绿色合成——电有机合成

40科技成果Management and Research on管理与研究Scientitic & Technological Achievements|中图分类号:0621.38文献标识码:A D0107272.j.s.673-6516.2009.10.000绿色合成一-电有机合成赵国柱/集宁师范高等专科学校，内蒙古乌兰察布012000摘要:电有机合成是用电化学方法进行有机化合物合成的科学，具有悠久的历史。它是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等内容的边缘学科。电化学有机合成是一种新的有机合成技术。本文归纳了电化学有机合成的特点发展及现状,并介绍了电化学有机合成在石油化工中的应用情况。关键词:电有机合成;石油化工电有机合成是绿色环保型的有机合成方法，目前主(一)直接电有机合成要用于有机化工和石油化工中,国外已有几百种电有机直接电有机合成是有机物分子直接与电极交换电子合成技术在研究和开发中,且有50种之多的电有机合成而引起氧化反应或还原反应。这种电有机合成方法是最技术在工业上得到应用。随着人们环保意识的不断增早开发的电合成方法,现在已广泛地用于科研和工业生强，对这种绿色环保型的有机合成方法越来越重视，不产中久的将来,电有机合成就会在很多领域得到广泛的推广(二)间接电有机合成和应用。间接电有机合成是利用一种媒质和有机物发生反应，然后通过电化学反应使得该媒质被重复利用。一、电有机合成的优越性间接电化学合成有机物有许多优点,可在较低的电电有机合成相对传统的有机合成具有显著的优越压下进行反应，因而节省电能，可将有害的有机合成路性，其特点是:线变为对环境无害的绿色环保合成路线。但间接电有机(一)电化学反应是在电极上得失电子实现的，原则合成分离提纯相对困难,而且槽内式间接电有机合成很上不需要加入其它化学试剂，副反应少，反应效率高。难实现，因为媒质电化学反应和反应物化学反应在同- -(二)由于电子是最千净的试剂，因而污染小，这对反应条件下很难匹配或相容。一般间接电有机合成是在于当前的无公害生产要求尤为重要，是今后发展“绿色直接电有机合成无法实现或者生成目标产物的选择性、化学合成工业”和精细化工产品的重要手段。电流效率等参数比较低的情况下，才考虑间接电有机合(三)电有机合成反应条件温和,大多是在常温常压成方法。下进行,可方便地通过控制电压或电流来控制氧化或还原反应速度，可随时终止和启动反应的发生。对节约能三电有机合成的研究对象源、简化生产过程和实现自动控制等都是十分有利的。电有机合成最基本的研究对象是各类有机反应在(四)反应有较高的选择性,在定向合成上有优势而“电极/溶液”界面上的热力学与动力学性质，考察这类且产品纯度高。有机反应在电化学体系内反应的可能性及机理。许多合(五)不仅可代替昂贵、危险的氧化还原剂，还使反成有机化合物的化学反应中包含着电子转移,如果把这应步骤大为减少，可以将某些对环境有污染的反应，转些合成反应安排在电解池中进行，就是电有机合成反为对环境无害的合成方法。中国煤化工，主要取决于电极材二、电有机合成分类YCNMH G电有机合成通常分为直接电有机合成和间接电有机电极材料是- -种特殊的功能材料,对整个反应过程合成。都有影响。因此就要求电极材料具有以下性质:L总抒衢数据Technology41Application应角T1.电极材料必须有很好的化学稳定性和机械强度,可以获得理想的产品;不易被腐蚀，寿命长。4.设备相对简单、费用低廉，反应条件温和,在反2.催化性活性和选择性高，阳极材料应对特定的反应过程中不使用毒性高或危险的试剂,从而减少对环境应具有显著的电催化特性,在发生竞争反应时，阳极材的污染;料必须有利于发生所需要的化学变化。5.电化学氟化相对于其它有机合成方法，可以容易3.电极导电率高，槽压低，能耗小。得一步合成出特定的氟化物。(二)反应介质的添加在电有机合成过程中,会伴随着电子的转移。然而，.五、小结大多数有机化合物导电性较差,因此必须加入强支持电电化学有机合成是- -种新的有机合成技术,在国外解质，以电子转移顺利完成。但是电解质的加入必须考已经有了很大的进展，无论是在理论研究、应用范围和虑电极材料的稳定性和离子交换膜的特性。