浅谈绿色有机合成的研究现状和展望

李瑶

天津红日药业股份有限公司 天津 301700

有机合成化学是有机化学乃至整个化学学科中极富创造性的研究领域之一，是创造新分子的主要手段和工具。百年来，有机化学家利用天然资源或简单有机分子，通过一系列的化学反应合成了具有特殊性能或复杂结构的有机化合物。在促进染料、药物、香料、合成材料等精细化工的崛起中产生了巨大的影响，并为现代社会提供了医药、农药、染料和各种有机材料，也向人们展示出无比诱人的前景，成为有机化学中最活跃和最富有生命力的分支学科。

1 绿色有机化学合成的概述

1.1 绿色有机化学合成的概念

绿色有机化学，也许我们都有所耳闻。并且绿色有机化学也不是不能想象的复杂工程，绿色有机化学合成就是选择绿色、环保的加工原材料，运用绿色的、科学的、高效的技术，加工制造出最适合人们需要的产品。在这整个过程中，必须要遵从绿色化的原则[1]。

1.2 绿色有机化学合成的要求

第一，原材料必须是绿色的、环保的物质。绿色环保的原材料，是为了防止在产品的加工过程中，产生任何有害物质。例如，甲醛、甲苯等有害物质。如果，化学产品的加工从根源解决其有害物质的产生，那么大气层和生态环境将会免于迫害。第二，加工溶剂必须是绿色的、环保的物质[2]。例如水、超临界二氧化碳等。就超临界二氧化碳而言，它具有普通液体溶剂的密度和传播速度，但是它比普通液体溶剂更加经济实惠。第三，产品加工工艺的精度高。这主要是要求制作产品的原材料，没有浪费一个分子，它将全部物质分子加工合成人类所需产品，没有任何副产物生成，最大限度的还原“零排放”的要求。第四，绿色有机化学合成的催化剂必须是绿色的、环保的。只有催化剂绿色化，化学工业才能实现绿色化，人类生存的环境才能保证不被污染。

2 我国有机化学的发展现状

（1）绿色有机化学合成的专业技术人员的专业性不强。虽然我国当今有机化学合成技术已经发展的相对成熟，并且我国的绿色有机化学合成技术也在积极的推进中，但是仍然有很多有机化学合成技术人员的专业性不强，例如，这些人对绿色有机化学合成技术的相关知识掌握不到位，并且缺乏丰富的经验。所以，很多时候，他们生产出的产品经常出现很多问题，甚至是污染空气、污染环境。所以，只有提高专业技术人员的专业素养，才能更好的发挥绿色有机化学的作用。（2）发展速度缓慢。目前，我国大多数的有机化学合成工厂仍然使用传统的加工方法，这在一定程度上提高了产品的生产成本，降低了工厂的工作效率。而且，这样传统的工艺也阻碍了绿色有机化学合成技术在我国的广泛发展。所以，为了提高绿色有机化学合成技术的利用率，就一定要改变传统的工艺。（3）绿色有机化学合成技术人员人数不多[3]。由于我国尚处于发展中国家，所以，我国与发达国家之间还存在差距。因此，目前我国没有很多人去研究绿色有机化学合成的长远发展，并且，我国现有的绿色有机化学合成人员不多，同时在逐渐减少。所以，研究人员也是制约我国绿色有机化学合成技术发展的原因。

