《绿色有机合成》PPT课件

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1、有机合成化学OrganicSynthesis第七章绿色有机合成20世纪70年代，东西方冷战结束，和平与发展成了人类追求文明和进步的共同主题，核战争已不再是威胁世界的第一危机，取而代之的是:20世纪是化学工业蓬勃发展并对人类社会做出了重大贡献的世纪,20世纪也是人类对资源和环境破坏最严重的世纪。当人类向征服大自然的目标前进时，也写下了一部另人痛心的破坏大自然的记录。环境危机7.1二十世纪十大环境危机1990年提出绿色化学（GreenChemistry）.1962年，美国科学家卡逊女士（R.Cars

2、on）发表警世之作《寂静的春天》（SilentSpring）.“是什么东西使得美国无以数计的城镇的春天之音沉寂下来了泥？这本书试探着给与解答。”摘自《寂静的春天》绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，而在其基础上发展起来的技术称为绿色技术、环境友好技术或清洁生产技术。70－80年代一系列环保著作相继问世。7.2绿色化学美国Stanford大学的B.M.Trost教授1991年首次提出反应的“原子经济性”(AtomEconomy)概念，并获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”。A+B

3、→C+D主产物副产物E＋F→C原子经济性或原子利用率（％）＝（被利用原子的质量/反应中所使用的全部反应物分子的质量）×100产率（％）＝（产物的质量/理论产量）×1001.化学反应中的新概念－原子经济反应Diels-Alder反应:D-A反应亦称双烯合成（dienesynthesis),是制备环状化合物应用最广泛的合成方法之一，也是形成碳碳键的重要方法。(不对称D-A反应)原子利用率：[82/（28+54）]×100%=100%D-A反应是一个原子经济性的反应例1.例2.Wittig反应：反应的

4、产率可达80％以上，原子利用率仅有4％左右。Wittig试剂能发生多种有机反应，是有机合成的重要中间体，广泛用于碳碳双键的形成。(生成的双键处于原来羰基的位置)(反应具有立体选择性)例1.例2.2、有机合成中常见反应的原子经济性加成反应：例：烯烃的催化加氢：可用通式表示为：A＋B→C原子利用率达到100％CH3CH=CH2+H2CH3CH2CH3Ni例：Michael(迈克尔)反应:原子利用率达到100％1.电环化反应2.Diels-Alder反应3.其它类型的环加成反应(1)ene反应（烯反应

5、）(2)丙烯离子的环加成反应(3)1,3-偶极环加成反应(4)卡宾的环加成反应原子利用率100％分子内的ene反应例如(+)-β-香茅醛加热可生成(-)-异胡薄荷醇:ene反应是指含有丙烯型氢的烯烃与另一烯、炔进行的加热反应。协同型反应：重排反应：例：Claisen重排：重排反应可用通式表示为：A→B原子利用率100％例：Cope重排:(碳氧键参加的[3,3]迁移反应)(碳碳键参加的[3,3]重排)原子利用率100％取代反应：例：卤代烷的亲核取代反应：通式：A-B＋C-D→A-C＋B-D原子利用

6、率不高。RCl+NaOHROH+NaCl例：有机铜试剂能与多种类型的卤代烃及磺酸酯反应，获得高产率的取代产物：原子利用率不高。例：F-C酰基化反应：原子利用率不高。消除反应：例：季铵碱的热消除反应：原子利用率不高。CH3CH2CH2N+(CH3)3OH-CH3CH=CH2+N(CH3)3+H2OHofmann类型的1,6-消除反应广泛用于各种环蕃化合物的合成。Multilayeredcyclophanes,withuptosixlayers,havebeenpreparedandshowcons

7、iderableπ-electrondelocalizationthroughoutthemolecule(Otsubo,T.,Tozuka,Z.,Mizogami,S.,TetrahedronLett.,1972:2927).羟醛缩合反应：原子利用率100％原子利用率降低无毒无害原料可再生资源环境友好产品原子经济反应高选择性反应无毒无害催化剂无毒无害溶剂3、绿色化学示意图1.开发原子经济反应丙酮-氰醇法:甲基丙烯酸甲酯的生产方法:原子利用率47％原子利用率100％钯催化法:7.3绿色有机合成研

8、究进展目前，在基本有机原料的生产中，已有一些实现了原子经济性反应：如：丙烯氢甲酰化制丁醛甲醇羰基化制醋酸过渡金属催化剂的研究，提供了一些很好的原子经济性反应：在精细化工中原子利用率还很低，废物排放量很大。原子利用率100％2.发现新合成方法提高反应的原子经济性布洛芬(Ibuprofen)的生产:Brown法合成布洛芬原子利用率40.1%BHC公司新发明的布洛芬合成的绿色方法原子利用率77.4%3.开发新催化剂提高反应的原子经济性环氧丙烷的生产:氯醇法：原子利用率44.1%钛硅-1(TS-1)分子