工业化技术上,电化学有机合成都将会进步发展下去，(三)反应隔膜的选择电极反应机理、电极表面催化剂和电磁波光、超声波、激在电有机合成过程中，隔膜材料是必不可少的重要光的应用研究将会使电有机合成化学日新月异,同时在组成部分。因为大多数电化学反应器都需要使用隔膜将应用范围上将进一步扩大，除电合成大宗有机化工产品阴阳极电解液分开，避免两极所生成的产物混和，防止外，将发展医药中间体、金属有机化合物、维生素及生副反应和次级反应发生而影响产物的纯度、收率和电流理活性天然产物的电合成。在工业化技术上,将开发新效率,避免危及安全的事故。不同的电化学反应所选的型实用电解槽、电极材料、膜材料以及间接电合成、成隔膜不同，对于一般的有机电合成反应所选的隔膜都是对电合成等技术。离子交换膜，它是一种具有高选择性的高分子功能膜，仅让某种离子通过，而阻止其它离子通过。参考文献[1]马淳安.有机电化学合成导论[M].北京:科学出版社, 2002.四、电有机合成在石油化工中的应用[2] 王光信，张积树.有机电合咸导论[M.北京:化学工业出版社，1997.9.近年来,石油化工产品的深加工已成为我国国民经济的一个新增长点。开发新技术、新产品、新应用已成[3]乌居滋(日)著,陈敏元译.近代有机化学的动向和未来(三)M].昆明:云南工学院出版社, 1985:14.为精细石油化工的发展方向。目前使电有机合成不能实[4]李克昌,张恒彬,曹学静等.电氧化合成2-吡啶甲酸[U].商等学现大规模工业化的主要因素有三个:一是电有机合成必校化学学报, 2005.须要有专用的电解槽;二是电化学合成属于界面反应，[5] SantoroE, ChiavariniM. Equilibria and Structureof its Dimer[J]. J反应物和电极的接触不完全三是产物需从电解质中分Chem Soc Perkin Trans, 1978, 2:189-193.离,而这部分常常是电有机合成中耗资较多的部分。但作者简介是通过选择合理的反应器和反应条件介质、膜及电极,赵国柱(1956-), 男，内蒙古人，集宁师范高等专科学校,副.会使许多电化学有机反应具有工业化前景，这实际上是教授，研究方向:有机化学合成。电有机合成研究的主要内容。Green Synthesls一- Electricity Organic Synthesls在石油化工中具有较大开发价值的电有机合成技术主要有:己二腩的电合成; 环氧丙烷的电合成;对苯二ZHAO Guo -zhu(High Speciality Academy, Jining Normal School,酚的电合成;电化学氟化; 甲乙酮的电合成等等。 例如Wulanchabu 012000,China)电化学氟化，电化学氟化(ECF)是利电极反应将氟直Abstract: Eletro organic synthesis is the scieoce of organic sytbhesis接引入有机或无机物的一种重要方法。是生产有机氟化by eletrocbemical method witb long history. It is the frontier science物最重要的一种方法。电化学氟化这种合成方法之所以involve:hesis and chemicalcenginer中国煤化Isakindof new e得到广泛的应用，是因为具有以下特点:nology1HC N M H Charcteistis of the1.合成效率高，产品具有高附加值;electrochemical synunests or organuc oevenopucnt and the status quo issummarized, and fnally the application of the electrochemical organic2.反应过程所需粗原料廉价,有利于降低合成成本synthesis in the petro-chemical is summed up.3.在电化学反应过程，操作参数可精密控制，从而Key words: electro organic synthesis; petrochemical一