40科技成果Management and Research on管理與研究Scientitic & Technological Achievements|中圖分類號:0621.38文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A D0107272.j.s.673-6516.2009.10.000綠色合成一-電有機(jī)合成趙國柱/集寧師范高等?？茖W(xué)校，內(nèi)蒙古烏蘭察布012000摘要:電有機(jī)合成是用電化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)化合物合成的科學(xué)，具有悠久的歷史。它是一門涉及電化學(xué)、有機(jī)合成及化學(xué)工程等內(nèi)容的邊緣學(xué)科。電化學(xué)有機(jī)合成是一種新的有機(jī)合成技術(shù)。本文歸納了電化學(xué)有機(jī)合成的特點發(fā)展及現(xiàn)狀,并介紹了電化學(xué)有機(jī)合成在石油化工中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞:電有機(jī)合成;石油化工電有機(jī)合成是綠色環(huán)保型的有機(jī)合成方法，目前主(一)直接電有機(jī)合成要用于有機(jī)化工和石油化工中,國外已有幾百種電有機(jī)直接電有機(jī)合成是有機(jī)物分子直接與電極交換電子合成技術(shù)在研究和開發(fā)中,且有50種之多的電有機(jī)合成而引起氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)。這種電有機(jī)合成方法是最技術(shù)在工業(yè)上得到應(yīng)用。隨著人們環(huán)保意識的不斷增早開發(fā)的電合成方法,現(xiàn)在已廣泛地用于科研和工業(yè)生強(qiáng)，對這種綠色環(huán)保型的有機(jī)合成方法越來越重視，不產(chǎn)中久的將來,電有機(jī)合成就會在很多領(lǐng)域得到廣泛的推廣(二)間接電有機(jī)合成和應(yīng)用。間接電有機(jī)合成是利用一種媒質(zhì)和有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，然后通過電化學(xué)反應(yīng)使得該媒質(zhì)被重復(fù)利用。一、電有機(jī)合成的優(yōu)越性間接電化學(xué)合成有機(jī)物有許多優(yōu)點,可在較低的電電有機(jī)合成相對傳統(tǒng)的有機(jī)合成具有顯著的優(yōu)越壓下進(jìn)行反應(yīng)，因而節(jié)省電能，可將有害的有機(jī)合成路性，其特點是:線變?yōu)閷Νh(huán)境無害的綠色環(huán)保合成路線。但間接電有機(jī)(一)電化學(xué)反應(yīng)是在電極上得失電子實現(xiàn)的，原則合成分離提純相對困難,而且槽內(nèi)式間接電有機(jī)合成很上不需要加入其它化學(xué)試劑，副反應(yīng)少，反應(yīng)效率高。難實現(xiàn)，因為媒質(zhì)電化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物化學(xué)反應(yīng)在同- -(二)由于電子是最千凈的試劑，因而污染小，這對反應(yīng)條件下很難匹配或相容。一般間接電有機(jī)合成是在于當(dāng)前的無公害生產(chǎn)要求尤為重要，是今后發(fā)展“綠色直接電有機(jī)合成無法實現(xiàn)或者生成目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性、化學(xué)合成工業(yè)”和精細(xì)化工產(chǎn)品的重要手段。電流效率等參數(shù)比較低的情況下，才考慮間接電有機(jī)合(三)電有機(jī)合成反應(yīng)條件溫和,大多是在常溫常壓成方法。下進(jìn)行,可方便地通過控制電壓或電流來控制氧化或還原反應(yīng)速度，可隨時終止和啟動反應(yīng)的發(fā)生。對節(jié)約能三電有機(jī)合成的研究對象源、簡化生產(chǎn)過程和實現(xiàn)自動控制等都是十分有利的。電有機(jī)合成最基本的研究對象是各類有機(jī)反應(yīng)在(四)反應(yīng)有較高的選擇性,在定向合成上有優(yōu)勢而“電極/溶液”界面上的熱力學(xué)與動力學(xué)性質(zhì)，考察這類且產(chǎn)品純度高。有機(jī)反應(yīng)在電化學(xué)體系內(nèi)反應(yīng)的可能性及機(jī)理。許多合(五)不僅可代替昂貴、危險的氧化還原劑，還使反成有機(jī)化合物的化學(xué)反應(yīng)中包含著電子轉(zhuǎn)移,如果把這應(yīng)步驟大為減少，可以將某些對環(huán)境有污染的反應(yīng)，轉(zhuǎn)些合成反應(yīng)安排在電解池中進(jìn)行，就是電有機(jī)合成反為對環(huán)境無害的合成方法。中國煤化工，主要取決于電極材二、電有機(jī)合成分類YCNMH G電有機(jī)合成通常分為直接電有機(jī)合成和間接電有機(jī)電極材料是- -種特殊的功能材料,對整個反應(yīng)過程合成。都有影響。因此就要求電極材料具有以下性質(zhì):L總抒衢數(shù)據(jù)Technology41Application應(yīng)角T1.電極材料必須有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,可以獲得理想的產(chǎn)品;不易被腐蝕，壽命長。4.設(shè)備相對簡單、費(fèi)用低廉，反應(yīng)條件溫和,在反2.催化性活性和選擇性高，陽極材料應(yīng)對特定的反應(yīng)過程中不使用毒性高或危險的試劑,從而減少對環(huán)境應(yīng)具有顯著的電催化特性,在發(fā)生競爭反應(yīng)時，陽極材的污染;料必須有利于發(fā)生所需要的化學(xué)變化。5.電化學(xué)氟化相對于其它有機(jī)合成方法，可以容易3.