现代有机合成方法和技术的最新进展

袁学玲,卢鹏祥

(中国矿业大学化工学院,江苏,徐州,221008)

现代有机合成方法和技术的最新进展

袁学玲,卢鹏祥

(中国矿业大学化工学院,江苏,徐州,221008)

本文针对有机合成的发展现状与趋势对现代极具发展前景的有机合成方法及技术进行了综述,同时结合各种技术的发展状况及最新进展与突破,对其前景作了简要概述。

非均相反应,绿色有机合成,波促进的有机合成,不对称合成,有机光化学合成

1 非均相反应

1.1 相转移催化反应 以往对于非均相条件下的有机合成反应往往不容易进行,或存在反应速度慢、效果差、反应不完全等缺点。但是,相转移催化这一有机合成方法的出现,很好的克服了这一难题。

1.2 固相有机合成 近年来随着各种类型树脂的发明,固相有机合成技术凭借其高转化率及操作简便等优势有了突飞猛进的发展。

2 绿色有机合成

2.1 高效、无毒的溶剂和助剂

2.1.1 非传统溶剂 有机溶剂因其对有机物具有良好的溶解性。但有机溶固相合成的剂的较高的挥发性和毒性成为有机合成造成污染的主要原因。因此新型绿色反应介质代替有机溶剂成为绿色化学研究的重要方向。目前,水、超临界流体、离子液体、仿酶化学和含氟溶剂作为反应介质的有机合成在不同程度上已取得了一定的进展。

2.1.2 无溶剂有机合成 研究发现,在固态下能够进行的有机反应大多数较溶液中表现出高的反应效率和选择性。无溶剂有机合成具有高选择性、高产率、工艺过程简单和不污染环境、能耗少和无爆炸性等优点。

2.2 绿色催化剂 据统计,在化学工业中,80%以上的反应只有在催化剂作用下才能获得具有经济价值的反应速率和选择性。新的催化材料是创造新催化剂的源泉,也是提高原子经济性、开发绿色合成方法的重要基础。近年来,绿色催化剂的研究主要有绿色固体酸碱催化剂、分子筛催化剂、生物酶催化剂等。

2.3 绿色合成原料 原料选择是绿色化学的决定性步骤。

2.4 设计高效合成方法

2.4.1 一锅反应、串联反应合成 一锅合成就是将一个多步反应或多次操作至于“一锅”完成,过程不需分离许多中间产物。一锅合成法具有以下特点：高效性、高选择性、反应条件温和,操作简洁方便。这种方法能够容易地合成常规方法难以合成的目标分子。

2.4.2 有机电化学合成 有机电合成的一个突出优点就是通过调节电极的种类、电解质、电解条件可以控制有机电合成反应。有机电合成可以在温和的条件下进行,用电子代替那些污染环境的氧化剂和还原剂。

3 波促进的有机合成

3.1 超声波 超声波可以加速化学反应,促进有机合成。如今,超声波已被广泛应用于化学、医学、废水处理等诸多领域,超声波在有机合成中的应用呈蓬勃发展之势,成为有机合成的重要技术之一。

3.2 微波 微波在有机合成领域中的应用给有机反应的研究注入了新的思维。微波照射可以不通过容器传热,而直接进行加热反应的溶剂和反应物,不但加热速度快于传统加热方式,而且很多反应可以在无溶剂条件下进行,符合绿色化学的要求。

4 多组分反应

多组分反应可以实现快速大量的合成具有结构多样性和复杂性的化合物和建立相应的化合物库,引起药物专家们的关注。

5 其他

5.1 不对称合成 手性是构成生命物质的基本属性。手性物质的获得非常重要,除来自天然外,人工合成也是一种重要的途径。不对称合成是有机合成化学的前沿领域,也是最近 20年内发展最迅速最有成就的领域。它比对映体拆分法更直接、更经济。

5.2 有机光化学合成 近年来,随着有机波谱分析手段的完善和各种紫外光源的出现,有机光化学合成打破了从前的缓慢发展状态。

5.3 元素有机化合物在有机合成中的应用 元素有机化合物发展迅速。已经发现的元素有机化合物在性质、制备和用途上有其独特之处,尤其是它们在有机合成中发挥着极其重要的作用,为有机合成提供了许多新的合成方法和新的合成试剂。如有机硅、有机磷、有机硼、有机硫等。

5.4 生物催化 生物催化是指利用酶或有机体作为催化剂进行化学反应的过程,也称生物转化。生物催化在有机合成中快速发展,尤其是在不对称合成中应用价值更加突出。其原因与生物催化的特点有关。

[1]郭生金.有机合成新方法及其应用 [M].中国石化出版社, 2007.6：97.

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1003-3467(2010)10-0005-01