子和文具等精密仪器的清洗乃至于服装 业的干洗过程中也都要使用到大量的溶剂，
而使用量最大、最为常见的溶剂主要有石油
醚、苯类芳香烃、醇、酮和卤代
烃等。
目前，工业中最常使用的这些 有机溶剂大多是易挥发、有毒和 有害的，这些溶剂在使用过程中 经过挥发进入空气中，在阳光的 照射下容易在地面附近形成光化 学烟雾，导致并加剧人们的肺气 肿、支气管炎，甚至诱发癌症病 变。因此，挥发性有机溶剂是造 成大气污染的主要废气物之一。
水作为反应介质，不仅是地球上自然 界最丰富的溶剂,廉价易得、无毒无害 ，不燃不爆, 不污染环境并且具有提高 反应的选择性和活性、产物纯化简单催 化剂易回收、反应条件温和等优点，在 稀释溶剂或萃取溶剂方面, 有其独特的 优越性所以水作为有机反应的反应介质
可能会更加绿色和有益。在有机合成 反应中, 水可以省略诸如官能团 的保护、去保护等合成步骤, 是 取代传统挥发性有机溶剂和助剂 的理想替代品。
水是一种极性化合物,可以导电,是一种优良的溶 剂水。的氢键是造成它具有很多反常性质的重要原因。
与它同周期的元素氢化物甲烷(CH4)、氨气(NH3)、氟化 氢(HF)及与它同主族的元素氢化物硫化氢(H2S)、硒化氢 (H2Se)、碲化氢(H2Te)相比,它们常温下都是气体,尽管有些 化合物分子量比水大,而H2O却是液体
机溶剂蒸气之下，也会有急性中毒致命的危险。在工业卫生上， 有机溶剂对人体之危害与溶剂的挥发性具有密切的关系。在常温 下，低挥发性溶剂在空气中不易造成危险。其他对人体危害有关
系者尚有溶剂之脂溶性，反应性、含杂质情形、人体吸收之方式及 途径、人体之代谢速率、累积情形、个体感受及敏感性、暴露时间 之长短等
通过以上的一些例子可以看到， 近些年对于绿色溶剂的研究和开 发主要就是三个方面： 1 水作为绿色溶剂的应用； 2 离子溶液作为绿色溶剂的应用； 3 超临界流体萃取作为绿色溶剂的应用。
绿色溶剂的主要类型
水 ： 水在有机合成中的应用；
绿
水相中的自由基反应等。
色 溶 剂
超临界流体：超临界CO2的应用；
绿色催化剂
李志刚 129034287 刘燕 129034292 魏悠然 129034304 余晓云 129034307
目录
1 绿色溶剂的背景及定义 2 绿色溶剂---水 3 水相中的有机反应 4 相转移催化反应 5 结语
绿色溶剂的背景及进展
一个世纪以来，人类为适应社会和工业生 产的需要，在化学领域取得了十分辉煌的 成就。但是由于受传统发展观念的影响， 一些化工企业向环境排放了大量的污染物， 一些化学药品被毫无节制地滥用，给整个 生态环境照成了非常严重的影响。在整个 化工生产过程中，关于溶剂的应用是其中 很重要的一部分。
化剂的回收和重复使用是绿色化学很重要的问题。 因此，采用水为
反应介质的非均相的反应体系是一种很有效的方法。例如
Mizuno 报道的以钌为催化剂，在水介中催化2-奈酚衍生物发生自身的 偶联反应，以空气中的氧气作为氧化剂。催化剂可以经过过滤分离， 并且重复使用多次不会丧失催化活性，重复使用 160 次，反应效果都 要优于使用其它非均相和均相催化体系。
，以硝基苯乙烯和苯乙酮为原料，有机小分子作为催化剂，反应 可以在室温的条件下进行，不需要任何添加剂，产物获得了很好 的选择性和较高的产率，并且产物只需要通过过滤或者相分离就 可以得到粗品，不需要使用有机溶剂提取。
催化作用被认为是一种在有机合成中很有效的方法，并且是一种
绿色化学的方法。事实上，催化剂一般是加快反应速率，可以使一些 反应活性较低的化合物反应得到产物或者避免使用超过化学计量的反 应原料。在这些方面，使用过渡金属丰富了化学家们的手段。虽然传 统的金属催化反应需要在惰性气氛或者无水条件下进行，但是最近几 年，采用水作为溶剂在这些反应上逐渐出现。然而大多数催化剂通常 都来源于一些昂贵的、稀有的金属，并且具有一定的毒性。因此，催
性。研究表明，酶分子的表面有一层结合紧密的水分子 ，这层水分子对酶有无催化活性起到重要作用，也将
这种维持酶活性的水层定义为必须水。因此酶只有 在水的存在下才能表现出催化活性。水 介有机反应的出现，将酶催化有机合成 反应开辟了广阔的发展空间。
④增加微波的能量有效率
在很多化学过程中，严重影响环境的就是在加热和冷却过程中大 量的能量消耗，为了解决这些问题，于是就采用了一些能够选择性利
物的聚合而产率降低。当选用水作为反应介质 时，反应可以在有机相中发生，生成的 HCl 可以溶解到水相中，这样就可以减少烯烃类 物质的聚合。
②简便的产物分离和催化剂回收
把水用作反应介质有很多优点，对于一些反应来说，只需一 些简单的分离手段就能将产物与溶剂分离，比如过滤或 者相分离。又因为水无毒无危害，在后处理的过程不 需要除去有机溶剂，另外，水相对于其它有机溶剂沸点 较低，只需要在常温或者稍加热的条件下就能将水除 去。如 Luo 和他同事报道了水介中不对称的Michael 加成
水作为溶剂的优点
