分析精细化学品的绿色氧化合成

沈庆科

摘要：随着我国科技水平的不断发展，我国的化工行业也得到了很大的发展，并且现阶段开始趋于稳定发展，为推动社会的发展做出了巨大的贡献。在化工行业中精细化工格外的吸引人，因为它不仅推动化工行业向着精细化的方向发展，并且带来了巨大的经济效益和社会效益，而在精细化工产品的生产合成过程中会涉及到很多的化学应用。在实现精细化学品清洁生产的基础研究中，氧化反应是应用最广，也是最难控制的一类反应。本文将探述精细化学品的绿色氧化合成，实现资源利用过程和自然生态过程的协调。

关键词：精细化学品;绿色氧化;合成;固体催化剂;仿生氧化

引言

在实现精细化学品清洁生产的基础研究中，氧化反应是应用最广，也是最难控制的一类反应。在化学品中，通过氧化反应生产的产品占有份额最大，由于氧化反应产物大多是热力学不稳定的中间化合物，其反应选择性始终是最具挑战性的难题.研究采用不产生污染的氧化剂如分子氧、过氧化氢等，选择合适的催化剂和有效的反应路径，采用多種强化方法生产环境友好的精细化学品，是实现清洁生产的重要研究课题.而采用高效的催化剂、不使用有害的 剂、在温和的反应条件下，实现资源利用过程和自然生态过程的协调，对于精细化学品的研究和开发过程中资源的有效利用以及环境的保护具有重大的意义。

1精细化学品定义

从广义上来讲，精细化学品就是精细化工产品的简称，可以定义为一种具备针对性功能、制造工艺复杂、步骤繁琐，且产量小、高纯度、高附加价值的化工产品。如果从生产的层面上，对其进行定义，那么则可将精细化学品定义为，通过对大规模化学品，或通用化学品进行深入加工，所得到的具备特定应用性能或潜在的特定应用性能的化学品。

2精细化工的特点

当前在国际上还没有对精细化工形成统一的认识和概念，笼统上进行分析，精细化工主要指的是对一些精细化学品进行生产的工业，精细化工品主要具有以下特点，首先其产量不是非常高，而且品种比较多。在产品生产的过程中，具有较快的更新换代速度，通常使用间歇式生产的方式进行生产，其次这些产品具有最终使用性或者具有一定的功能，第三，在产品的功能和化学反应之间息息相关，在生产的过程中，主要由生产的工艺和原料对其产品的性能进行确认，第四，在生产的过程中，对质量要求和产品技术要求都比较高，另外这些产品具有很强的商品性质，简而言之就是他们生产的目的就是为了销售，最后他们具有较高的附加值，而且技术含量比较高，精细化工品主要是精细化工生产过程中的产物和化学工业的应用息息相关。

3精细化学品地位

从地位上来看，精细化学品种类多、用途广，是一种能够直接服务于国民经济、群众生活，以及高科技产业的重要物资。现阶段，国际精细化学品市场规模早已突破了3800亿美元，所生产，并投入使用的精细化学品高达10万余种。从整体上来说，精细化学品早已在国际民生、国防安全、国民经济等方面占据了重要的地位。

4精细化学品分类

目前，精细化学品的种类极其丰富，导致人们在分类时，形成了差异性的观点，但现阶段，认可度比较高的分类是由大连理工精细化工系的教授，以化学品功能为方向，结合我国精细化工的发展以及化学品分子结构特征，提出的18个精细化学品类别，包括医药、农药、涂料、粘合剂、香料等。

5精细化学品的绿色合成研究

5.1催化绿色合成技术

催化法作为中间体合成的主要方法，但传统工艺存在催化剂无法循环使用、催化反应腐蚀设备、催化反应污染物形成数量多等问题。为此，人们开始积极运用支持催化剂分离、循环使用的多相催化法，来构建连续化的生产模式，由此实现催化合成工艺的绿色化，提升了精细化学品的绿色生产水平。就目前来看，催化绿色合成技术主要包括烷基化绿色合成技术、酰基化绿色合成技术、酯化绿色合成技术、氧化绿色合成技术等。