3 绿色有机化学合成技术的未来发展趋势

3.1 薄层色谱在有机合成跟踪反应上的应用

薄层色谱吸附剂均匀固定在玻璃板上形成固定相，把欲分离的样品点在薄层上，用适宜的溶剂作流动相使被分离物质展开得以分离。分离的前提是固定相和流动相对被分离组分吸附和解吸附的能力存在差异，从而不同组分产生差速迁移。产生这种差异的基础是被分离组分自身的极性存在差异。理论上讲，只要板子足够大、展层时间足够长，任何极性不同的组分都可以被完全分开[4]。通常所用的固定相吸附剂为具有较强极性的硅胶，被分离组分的极性越大，吸附剂对其作用越强，展开距离越短;被分离成分极性越弱，吸附剂对其作用越弱，展开距离越大。然而要作为一种优良的检测手段，在给定大小的薄层板上，应使绝大部分组分的比移值Rf（化合物距离基线的距离除以溶剂的前锋距离基线的距离）在0.2-0.8之间并达到较好的分离。这一点可以通过选择极性适当的溶剂作为流动相来实现。被分离组分的极性取决于其母核结构类型及官能团极性，在有机合成反应中，产物、副产物以及原料的极性都会存在差异，可以用薄层色谱分离。用反应液样品与产物标准品在薄层色谱上对比，即可以判定是否有产物形成;在反应不同的时间点取样，作系列对比，既可了解反应进行的状况以便优化工艺条件，也可以掌握原料消耗的情况从而判断反应终点[5]。

展开剂的选择：当吸附剂确定后，化合物在薄板上移动的距离和分离的效率与所选取的展开剂息息相关，对多组分的样品能否实现满意的分离，关键在于展开剂的选择[6]。对于有机化学反应的跟踪来说，一种优良的展开剂应对所跟踪的组分有良好的溶解性，可使跟踪的各组分明显分开，且跟踪的各组分比移值Rf在0.2-0.8之间。在选择展开剂时，首要参考为“相似相溶原理”。比如，在戊烷和己烷等非极性溶剂作展开剂时，大多数极性物质不会移动，但是非极性化合物会在薄板上移动一定距离，相反，极性溶剂通常会将极性的化合物推到溶剂的前段。一般常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为:石油迷＜己烷＜苯＜乙醚＜四氢呋喃＜乙酸乙酯＜丙酮＜乙醇＜甲醇。何志昂[6]等举例说明了如何通过典型化学结构与溶剂之间的强度因子来选取合适的展开剂，指出，可以先结合待分离物质所含的官能团预估其强度因子，从而选择强度因子较为接近的溶剂。当单一溶剂不能达到很好的分离效果时可以使用混合溶剂。混合溶剂的配制，可以根据强度因子选取出合适溶剂做底剂，再用少量极性较大的溶剂来进行调节，故混合溶剂通常为低极性为主高极性为辅的溶剂组合[7]。在薄层色谱展开完毕之后，需要对薄层板进行干燥，因此作为流动相的溶剂必须具有较好的挥发性。这刚好限制了薄层色谱在苯胺、甲苯等易挥发物质和重氮盐等易分解物质监测上的应用。

3.2 我国绿色有机化学合成技术的发展趋势

近年来，绿色有机化学合成技术是有机化学合成的主要研究内容，同时，由于各科联系越来越紧密，所以，绿色有机化学合成技术的发展，并不是一个行业的发展，而是联系并促进了整个社会的发展。与此同时，绿色有机化学合成技术不仅仅研究绿色与环保的意识，它还深入了其他领域，例如，生物领域。笔者经过调查研究，得出了以下几点大胆的猜想：第一，化学原子的利用将深入到惰性气体原子的活性化学键中。例如，催化剂的催化作用的研究，是绿色有机化学合成技术的重大项目。第二，绿色有机化学合成技术在生物领域的深入研究。有机化学合成技术有一天会作用于生物科学，研究人与有机化学之间的关系[8]。

4 结语

综上所述，绿色有机化学合成技术对于我国经济的发展，甚至是我国国民的日常生活需要，具有重要的作用。所以，大力发展绿色有机化学合成技术在各个行业的应用，有利于绿色有机化学合成技术更加繁荣。绿色有机化学合成技术不仅能保护大气层和生态环境不被污染，而且能提高产品原材料的利用率，减少成本的浪费。但是，我国目前仍然存在很多问题。最大的问题就是缺乏创新的思维，阻碍了我国绿色有机化学合成技术的发展。针对这类问题，国家和政府提出了很多政策，只为解决目前的棘手问题。要想将绿色有机化学合成技术惠及大众，我国就必须树立创新的思维，彻底改变原有的研究理念，为了绿色有机化学合成技术贡献力量。