《6-原子经济反应.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6-原子经济反应.ppt（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2009,1,6 原子经济反应,2009,2,61原子经济性,原子经济性的概念可用原子利用率（Atom Utilization，AU）来表示：,原子经济性：1991年，美国Stanford大学的B.M.Trost教授首次提出了反应的“原子经济性”（Atom Economy）的概念。他认为高效的化学反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合成目标产物。,2009,3,计算由乙烯制备环氧乙烷反应的原子利用率。 （1）经典方法 二步法 CH2=CH2 + Cl2 + H2O ClCH2CH2OH + HCl ClCH2CH2OH + Ca（OH)2 +HCl C2H4O + CaCl2+2H
2、2O,C2H4 + Cl2 + Ca（OH）2C2H4O+CaCl2+H2O 28 71 74 44,(2）新方法 一步法,2009,4,Witing 反应是一个精细合成中非常有用的反应，Witing因此于1979年获得诺贝尔化学奖。Witing反应过程为：,2009,5,6.1.2 E-因子的概念,其中废弃物是指预期产物以外的任何副产物。常见的废弃物 有无机盐如氯化钠、硫酸钠、硫酸镁等，重金属化合物和各种反应中间体。 实际E-因子除理论的副产物外，还有由于化学平衡转化率小于100%造成的废弃物；为充分利用某一昂贵的反应物，而加入的大量过量的另一反应；分离产物时中和等操作步骤，加入的酸碱等物；
3、同一产物的不同旋光异构体；分离效果不完全造成的产物的流失；分离过程加入的溶剂等。,2009,6,几个行业的环境因子,可以看出，产品越精细复杂，E值越大。这是因为产品越复杂，生产步骤越多，原子利用率越低的缘故。,2009,7,6.1.3原子经济性或E-因子概念的局限,6.2有机合成中各种反应的原子经济性分析,6.2.1分子间结构互变或异构化的重排反应 克莱森重排：烯醇或酚的烯丙基醚当加热到一定温度时，可发生分子内重排。苯酚的烯丙基醚在200时，不用催化剂顺利的重排。,2009,8,比克曼重排：酮污转化为酰胺。,6.2.2加成反应,CH2=CH2+HBr CH3CH2Br,2009,9,6.2.3
4、 取代反应,AB + CD AC + BD,例如丙酸乙脂与甲胺的取代反应,6.2.4 消除反应,2009,10,6.3 提高化学反应原子经济性的途径及反应实例,1.采用新合成原料提高反应的原子经济性,2009,11,2.开发新催化材料提高化学反应原子经济性,TS-1分子筛催化有机氧化反应-环氧丙烷的生产,原子利用率76.3%,氯醇法,2009,12,新型过渡金属配合物催化剂,环加成反应,烯炔偶联反应,2009,13,3新合成路线提高反应原子经济性,Boots公司的Brown方法合成布洛芬 镇静、止痛药,原子经济性 40%,2009,14,BHC公司新发明的绿色方法,原子经济性 99%,获199
5、7年美国总统 “绿色化学挑战奖”,简单！,2009,15,抗帕金森药物Lazabemide的绿色合成,2009,16,己二晴的生产,以前的合成方法：,DuPont公司的新方法,其原子利用率为100%。,乙酸合成,Kolbe合成法:,甲醇羰基化法:,原子利用率100%,2009,17,6.4 化工生产的“零排放”,磷铵副产磷石膏制硫酸联产水泥新技术，将磷铵、硫酸、水泥三套生产装置有机地排列组合为一体，形成绿色环保产业链。,1.磷铵部分,、硫酸、水泥部分,2009,18,6.5 原子经济反应的发展与未来,合成效率：一是选择性， 一是原子经济性。,有机合成-依靠催化剂-解决选择性和原子经济性,有机合成优化和设计-计算机辅助分子设计-组合化学,2009,19,思考题 1 什么是原子经济性?以一个化学反应为例计算反应的原子经济性. 2 什么是环境因子?环境因子与原子利用率之间有什么关系? 3 原子经济性与产率有什么区别? 4 通过哪些途径可以提高反映的原子经济性,举例说明之.,