綠色溶劑及其應(yīng)用

1、綠色溶劑及其應(yīng)用綠色溶劑及其應(yīng)用摘要摘要：從綠色化學(xué)出發(fā)，闡述了幾類綠色溶劑如超臨界流體(二氧化碳和水)、離子液體的特點(diǎn)及應(yīng)用，并對(duì)綠色溶劑的發(fā)展作了簡(jiǎn)要的展望。Abstract:startingfromthegreenchemistrygreenchemistrytechnology，thispaperexpoundstheseveralkindofgreensolventssuchassupercriticalfluid(CO2wa

2、ter)，theacteristicsapplicationsoftheionicliquid，abriefprospectonthedevelopmentofgreensolvents.關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；綠色溶劑；超臨界流體；離子液體1前言一個(gè)世紀(jì)以來，人類為適應(yīng)社會(huì)和工業(yè)生產(chǎn)的需要，在化學(xué)領(lǐng)域取得了十分輝煌的進(jìn)步，創(chuàng)造了巨大的業(yè)績。但由于受傳統(tǒng)發(fā)展觀念的影響，一些化工企業(yè)向環(huán)境排放了大量的污染物，某些化學(xué)品被不加節(jié)制地濫用，給

3、整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成了非常嚴(yán)重的影響1。如在涂料、膠粘劑、油漆、橡膠、化纖、醫(yī)藥及油脂等加工使用過程中需要使用大量的有機(jī)溶劑，此外在機(jī)械、電子和文具等精密儀器的清洗乃至于服務(wù)業(yè)如服裝干洗過程中都要用到大量的各種溶劑，使用量最大、最常見的溶劑主要有石油醚、苯類芳香烴、醇、酮和鹵代烴等。目前，這些有機(jī)溶劑絕大多數(shù)都是易揮發(fā)、有毒和有害的，這些溶劑在使用過程中相當(dāng)大一部分經(jīng)過揮發(fā)進(jìn)入到空氣中，在太陽光的照射下容易在地面附近形成光化學(xué)煙霧，導(dǎo)致并加

4、劇人們的肺氣腫、支氣管炎，甚至誘發(fā)癌癥病變。此外這些溶劑還會(huì)污染水體、毒害水生動(dòng)物及影響人類的健康。因此，揮發(fā)性有機(jī)溶劑是造成大氣污染的主要廢氣物之一。隨著人們對(duì)環(huán)境的重視，需要尋找一種能夠替代這類有機(jī)溶劑的一種沒有（或盡可能少的）環(huán)境副作用的新型綠色溶劑。而綠色化學(xué)針對(duì)污染物的來源及特性通過設(shè)計(jì)新路線，尋找綠色替代化合物和原材料，選擇高效催化劑等方面從源頭上防止污染的產(chǎn)生，其中尋找綠色替代溶劑是綠色化學(xué)主要研究內(nèi)容之一。本文將以Die

5、ls—Alder反應(yīng)為例重點(diǎn)對(duì)綠色溶劑：水，離子液體，超臨界流體的應(yīng)用進(jìn)行綜述。1綠色化學(xué)綠色化學(xué)因而會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)也很浪費(fèi)資源，而用水作為溶劑時(shí)因其廉價(jià)性可大大節(jié)約成本，同時(shí)可減少對(duì)環(huán)境的危害。3.1.1水相中的自由基反應(yīng)水相反應(yīng)的研究具有相當(dāng)?shù)奈?，由于水的極性使許多反應(yīng)在水相中進(jìn)行時(shí)顯示出非常獨(dú)特的活性及選擇性。Fujirnoto4等發(fā)現(xiàn)化合物在Et3B及微量O2引發(fā)的自由基環(huán)化中，若以己烷或苯作溶劑，則沒有生成相應(yīng)的產(chǎn)

6、物，但當(dāng)反應(yīng)在水相中進(jìn)行時(shí)產(chǎn)率可達(dá)到67%78%。3.1.1水相中環(huán)加成反應(yīng)1980年，Breslow5等發(fā)現(xiàn)水可作為有益的溶劑，用水在環(huán)戊二烯與甲基乙烯酮的環(huán)加成反應(yīng)中，較之異丙烯為溶劑的反應(yīng)快700倍。隨后Grieco6等對(duì)水相環(huán)加成反應(yīng)也做了許多開創(chuàng)性工作，水相反應(yīng)可同時(shí)提高反應(yīng)速率和選擇性。值得一提的是，這個(gè)反應(yīng)只得到四種可能立體異構(gòu)體中的兩種!，主要異構(gòu)體是合成目標(biāo)分子所需要的，若用常規(guī)的有機(jī)溶劑苯則產(chǎn)生無用的立體異構(gòu)體。3.

7、1.3水相中有機(jī)金屬類反應(yīng)水相有機(jī)合成的一個(gè)重要進(jìn)展是應(yīng)用于有機(jī)金屬類的反應(yīng)，其中有機(jī)銦試劑是成功的實(shí)例之一。Chan7等人通過甘露糖與溴甲基丙烯酸甲酯的偶聯(lián)非常簡(jiǎn)捷地合成了()KDN。3.1.4水相中Lewis酸催化反應(yīng)水相有機(jī)合成的另一重要進(jìn)展是水相Lewis酸催化反應(yīng)“許多常規(guī)的B，05酸催化反應(yīng)必須在無水的有機(jī)溶劑中進(jìn)行，但環(huán)戊二烯與雙烯體在水相中經(jīng)0.01molL硝酸酮催化下的環(huán)加成較之在乙腈中進(jìn)行的非催化反應(yīng)速率提高了793

8、00倍8。3.2水作為溶劑方面的應(yīng)用這里主要討論水在膠粘劑及乳液方面的使用情況。膠粘劑既能粘接各種金屬又能粘接非金屬，是一類重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益非常大，雖其消費(fèi)量較少，但同酶、激素和維生素一樣，卻是保持工業(yè)“健康”不可缺少的材料，如今已廣泛滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域之中9。然而膠粘劑中使用最多的有機(jī)溶劑在其固化過程中的揮發(fā)會(huì)對(duì)人體及環(huán)境造成巨大的危害。據(jù)報(bào)道由于膠粘劑中甲苯的揮發(fā)，使深圳市一制鞋廠粘接工藝中的10位女工先后患上

9、了白血病。因而用最廉價(jià)的水替代有機(jī)溶劑開發(fā)的環(huán)境友好型膠粘劑應(yīng)運(yùn)而生。通過對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行酯化、醚化和接枝等化學(xué)方法制得的水性環(huán)氧樹脂膠粘劑具有硬度高、附著力好、耐水性佳和耐腐蝕性優(yōu)良等特點(diǎn)10，是一種真正的水性、環(huán)保型綠色產(chǎn)品。利用有機(jī)硅改性水性丙烯酸酯，能賦予丙烯酸酯乳液一些新的性能。王世泰11采用預(yù)乳化法制備具有核殼結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷丙烯酸丁酯乳液，提高了水性丙烯酸酯乳液膠粘劑的撕裂強(qiáng)度、耐持久性及拉伸強(qiáng)度并同時(shí)保留了伸長率性能。對(duì)于水