4-绿色溶剂可编辑.pptVIP

2009 过渡金属催化的反应： 甲酰化反应 Heck 反应 Trost-Tsuji Coupling 反应 2009 以离子液体为溶剂绿色合成阿司匹林 ①离子液体[BMIm]BF4合成 ②阿司匹林的合成 传统方法: 离子液体中的合成: 离子液体中的化学反应 2009 离子液体以其对有机无机物的高溶解度，高库仑引力导致的低蒸气压，与水不混溶等特点正吸引着广泛的注意成为新型液液萃取溶剂。采用离子液体为溶剂获得了理想的效果，分散系数比一般的有机溶剂高几个数量级， 在分离过程中的应用 在电化学中的应用 离子液体的电化学电位窗宽、良好的离子导电性等电化学特性,使其在电池、电容器、晶体管、电沉积等方面具有广泛的应用前景。离子液体用作电解液的缺点是黏度太高,但只要混入少量有机溶剂就可以大大降低其黏度,并提高其离子电导率,再加上其高沸点、低蒸气压、宽阔的电化学稳定电位窗等优点,使其非常适合用于光电化学太阳能电池的电解液。 2009 思考题 什么是超临界流体?其特点? 在超临界条件下化学反应具有什么特点? 使用超临界二氧化碳作溶剂有什么优点？ 分别举两例说明超临界流体在均相合成和非均相合成中的应用研究. 为什么超临界流体中进行的酶催化反应比传统有机溶剂中反应快? 简述超临界CO2的应用 什么是离子液体,突出优点是什么? 离子液体与普通离子化合物及有机溶剂的差异. 离子液体研究的基本内容是什么? 举例说明离子液体在化学反应中的应用. 简述离子液体的应用研究. 2009 4 绿色溶剂 4.1 常规溶剂的应用和危害 卤代烃：CH2Cl2；CHCl3；CCl4等。 致癌剂，环境中难降解，臭氧层破坏， 导致温室效应 芳香烃：苯，甲苯等。致癌剂 酯类：醋酸乙酯等。 醇类：甲醇，乙醇等。 水：废水处理困难 此外，常规有机溶剂存在挥发性，易燃，后处理困难及成本高，能耗高 2009 4 绿色溶剂 溶剂的绿色化途径 1、使用安全的传统溶剂：如醇类，酯类，水； 2、开发性溶剂：如超临界流体，离子液体； 3、通过工艺改革，完全不使用溶剂：无溶剂合成。 2009 4 绿色溶剂 4.2 超临界流体的特性 超临界流体； 临界点； 临界温度；临界压力； 密度；粘度；扩散系数。 2009 超临界流体作为反应介质具有以下特性： 高溶解能力； 高扩散系数； 有效控制反应活性和选择性； 无毒性和不燃性。 在超临界条件下化学反应具有如下特点： 加快受扩散速率控制的均相反应速率； 克服界面阻力，增加反应物的溶解度； 实现反应和分离的耦合； 延长固体催化剂的寿命； 在超临界介质中的压力对反应速率常数的影响增强； 酶催化反应的影响增强 。 性质/流体 液体 超临界流体 气体 密度/(gcm-3) 粘度/(Pa s) 扩散系数/cm2s-1) 1 10-3 10-5 0.1～0.5 10-4 ～10-5 10-3 10-3 10-5 10-1 超临界流体、液体、气体性质比较 2009 流体 临界温度Tc/K 临界压力Pc/atm （1atm=101325Pa） 乙烯（C2H2 三氯甲烷(CHF3) 二氧化碳(CO2) 丙烷(C3H8) 丙酮(CH3COCH3) 甲醇(CH3OH) 乙醇(C2H5OH) 水(H2O) 282.4 299.1 304.2 369.8 508.1 512.6 516.2 647.3 49.7 48.1 72.8 41.9 46.4 79.9 63.0 217.6 一些常用超临界流体的性质 超临界CO2作为反应介质最明显的优点是：惰性；溶解能力可调节；对高聚物有很强的溶胀和扩散能力；产物易纯化、无残留；能控制某些反应的速率。(Tc=31℃， Pc=7.38MPa) 2009 4.2超临界流体的应用 在超临界1,1-二氟乙烷流体中的α-氯苯甲醚的热分解反应同有机溶剂中的反应相比,其反应速率大一个数量级以上. 在超临界CO2中，甲醇与邻苯二甲酸酐的酯化反应速率常数随压力变化。 4.2.1 超临界CO2用作有机合成的溶剂 2009 代尔斯-奥尔德（ Diels-Alders）双烯合成 含有一个活泼的双键或三键的烯或炔类和二烯或多烯共轭体系发生1,4-加成,产物通常为六员环状化合物,这个反应称为Diels-Alders双烯合成. 2009 利用超临界流体,通过其条件的改变(温度，压力,等),可增加其反应速率，改变反应的选择性. 亲双烯试剂 2009 CO2加氢合成有机化合物对于CO2资源的有效利用和环境保护有重要意义。