姓名 郭增静 班级 应091-4 学号 200921501413
绿色化学中的有机合成
C6H5CH2COOH， 在上课时，老师提出一个问题是：C6H5CH2CH3 + O2?当时感觉能，回去查了资料，才知道在硫酸锰催化氧气氧化乙苯合成苯乙酮而不能氧化成苯乙酸。在VAPO-5负载Ni、Ce、Mo做催化剂载备了二氧化碳选择氧化乙苯(EB)制苯乙烯。其中负载Ni的效果最好,苯乙烯收率可达38.5%;此外,添加碱土金属助催化剂如Mg或稀土元素La后,乙苯转化率明显提高,前者的苯乙烯收率高达44.1%。从这个例子当中我学到了许多，同时对催化剂的选择产生了浓厚的兴趣，接下来我将探讨一下肉桂醛选择性加氢生成肉桂醇中催化剂的变化，反应中的变化。
目前工业上肉桂醇的生产通常采用热苛性碱溶液处理天然苏合香油、秘鲁香胶和肉桂油，或由异丙烯基铝或苄醇铝还原肉桂醛制备肉桂醇
如桂醛还原法：
在1份质量的苄醇中加入0.01份铝屑，加热至60℃反应放出氢气，温度升高至180℃，至停止放出氢气为止。苄醇铝溶液经冷却、过滤后加入到苄醇和桂醛的混合物(质量1：1)中。在0.0027MPa的条件下加热至沸，在80℃和回流比3～4下蒸出反应生成的苯甲醛，同时补加苄醇。直到蒸出理论量95%的苯甲醛后停止加料，并蒸出剩余的苄醇，然后蒸出肉桂醇粗品。再经减压精馏，收集117℃(7kPa)馏分，即为肉桂醇。
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该法不仅生产成本高，而且产生环境污。采用肉桂醛选择性催化加氢制备肉桂醇可以克服以上弊端，更加符合现代化工对原子经济性和绿色化学的要求，其原子利用率是100%。
以下介绍催化加氢的方法：
C6H5CHCHCCHOC6H5CHCHCH2OHH2
肉桂醛选择性加氢催化剂主要是第Ⅶ族的贵金属元素，并且Co，Pt等显示 了很好的催化效果，一般情况下，单金属催化剂效果没有双金属或多金属组成
催化剂效果好．Co rd ier发现肉桂醛的加氢催化剂活性有以下顺序 ：Os >Ir >Pt >Ru >Rh>Pd，其中，Pt最常用．
催化剂载体的影响 ：
载体的主要作用是使金属分散,还可以提高催化剂的耐热性和机械强度,延长催化剂寿命,不同载体因其表面积、孔隙率、酸性、电子和几何构型等因素的不同，对负载催化剂的性能有不同的影响。Jacek等研究了Pt／TiO2／SiO2,Pt／TiO2／A12O3，Pt／TiO2／MgO 三个体系，发现其载体活性顺序为：SiO2>MgO > Al2O3。
催化剂助剂的影响 :
肉桂醛选择性加氢催化剂助剂分为I酸型及I碱型两种,I酸型助剂包括主族金属离子及过渡金属离子,在反应过程中，它们一般被还原为金属,有时起到双金属催化剂的作用．
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机理研究初探
肉桂醛的选择性加氢表现为 C=C和 C=O的加氢竞争．Vergunst等对Pt／C上肉桂醛加氢生成肉桂醇的反应提出了三种动力学模型，其中一种认为聚集在催化剂表面的中间物在催化剂表面的解吸和产物转化间的竞争，导致不饱和醇的选择性增大．法国的Delbecq和SautetL经过对肉桂醛、丙烯醛 、丁烯醛等在Pt(111) ， Pt(100)，Pt(110)，Pd(111)晶面及Pt(111)台阶上的吸附研究，找出了口一不饱和醛在催化剂上的6种吸附模式．根据结合能计算结果，认为吸附模式与金属及晶体表面的本质密切相关。不饱和醇不易得到的原因之一是在分子吸附时 ， C=O键的π体系不易被利用，而C=C键的吸附易于发生，二是在C=C和C=O键都 吸附时，它们处于一准平面位置，当表面与分子之间的排斥力小时，不利于生成不饱和醇．
以下有三种比较先进的方法：
1、用铂基作为催化剂载体为SiO2对于肉桂醛选择性加氢具有较高的活性，在反应温度100℃、氢压 1.0 MPa下,以Pt／SiO2为催化剂,反应26h肉桂醛的转化率为肉桂醛的转化率15％,肉桂醇的选择性为90％,但因贵金属价格昂贵，成本比较高，不能用于大量生产。
2、用钴基催化剂,钴的价格较便宜,适宜工业上应用，优化的方法是Co—La/A1 2O3反应温度8O。C 、氢压 2.0 MPa,反应1h使肉桂醛的转化率达59.83％,肉桂醇的选择性为92.01％.因为 La的引人改善了活性组分在催化剂表层的含量和分布,使活性组分Co向催化剂表层迁移，加速了氢的解离和羰基的活化,从而提高
了催化剂的活性。
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3、非晶态Co—B合金为催化剂 因其高催化活性和选择性以及在许多加氢反应中较强的抗中毒性，引起了人们极大的兴趣。反应温度1l0℃、氢压1.0 MPa下，反应2h,肉桂醛的转化率为92.1％，肉桂醇的选择性为95％。但非晶态合金Co—B在实际应用中热稳定性还不够理想，因其具有价廉易得的优势，以后还可以研究的必要性，想法增强它的热稳定性。