①增加反应活性和选择性
加快反应速度和增加选择性对于 绿色化学具有很重要的意义，因为这 样可以缩短反应时间，降低反应温度， 较少的催化剂用量，更高的产率和产 物易纯化。
19 世纪八十年代 Breslow 的研究发现，Diels-Alder 环化反 应在水介质中的反应速率要比在其它有机溶剂中的 反应速率大大提高。并且在水中的选择性 （endo/exo=21.4）也要高于在环戊二烯中的选择
2001年， 我国留美学者李朝军教授用金属铟 在水相反应方面做了大量工作，因而获得了2001 年美国总统绿色化学奖，这主要是利用水作为绿 色溶剂的研究；
Desimone等发现可用超临界CO2取代老溶剂氟 利昂，作为氟代丙烯酸酯单体自由基聚合反应的 溶剂，其产率高，而且产物易分离，这是超临界 流体作为绿色溶剂的应用。
在一些反应中，水作为溶剂可以提高产率，不仅是通 过加快了反应速率，而且避免或者减少了副反应。
如 Novartis 报道在水介中以 2-氯丙烯氰和有机叠氮化合物合 成 1-取代-4-氰基-1,2,3-三唑。该反应最主要的副反应是 2-氯 丙烯氰的自身聚合，不管是酸性还是碱性条件下都容易发生
。然而，反应中会产生副产物HCl，在有机溶剂中，产生 的氯化氢增加了反应混合物的酸度，导致烯烃化合
有机溶剂的优点
有机溶剂是能溶解一些不溶于水的物 质（如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等）
的一类有机化合物，其特点是在常温常
压下呈液态，具有较大的挥发性，在溶解 过程中，溶质与溶剂的性质均无改变。
有机溶剂的缺点
有机溶剂具有脂溶性，因此除经呼吸道和消化道进入机体内外 ，尚可经完整的皮肤迅速吸收，有机溶剂吸收入人体后，将作用于 富含脂类物质的神经、血液系统，以及肝肾等实质脏器，同时对皮 肤和粘膜也有一定的刺激性。不同有机溶剂其作用的主要靶器官 和作用的强弱也不同，这决定于每一种有机溶剂的化学结构、溶 解度、接触浓度和时间，以及机体的敏感性。人若长时间吸入有 机溶剂之蒸气将会引起慢性中毒的现象，但短时间暴露高浓度有
最近，在水介中涉及到自由基增加反应活
性的例子也相继出现，因为水具有强的 OH键，很适合这些反应的溶剂。例如，
Oshima 和他同事探究的无金属催化，通过碘醋
酸盐的环化形成 C-C 键。在许多有机溶剂中，室
温下不能得到内酯产物，然而在相同条件下， 在水介中可以得到相应产物的产率为
78%，在其它极性溶剂中获得比较低 的产率。
③生物催化过程
酶是一种生物催化剂，在它的催化下，有机反应的反应条件 温和，能够节约能源。酶催化的专一性强，可以避免或者减少有 机反应中的副反应。另外，酶产生于生物体，是一种能够被生物 降解、对环境无害的物质，是一种绿色经济的化学手段。 但是在 完全无水的体系中，会导致酶自身构象发生变化，而失去催化活
性（endo/exo=3.85）。更为显著的是，采用一些质 子性溶剂，如甲醇和乙醇，得到和其它有机
溶剂一样的反应结果，这些现象说明是疏水性的 影响。
在一些反应中，反应速率的增加源于有机分子（尤其是
过渡态）与水游离的羟基自由基之间的界面效应。
Sharpless 研究组报道了一个最能说明水介反应加快反应速率的例
“绿色”
“绿色化学”由美国化学会（ACS） 提出，目前得到世界广泛的响应。其核 心是利用化学原理从源头上减少和消除 工业生产对环境的污染；反应物的原子 全部转化为期望的最终产物。
溶剂是什么？
广义地说,溶解在几百年来是很多工业不可缺少的,在 15世纪,炼金术士就注重溶剂和溶解的使用,当时他们正 致力于寻找一种可包治百病的万灵丹。今天,几乎所有的 制造业和加工业—汽车、电子、造纸、化学品、食品、 洗涤—都依赖于溶剂和水的大量使用。为满足需要,全世 界每年要生产150亿公斤的有机溶剂和含氯溶剂,这些溶 剂用作加工辅助剂,洗涤剂以及分散剂,它们不可避免地要 进入我们的生态系统,在这些过程中,更大量的水被使用和 被污染。
何谓“绿色溶剂”？
绿色溶剂：一般是指溶剂化学性质不 稳定，可以为土壤生物或其他物质降解， 半衰期短，很容易衰变成低毒、无毒的
物质。也称环境友好型溶剂。在化工企
业当中绿色溶剂一般指生物柴油、植物 都有，甲酯化植物油等。水也可以广义 的认为是绿色溶剂。
例如，在涂料、粘合剂、油漆、橡 胶、化纤以及医药和油脂等生产过程中都 要使用大量的有机溶剂。此外，在机械、电
超临界水的应用等
离子溶液：在化学反应中的应用；
在分离过程中的应用等。
“绿色化学的宠儿”——水
水作为一种新型的反
应介质，被称为二十一 世纪环境友好溶剂，受 到产业界和学术界的高 度重视，目前已成为最 活跃的前沿研究领域之 一，代表着绿色化学发 展的一个重要方向。
水的性质
水是一种无色无味的液体,凝固点是0℃ ,沸点100℃ ,比重(4℃时)为1.00。 水的分子量为18,是由两个氢原子和一个氧原子组成的化合物