反應(yīng):

D-A反應(yīng)亦稱雙烯合成（dienesynthesis),是制備環(huán)狀化合物應(yīng)用最廣泛的合成方法之一，也是形成碳碳鍵的重要方法。(不對(duì)稱D-A反應(yīng))

原子利用率：[82/（28+54）]×100%=100%D-A反應(yīng)是一個(gè)原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)例1.例2.Wittig反應(yīng)：反應(yīng)的產(chǎn)率可達(dá)80％以上，原子利用率僅有4％左右。Wittig試劑能發(fā)生多種有機(jī)反應(yīng)，是有機(jī)合成的重要中間體，廣泛用于碳碳雙鍵的形成。(生成的雙鍵處于原來羰基的位置)(反應(yīng)具有立體選擇性)例1.例2.2、有機(jī)合成中常見反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性加成反應(yīng)：

例：烯烴的催化加氫：可用通式表示為：A＋B→C

原子利用率達(dá)到100％

CH3CH=CH2+H2CH3CH2CH3Ni例：Michael(邁克爾)反應(yīng):原子利用率達(dá)到100％

1.電環(huán)化反應(yīng)2.Diels-Alder反應(yīng)3.其它類型的環(huán)加成反應(yīng)(1)ene反應(yīng)（烯反應(yīng)）(2)丙烯離子的環(huán)加成反應(yīng)(3)1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)(4)卡賓的環(huán)加成反應(yīng)原子利用率100％分子內(nèi)的ene反應(yīng)

例如(+)-β-香茅醛加熱可生成(-)-異胡薄荷醇:ene反應(yīng)是指含有丙烯型氫的烯烴與另一烯、炔進(jìn)行的加熱反應(yīng)。協(xié)同型反應(yīng)：

重排反應(yīng)：

例：Claisen重排：

重排反應(yīng)可用通式表示為：A→B原子利用率100％

例：Cope重排:(碳氧鍵參加的[3,3]遷移反應(yīng))(碳碳鍵參加的[3,3]重排)原子利用率100％

取代反應(yīng)：例：鹵代烷的親核取代反應(yīng)：通式：A-B＋C-D→A-C＋B-D原子利用率不高。

RCl+NaOHROH+NaCl例：有機(jī)銅試劑能與多種類型的鹵代烴及磺酸酯反應(yīng)，獲得高產(chǎn)率的取代產(chǎn)物：

原子利用率31.7%。例：F-C?；磻?yīng)：原子利用率41.4%。消除反應(yīng)：例：季銨堿的熱消除反應(yīng)：原子利用率75.6%。

原子利用率35.3%。羥醛縮合反應(yīng)：原子利用率100％原子利用率88.0%無(wú)毒無(wú)害原料可再生資源

環(huán)境友好產(chǎn)品原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)高選擇性反應(yīng)無(wú)毒無(wú)害催化劑無(wú)毒無(wú)害溶劑3、綠色化學(xué)示意圖

1.開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)丙酮-氰醇法:

甲基丙烯酸甲酯的生產(chǎn)方法:

原子利用率47％

原子利用率100％

鈀催化法:3綠色有機(jī)合成研究進(jìn)展目前，在基本有機(jī)原料的生產(chǎn)中，已有一些實(shí)現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)：如：丙烯氫甲?；贫∪┘状剪驶拼姿徇^渡金屬催化劑的研究，提供了一些很好的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)：在精細(xì)化工中原子利用率還很低，廢物排放量很大。原子利用率100％

發(fā)現(xiàn)新合成方法提高反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性布洛芬(Ibuprofen)的生產(chǎn):Brown法合成布洛芬

原子利用率40.1%BH物C公司新發(fā)牌明布積洛芬綠色蝴合成螞方法原子器利用秋率宅77夸.4夕%原子欺利用階率售40所.1踩%3.掘開發(fā)姑新催兩化劑棉提高作反應(yīng)觀的原揮子經(jīng)鴨濟(jì)性環(huán)氧掠丙烷棚的生猾產(chǎn)掛:氯醇?jí)畏ǎ涸映鹄寐仿逝?4治.1清%鈦硅竹-1沙(TS釋-1綿)分子續(xù)篩作像催化聰劑的過氧撈化氫全氧化亞丙烯濟(jì)新工聽藝：原子各利用普率7鳴6.億3%4.利用搶可再毅生生狠物質(zhì)納資源著合成士化學(xué)錦品生物陵質(zhì)是雹指由粒光合孕作用浩產(chǎn)生窩的所破有生鐘物有泥機(jī)體柄的總薦稱。己二狐酸的奏生產(chǎn)傳統(tǒng)且的生扣產(chǎn)方斷法攔:己二隊(duì)酸的衣生物端技術(shù)悅路線織：葡萄件糖捷己二輩烯二倡酸棟己枯二酸細(xì)菌加氫Dr釀at候hsK.反M暗.,慎F悶ro園st喉J掙.科W.,晶J.偶A沾m.察C瘡he稈m.睬S赤oc厲.,19茶94,11埋6,隔39床9.5、二毒氧化顧碳的悉利用二氧矮化碳費(fèi)化學(xué)魚固定擔(dān)，精滅細(xì)有隙機(jī)化確學(xué)品西合成饒的新愧技術(shù)活，前票景廣洪闊。6.采用案無(wú)毒、無(wú)精害的迅原料光氣(P掌ho掌sg茄en踏e)，又演稱碳器酰氯跨，是唱一種焰重要隨的有條機(jī)中腦間體其，主芬要用犬于生事產(chǎn)聚俯氨酯坊的基振本原防料異毛氰酸乓酯。甲苯借二異駐氰酸圈酯TD撤I;To今lu尖en雪edi工is幟oc略ya犯na貨te氫氰幅酸同谷樣主袖要用將于生榴產(chǎn)聚松合物食的單匪體如乖甲基懶丙烯魂酸系元列產(chǎn)頓品、衰已二吸腈等棄重要駕有機(jī)極化工糊原料完。慘痛胖的博啄帕爾霸毒氣越事件:擠MI牽C角Me吩th掌ylis跳oc哥yn惱at迅e由伯事胺和環(huán)碳酸冰二甲朽酯制逮造異勤氰酸噴酯:取代質(zhì)光氣仍和氫嫁氰酸動(dòng)的綠萌色化殼學(xué)技雪術(shù)替代棵光氣禁制造制異氰邁酸酯赴的工肆藝取代族氫氰記酸路淚線合刃成苯估乙酸芐氯詳羰化壟合成督苯乙紋酸：7.采用垂無(wú)毒、無(wú)害蹈的溶部劑采用釣無(wú)毒箱無(wú)害業(yè)的溶故劑代僅替揮攝發(fā)性頁(yè)有機(jī)罷化合柏物作川溶劑姨已成墾為綠須色化攜學(xué)的猶重要爬研究童方向票。在無(wú)積毒無(wú)于害溶案劑的亦研究總中，宗最活倦躍的指研究煤項(xiàng)目神是開變發(fā)超峽臨界譯流體孫，特朵別是