比较这三种方法提出相应的解决方法：
在选择性催化加氢肉桂醛的研究中，关键技术还是优异催化剂的开发。① 贵金属催化剂催化活性高，选择性好，研究比较广泛，但是价格昂贵。在纳米材料课上老师讲了一个老外提出的新颖方法：将贵金属原子化，这样可以大大的缩小成本。② 非贵金属催化剂催化性(如Co、Cu)能较好，价格便宜，有良好的工业应用前景，引起了人们的广泛重视。我认为通过对非贵金属催化剂进行改性处理提高其活性、选择性和稳定性，并进一步降低反应温度和压力是今后的研究方向。
这两种解决方法都有研究价值。
我个人认为第一种比较好，因为将贵金属原子化，即缩小了成本，又可以大量生产，现在碳纳米管在各领域都有利用，同样也可以用在这上面，纳米碳管具有独特的一维纳米孔道结构和优良的贮氢性能，其内存在的量子效应对分子的活化解离产生深远的影响，在纳米碳管内加入原子化的贵金属，可以在肉桂醛催化加氢制备肉桂醇反应中具有较好的择形催化活性。
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对绿色化学的理解
什么是绿色化学？绿色化学是从源头上消除污染的化学。与传统的先污染后治理的理念截然不同，绿色化学是化学学科发展的必然趋势，是人类和环境协调发展的更高层次的化学。用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、生态环境有害的原料、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和生产， 绿色化学是以绿色意识为指导，以最终杜绝化学污染源，实现绿色化学为最终目标。绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染。我希望未来将变得不再使用有毒、有害物质,不再产生废物,不再处理废物。这只是一种希望，很难完成，但要努力。
但是，绿色化学不是任何时候都禁止排放任何废物的化学，这好像是现在的对绿色化学的错误理解，例如能否用热的浓盐酸清洗做过KMnO4分解实验的试管，答案是能，2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑其中只有MnO2不溶于水，不易洗掉；
4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O，这样就可以溶解MnO2了。但很多人说不能，因为他们认为放出了氯气，它有毒，污染环境，这种想法是不对的，绿色化学可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。很明显，绿色化学要求：负作用尽可能小，它是一种理念，是人们应该倾力追求的目标。放出少量氯气，危害不大，却可以洗干净玻璃管，这是可取的。有时候看是否符合绿色化学，要看情况而定，不能盲目的否定。绿色化学要求新能源的开发，太阳能、生物质能、核能、天然气水合物及氢能和燃料电池等次级能源，均急需化学家提出新思路、创造新概念、发展新方法。这就要求我们加深对绿色化学的理解，从而开发新能源。
加热加热自然界资源有限，因此人类生产的各种化学品能否回收、再生和循环使用也是绿色化学研究的主要领域。以塑料为例，西欧各国提出了三R原则，即reduce, reuse、recycle，而这一原则对能源、燃料化学品方面也适用。充分开展资源再生和循环使用技术是绿色化
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学重要发展方向之一。机动车燃烧汽油和柴油产生的废气是大气污染的根源。适应绿色化学的要求，汽油的组成发生了深刻变化，既汽油的蒸汽压、苯含量、芳烃、烯烃含量，还要求在汽油中加人数量相当的含氧化合物。而在我国能源结构中，煤是主要能源，应将研究、开发洁净煤化学技术视为当务之急，以利于大气保护。
同时，也可以合成产品。计算机辅助分子设计和材料设计是一门新兴学科分支，并在实践中取得了广泛的发展和应用。如在有机合成和药物合成中，科学家首先建立了一个已知的有机合成反应尽可能全的资料库,然后在确定目标产物后,第一步找出一切可产生目标产物的反应；第二步又把这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应路线；接着应用计算机智能技术优化出价廉、物美、不浪费资源、不污染环境的最佳反应路线；最后，通过化学方法合成出所设计的目标分子。绿色化学在节约原料、保护环境、保障人类健康与安全方面发挥了日益显著的作用，相信随着科学的进步和人们绿色意识的提高，我们的赖以生存的地球环境会变得更加美好。
综上所述，绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一门新兴学科，我们要推行绿色化学是提高效益、节约资源和能源、改善环境、保持可持续发展的战略措施。
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