其中，烷基化技术是指一种，基于酸碱催化反应机理，通过将芳环，及其侧链进行基化处理，实现中间体合成的合成技术。在具体的技术应用中，人们通过用HSZM-5代替传统的AlCl3-HCl作为催化剂，构建出了烷基化清洁工艺，能够实现催化剂的分离和复用，且有害生成物也更少，使烷基化技术成为了一种绿色化的精细化学品中间体合成技术。

酰基化技术作为香料化工生产领域中的一项重要技术，其的主要作用机理为，通过催化反应，对芳环的Friedel-Crafts予以酰基化处理，以制备出芳酮作为香料精细化学品的中间体。传统条件下，人们会选用酸液作为催化剂，但这种催化剂具有污染大、能耗多等弊端，但现阶段，人们已经应用了环境优化的固体酸催化剂，构建出了绿色化的酰基化技术，达到了中间体绿色化合成的效果。

5.2非常规绿色合成新技术

非常规绿色合成新技术，可以被分为非常规热能技术、非热能物理技术等多种类型。在精细化学品生产中应用此技术进行中间体合成，能够提高反应效率、降低能耗、减少废物排放，极为符合绿色化的精细化工发展趋势。但现阶段，普及应用较为广泛的非常规绿色合成新技术主要有三种，即微波强化技术、电化学技术、超声强化技术。

其中，微波强化技术是指一种借助波长1cm～1m、频率300GHz～300MHz的电磁波，进行中间体合成反应的绿色合成技术。此项技术最早由科学家Vanderhoff提出，其用微波炉加热，来进行乳液聚合反应，并发现在电磁波的作用下，聚合反应会明显加快，由此首次实现将电磁波用于有机合成，此后，Gedye与同事在微波炉中进行了酯化反应，才让微波技术成为了有机合成新技术。在中间体合成中应用此技术，能够让合成反应效率更高、副产物更少、纯化更方便，由此使合成反应进入环境友好的状态，同时，此技术无需额外的催化剂等化学药剂，而且能耗较低，所以此技术还具有明显的经济性，提升了精细化工中间体合成反应绿色化水平

电化学技术也可以被称为电解合成技术，此技术的主要作用机理在于，通过对反应物施加电力，使其的电子转移，形成新的物质，实现合成反应。在中间体合成中，人们借助该技术，可以用电力来代替高污染、剧毒有害的传统氧化、还原剂，同时也支持合成反应在温和的条件下发生，因此，此技术不仅清洁，而且无需工作者花费过多的成本创造反应条件，使中间体合成反应更具经济性。此外，该技术也具备极强的可控性，支持工作者通过调整电解条件、电解质、电极这几项要素，对合成反应进行选择性的控制，由此清洁、高效地获取目标产物。

超声强化技术是指利用高于20kHz声波的超声空化作用，进行合成反应的绿色合成技术。一般来说，在超声空化作用下，局部区域可以达到5000℃高温、10-9k/s温度变化率、500大气压，同时，还会引发极强的射流、冲击波和放电，由此创作出一个能够促进合成反应进行的环境。而在此背景下，用超声波代替三废大、成本高、效率低的传统氧化、还原剂，显然能够获得更好的中间体合成绿色化建设效果。此外，超声波应用所需的能耗较低，而且可以减少副反应的发生，使合成反应效果达到更高的反应物利用率，因此，应用该技术还可以削减反应成本，深入优化中间体合成绿色化水平。

结束语：

现阶段，精细化工的具体发展情况还处于在初步阶段，因此需要大量的资金、时间投放到其中，而绿色精细化工具有非常多的优点，所以对其的研发更需要积极的投入。绿色精细化工可以使化工生产能够进行正常的运行，对环境也不会造成严重的污染等，做到了环保性的生产应用。因此，在未来的发展中需要对其进行大量的研发，这样可以为社会带来更多的福利。

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