電極導(dǎo)電率高，槽壓低，能耗小。得一步合成出特定的氟化物。(二)反應(yīng)介質(zhì)的添加在電有機(jī)合成過程中,會伴隨著電子的轉(zhuǎn)移。然而，.五、小結(jié)大多數(shù)有機(jī)化合物導(dǎo)電性較差,因此必須加入強(qiáng)支持電電化學(xué)有機(jī)合成是- -種新的有機(jī)合成技術(shù),在國外解質(zhì)，以電子轉(zhuǎn)移順利完成。但是電解質(zhì)的加入必須考已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，無論是在理論研究、應(yīng)用范圍和慮電極材料的穩(wěn)定性和離子交換膜的特性。工業(yè)化技術(shù)上,電化學(xué)有機(jī)合成都將會進(jìn)步發(fā)展下去，(三)反應(yīng)隔膜的選擇電極反應(yīng)機(jī)理、電極表面催化劑和電磁波光、超聲波、激在電有機(jī)合成過程中，隔膜材料是必不可少的重要光的應(yīng)用研究將會使電有機(jī)合成化學(xué)日新月異,同時在組成部分。因為大多數(shù)電化學(xué)反應(yīng)器都需要使用隔膜將應(yīng)用范圍上將進(jìn)一步擴(kuò)大，除電合成大宗有機(jī)化工產(chǎn)品陰陽極電解液分開，避免兩極所生成的產(chǎn)物混和，防止外，將發(fā)展醫(yī)藥中間體、金屬有機(jī)化合物、維生素及生副反應(yīng)和次級反應(yīng)發(fā)生而影響產(chǎn)物的純度、收率和電流理活性天然產(chǎn)物的電合成。在工業(yè)化技術(shù)上,將開發(fā)新效率,避免危及安全的事故。不同的電化學(xué)反應(yīng)所選的型實用電解槽、電極材料、膜材料以及間接電合成、成隔膜不同，對于一般的有機(jī)電合成反應(yīng)所選的隔膜都是對電合成等技術(shù)。離子交換膜，它是一種具有高選擇性的高分子功能膜，僅讓某種離子通過，而阻止其它離子通過。參考文獻(xiàn)[1]馬淳安.有機(jī)電化學(xué)合成導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社, 2002.四、電有機(jī)合成在石油化工中的應(yīng)用[2] 王光信，張積樹.有機(jī)電合咸導(dǎo)論[M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1997.9.近年來,石油化工產(chǎn)品的深加工已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的一個新增長點。開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用已成[3]烏居滋(日)著,陳敏元譯.近代有機(jī)化學(xué)的動向和未來(三)M].昆明:云南工學(xué)院出版社, 1985:14.為精細(xì)石油化工的發(fā)展方向。目前使電有機(jī)合成不能實[4]李克昌,張恒彬,曹學(xué)靜等.電氧化合成2-吡啶甲酸[U].商等學(xué)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的主要因素有三個:一是電有機(jī)合成必?；瘜W(xué)學(xué)報, 2005.須要有專用的電解槽;二是電化學(xué)合成屬于界面反應(yīng)，[5] SantoroE, ChiavariniM. Equilibria and Structureof its Dimer[J]. J反應(yīng)物和電極的接觸不完全三是產(chǎn)物需從電解質(zhì)中分Chem Soc Perkin Trans, 1978, 2:189-193.離,而這部分常常是電有機(jī)合成中耗資較多的部分。但作者簡介是通過選擇合理的反應(yīng)器和反應(yīng)條件介質(zhì)、膜及電極,趙國柱(1956-), 男，內(nèi)蒙古人，集寧師范高等?？茖W(xué)校,副.會使許多電化學(xué)有機(jī)反應(yīng)具有工業(yè)化前景，這實際上是教授，研究方向:有機(jī)化學(xué)合成。電有機(jī)合成研究的主要內(nèi)容。Green Synthesls一- Electricity Organic Synthesls在石油化工中具有較大開發(fā)價值的電有機(jī)合成技術(shù)主要有:己二腩的電合成; 環(huán)氧丙烷的電合成;對苯二ZHAO Guo -zhu(High Speciality Academy, Jining Normal School,酚的電合成;電化學(xué)氟化; 甲乙酮的電合成等等。 例如Wulanchabu 012000,China)電化學(xué)氟化，電化學(xué)氟化(ECF)是利電極反應(yīng)將氟直Abstract: Eletro organic synthesis is the scieoce of organic sytbhesis接引入有機(jī)或無機(jī)物的一種重要方法。是生產(chǎn)有機(jī)氟化by eletrocbemical method witb long history. It is the frontier science物最重要的一種方法。電化學(xué)氟化這種合成方法之所以involve:hesis and chemicalcenginer中國煤化Isakindof new e得到廣泛的應(yīng)用，是因為具有以下特點:nology1HC N M H Charcteistis of the1.合成效率高，產(chǎn)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.反應(yīng)過程所需粗原料廉價,有利于降低合成成本synthesis in the petro-chemical is summed up.3.在電化學(xué)反應(yīng)過程，操作參數(shù)可精密控制，從而Key words: electro organic synthesis; petrochemical一