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电化学等绿色合成技术

发布时间:2018-12-13 13:41  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  电化学绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发制备单位产品产污系数低,资源和能源消耗少的先进合成方法和技术,从合成反应入手,从根本上消除或减少环境污染。

  不对称催化、酶催化、电化学合成、无溶剂有机合成、超临界流体中的有机合成、离子液体中的有机合成等合成技术是近年来发展迅速的几种主要绿色合成技术。
 

电化学
 

  1. 电化学绿色催化技术

  1.1不对称催化

  不对称催化(Asymmetric Catalysis),即在手性催化剂的存在下,通过前手性底物的各种不对称转换反应得到旋光活性化合物。在不对称催化合成中,手性催化剂与反应底物和试剂作用生成高价态的反应过渡态(氧化加成),继之这种反应过渡态经历分子内重排,在发生还原消除之后给出所期望的光活性产物。手性催化剂,在绝大多数情况下由过渡金属、手性配体、非手性配体和(或)配基组成。手性配体是手性诱导的来源。

  1.2酶催化技术

  酶是存在于生物体内且具有催化功能的特殊蛋白质,通常所讲的生物催化主要指酶催化,其具有以下特点。

  (1)催化的高效性

  对于同一反应,酶催化比一般化学催化效率高106~1013倍。酶催化剂用量少,一般化学催化剂的摩尔分数是0.1%~1%,而酶催化反应中酶的摩尔分数为10-6~10-5。

  (2)选择性高

  每种酶只能加速一种特定结构的底物或结构相似底物的化学反应。例如,酯酶只能催化酯类化合物的水解,过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解。这种高选择性也就是酶催化的专一性,包括结构专一性和立体异构专一性。
 

电化学
 

  2.电化学合成技术

  电化学合成技术是在电化学反应器(习惯称为电解池或电解槽)内进行以电子转移为主的合成有机化合物的清洁生产技术。有机电合成相对于传统的有机合成具有显著的优势:(1)电化学反应是通过反应物在电极上得失电子实现的,原则上不用加其它试剂,减少了物质消耗,从而减少了环境污染。(2)选择性很高,减少了副反应,使其产品纯度和收率均较高,大大简化了产品分离和提纯工作。(3)反应在常温常压或低压下进行,对节约能源、降低设备投资十分有利。(4)工艺流程简单,反应容易控制。

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