石家庄市第二中学17班，河北石家庄，050000
摘要：有机化学工业的发展，与人们的日常生活息息相关，更加关系人类的健康安全，以及环境的可持续发展。在这样的背景之下，绿色化学思想的引入就显得尤为重要。文章首先对绿色化学的概念与发展进行了必要的说明和分析，而后进一步在此基础之上，从两个方面对当前该领域的主要发展方向，以及突出成果做出了讨论。
关键字：有机；合成；绿色；化学；原子经济性
化学的应用，对于提升人类生活质量而言有着积极价值，在化学的影响之下，大量新产品进入每个普通家庭，造福衣食住行的方方面面。但是同时，化学品的大量产生，也给环境带来诸多压力，从生产环节开始，一直到产品生命周期结束，都存在危害环境或者人类健康的不利物质。而在化学的家族中，有机化学即碳化合物化学，作为一个重要的化学分支，同样成为影响环境的重要工业因素。
一、绿色化学的概念与发展
所谓绿色化学，就是在化学产品生产的过程中，采用相关技术和工艺来对那些有害于人类健康和生态环境的物质进行控制或者消灭，确保不产生有害物料，重点体现在对于原料、催化剂、溶剂和试剂，以及产物和副产品等方面。绿色化学的根本着眼点，在于实现整个环境的可持续发展，鼓励资源的节约并且防止污染的发生。
在这一个领域，原子经济性是一个不容忽视的基础思想。1991年，美国Stanford 大学的Trost.B.M教授首次提出这一概念，用来实现对于化学反应效率的评估，其根本思想在于推动化学反应发展，使参与反应的每一个原料分子和原子都做到最大限度的利用，并且化合成为目标产物。原子经济性的思路，在实际工作中引导人们对有机合成展开更为完善的设计，从而实现对于原子的有效利用，并且避免使用保护基，保持对于环境的友好。
绿色环保是现代有机化学必然的追求和价值体现，是满足人们对于化工产品基本需求的基础之上，对于有机化合物环保价值的提升。实际设计的过程中，应当注意几个方面的基本原则。首先，对于污染的防优于治，实际工业的展开过程中，除了应当充分考察化工产品是否会存在对于环境的不良影响，对于化工生产过程中的所有代谢物，以及所有与环境有所互动的环节都应当深入考察，避免污染的发生。其次，控制原材料无毒并且可以再生，避免产生不必要的衍生物。再次，依据原子经济性，不断优化有机合成路线，尽量建设其他催化剂的使用。最后，确保化工产品，以及中途代谢产品的可降解性，最大程度控制对环境的污染。
二、有机合成环境中的绿色化学思想实现
在有机合成工业实现的过程中，绿色化学的观念必须深入到每个细微环节，同时秉承系统性的观念展开全局分析，才能获取良好效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前在该领域中，重点关注，并且对于绿色化学思想有着积极价值的，包括如下几个主要方面：
1.合理选择高效催化反应
绿色化学追求高效反应和尽可能少的副产品，确保原子经济性的实现，因此在有机合成领域之中，高效催化反应必然成为该领域共同追逐的重要目标。具体而言，当前主要的几个发展趋势，即催化不对称合成反应、积极研发新型催化剂以及广泛采用生物催化反应。在不对称合成反应中催化不对称合成，是最有效的催化方式，也是当前有机合成化学研究的最前沿方向，能够实现对于医药、农药以及精细化工等领域中的关键中间体，并且能够支持可持续发展的绿色合成方法。这一方法的重点主要是面向不对称氢化反应、氢硅烷化反应、氢甲酰化反应、氢酯化反应、环丙烷化反应、环氧化反应、不对称酮还原反应、糖类衍生物催化反应和酶催化反应等进行催化，就目前的应用看有着广阔前景。而新型催化剂领域，主要是考虑到传统化工生产领域中，液体酸或者碱是最为常见的催化剂，虽然价格便宜经济性良好，并且也有不错的催化表现，但是对于化工生产设备的腐蚀却比较严重，同时也容易造成对环境的污染，副反应多且难以展开彻底的无害处理。为了改善传统催化剂的这种不利状况，对于催化剂的积极研发成为当前有机化工领域的重要发展方向质疑。经过近年来的努力，已经研发出多种新型催化剂，其中包括多种新型分子筛催化剂、固体超强酸或碱催化剂、杂多酸催化剂、夹层固体催化剂及相转移催化剂等。相对于传统的酸碱催化剂，这些催化剂有着对环境更友好的特征，目前正在得到广泛使用。最后，生物催化则是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集的新兴学科，虽然尚未发展成熟，但是前景看好。该种技术转化条件温和，选择性良好，并且在经济领域同样表现不错。从应用的角度看，生物催化已经开始在诸多新产品工艺与研发过程中开始发挥作用。从技术的角度看，生物催化采用生物催化剂进行催化，包括酶催化技术等展开，主要针对不对称化合物催化合成，也可以作用于有机酸领域，诸如对于柠檬酸、衣康酸、葡萄糖酸等化工原料的催化。
2.合理选择绿色溶剂
当前在有机化工领域中，多采用易挥发的有机化合物作为溶剂，这也是造成环境污染的一个重要方面，因此积极研发无害绿色的有机化合物溶剂，必然成为未来发展的重要方向。当前得到广泛应用的新型溶剂，包括水溶剂、超临界和近临界流体溶剂以及离子液体溶剂几个方面。其中水溶剂除了考虑到其自身无毒无害的特征以外，水相中的有机反应操作简便安全稳定，不存在其他安全隐患也是其不容忽视的重要优势。相关研究证明，水溶剂可以用于多种化工反映，包括烯丙基化反应、醛醇缩合、Michael 加成、Mannich 反应、铟介入的烯丙基化作用等。超临界和近临界流体溶剂是当前备受关注的一个领域，此类溶剂只需要较低的温度或者压力，就可以对有机物实现溶解，并且其性能相当于丙酮或乙醇，介电常数介于常态水和超临界水之间，其溶解对象可以包括盐和有机化合物。当前包括超临界二氧化碳（scCO2）等，都是这一领域的研发成果。最后，离子液体溶剂指室温或低温下液体状态的盐，由含氮、磷有机阳离子和大的无机阴离子(BF4、PF6等)组成。这一类的溶剂在工作中对于温度范围不敏感，溶解度大并且经济性良好，易于制备，同时在回收循环方面有着良好特征，目前已经在有机化工生产领域得到了广泛应用。诸如离子液体环境中，在在sc(OTf)3的催化作用下，烯烃与芳烃的烷基化反应在常温中就可以展开，并且催化剂还能够重复利用。同样的有机反应还包括烯烃的氢化反应、氢甲酰化反应、氧化还原反应、偶联反应等。
三、结论
绿色化学的思想，对于有机化工领域的意义重大，并且呈现在化工行业的每一个细节之中，除了上述两个主要的方面以外，诸如声化学合成、微波化学合成、氟碳相作为反应溶剂的合成等新型的绿色合成工艺，也在蓬勃的发展之中。科技的发展必然带动环保思想不断深入，人类也必然会与环境保持更为密切的共生关系。
参考文献：
[1] 沈玉龙. 绿色化学[M]. 北京：中国环境科学出版社，2004.
[2] 杨德红. 绿色化学[M]. 郑州：黄河水利出版社，2008.
论文作者:胡弘俞
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/15
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