綠色溶劑及其應用

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

2、ter)，theacteristicsapplicationsoftheionicliquid，abriefprospectonthedevelopmentofgreensolvents.關鍵詞關鍵詞：綠色化學；綠色溶劑；超臨界流體；離子液體1前言一個世紀以來，人類為適應社會和工業(yè)生產的需要，在化學領域取得了十分輝煌的進步，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，某些化學品被不加節(jié)制地濫用，給

3、整個生態(tài)環(huán)境造成了非常嚴重的影響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溶劑，此外在機械、電子和文具等精密儀器的清洗乃至于服務業(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大一部分經過揮發(fā)進入到空氣中，在太陽光的照射下容易在地面附近形成光化學煙霧，導致并加

4、劇人們的肺氣腫、支氣管炎，甚至誘發(fā)癌癥病變。此外這些溶劑還會污染水體、毒害水生動物及影響人類的健康。因此，揮發(fā)性有機溶劑是造成大氣污染的主要廢氣物之一。隨著人們對環(huán)境的重視，需要尋找一種能夠替代這類有機溶劑的一種沒有（或盡可能少的）環(huán)境副作用的新型綠色溶劑。而綠色化學針對污染物的來源及特性通過設計新路線，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生，其中尋找綠色替代溶劑是綠色化學主要研究內容之一。本文將以Die

5、ls—Alder反應為例重點對綠色溶劑：水，離子液體，超臨界流體的應用進行綜述。1綠色化學綠色化學因而會對環(huán)境造成污染，同時也很浪費資源，而用水作為溶劑時因其廉價性可大大節(jié)約成本，同時可減少對環(huán)境的危害。3.1.1水相中的自由基反應水相反應的研究具有相當?shù)奈?，由于水的極性使許多反應在水相中進行時顯示出非常獨特的活性及選擇性。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，則沒有生成相應的產

6、物，但當反應在水相中進行時產率可達到67%78%。3.1.1水相中環(huán)加成反應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)加成反應中，較之異丙烯為溶劑的反應快700倍。隨后Grieco6等對水相環(huán)加成反應也做了許多開創(chuàng)性工作，水相反應可同時提高反應速率和選擇性。值得一提的是，這個反應只得到四種可能立體異構體中的兩種!，主要異構體是合成目標分子所需要的，若用常規(guī)的有機溶劑苯則產生無用的立體異構體。3.

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

8、00倍8。3.2水作為溶劑方面的應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，是一類重要的精細化工產品，其社會、經濟效益非常大，雖其消費量較少，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的各個領域之中9。然而膠粘劑中使用最多的有機溶劑在其固化過程中的揮發(fā)會對人體及環(huán)境造成巨大的危害。據報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。因而用最廉價的水替代有機溶劑開發(fā)的環(huán)境友好型膠粘劑應運而生。通過對環(huán)氧樹脂進行酯化、醚化和接枝等化學方法制得的水性環(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10，是一種真正的水性、環(huán)保型綠色產品。利用有機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采用預乳化法制備具有核殼結構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度、耐持久性及拉伸強度并同時保留了伸長率性能。對于水