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固相有机合成在精细化工中的应用

2019-09-10张智群邱明茹

环球市场 2019年6期
关键词:精细化工

张智群 邱明茹

摘要:在化工业迅猛发展的今天,化学技术开始广泛应用在社会中的各个领域当中,从而既推动了行业之间的相互融合,同时也给我国化工产品带来了新的发展机会。积极应用新型化学技术,重点发展精细化工,不断优化化学产业结构,提高化工行业的生产效率和经济效益已经成为了化工业发展中的重中之重,也是全球各国调整化学工业结构的必要手段。基于此,本文以固相有机合成技术为契机,研究分析了精细化工中应用固相有机合成技术的必要性,对有机合成技术在未来发展进行展望,旨在促进我国工业技术的发展具有重大意义。

关键词:固相分子;有机合成;精细化工

一、固相有机合成原理及特点分析

固相有机合成就是以固相高分子结构为载体,利用反应物或催化剂进行键合再生成中间物质,生成的化合物连同载体进行过滤、淋洗,再与试剂以及副产物进行分离,此过程可以多次重复,还可以连接多个重复单元或是不同单元,将最终目标产物通过解脱试剂从载体上解脱出来,这一过程又叫产物解脱反应。以此可以得出固相合成具备以下几个特点:

1.处理方式简单:固相有机合成具有简便的处理方式。它可以运用冲洗和过滤等简单的方法将化学反应中目标产物与其他产物进行分离。这种处理方法操作简单,可以提高工作效率,促进工业化的发展。

2.环保:将固相高分子与化学催化剂相结合,可以反复的重复再利用,这样的操作具有十分环保的特点。目前,我国努力建设成资源节约型国家,这样也可以促进资源节约型的发展,促进我国经济的发展。

3.化学反应中具有选择性:固相有机合成进行化学反应时,在一些特殊情况下,可以利用固相有机合成中的高分子的空间结构和化学结构提供出一种特别的环境,这种特别的环境就可以为化学反应提供选择性。

4.易于自动化操作:多组分的平行合成与组合库的建立离不开合成方法自动化的实现,一些需要重复性操作的化学实验就可以利用固相有机合成这一特点。

5.树脂可再生:选择适宜的连接体和裂解条件,高分子树脂可以再生重复利用。

二、固相有机合成在精细化工中的应用

(一)燃料行业

在燃料行业,大多数的传统企业运用的都是溶剂法进行生产,但是溶剂法却有高污染和高效能等诸多缺点,不能顺应当前我国提倡建设环保、低耗型社会的发展。但是固相有机技术却能解决这些问题,可以让燃料行业绿色环保的进行生产,故以固相有机合成技术在燃料行业具有广阔的发展空间。

(二)药品行业

药品是保障人们身体健康的重要行业。固相有机合成在药品行业中发挥着很重要的作用,在药品研发中,起着重要角色的物质就是小分子化合物。在对小分子化合物进行研究时,固相有机合成起着很重要的角色。

(三)食品安全

食品加工通常会用到一种化学原料,它就是食品添加剂。但随着日益提高的生活水准,健康食品是人们所青睐的,这就对食品添加剂的要求越来越严格。在食品添加剂的生产过程中固相有机合成也扮演着很重要的角色,虽然通过它生产出的食品离人们的要求还具备一定差距,但是也能提高食品的質量,便于食品更加安全健康一些。

(四)石油行业

石油是支撑我国经济发展的重要产业。固相有机技术在石油行业的运用,对石油行业的发展起着重要推动作用,不仅促进了石油行业的发展,而且还提高了石油行业的工作效率和经济效益。还对石油行业的技术创新起到了很大的推动作用,为石油行业的革新做出了贡献。

三、固相有机合成技术未来发展趋势

(一)积极探索新试剂、新反应、新方法

有机合成不论在天然物质,还是非天然物质方面都已经取得十分辉煌的成就,随着现代科学的发展,有机合成将在新试剂、新反应、新方法的发现等方面取得很大的发展。在理论方面,建立在有机化学理论和量子化学理论基础上的有机合成,将在深度上对反应历程和本质做进一步研究,从而对控制反应的方向与速度、产物的结构与纯度以及反应产率的提高等方面取得更多的主动权。在方法方面,将会取得长足的发展。近年来,对新型有机合成方法的研究,如生物化学法、超声法、高压法、辐射法在合成上的应用等,特别是催化剂和酶模拟合成、不对称合成等方面取得了重大突破,从而为合成方法带来更大的变革。在测试方面,随着近代物理测试方法,如红外、紫外、核磁共振、色质联用、高效液相色谱、手性分离技术、元素自动分析、X射线衍射、冷冻电镜技术等普遍使用,尤其是超导核磁以及二维核磁技术和新的电离源质谱的发展,都有力地促进了有机合成化学的迅速发展。在人工智能方面,使用计算机辅助合成路线的设计将大大加快合成路线设计的速度。人们已经注意全面分析和总结复杂分子的合成规律与逻辑,使合成工艺变得更加严格而系统化,从而达到智能化。有机合成虽有了很大的发展,但自然界和人类本身的发展又不断地向有机合成提出新挑战,要求不断有新试剂、新反应、新方法的呈现,以满足更加理想的高效选择性反应需求。

(二)加强与生命科学、材料科学和环境科学的联系

伴随着现代科学的发展,有机合成化学将与生命科学、材料科学和环境科学紧密结合,也与信息、能源等其他学科直接或间接相结合,形成新的发展趋势。有机合成与生命科学相结合形成了化学生物学,化学生物学中最重要的研究方向是研究有机小分子和生物大分子的相互作用,从而认识和调控生命过程。而有机合成则通过目标导向合成、组合化学合成、多样性导向合成等方法,合成提供研究生命过程或调控生命过程用的有机小分子试剂、药物。有机合成化学与材料科学相结合形成了分子工程,分子工程中尤其是功能材料、分子电子材料、光电声热等能量转化的材料等,由于要求易于按性能定制,目前正更多地转向有机化合物。有机合成化学与环境科学相结合形成了绿色化学。近年来绿色有机合成的研究如雨后春笋般地大量涌现,人们日益体会到绿色有机合成的重要性,但工业化、理想的绿色有机合成仍是十分艰难的课题,合成化学正是通过自身方法和技术的提高而不断地丰富和完善。

参考文献:

[1]裴文,董志刚,姚彩萍,陈青.金属氧化物固体碱在有机合成中的应用[J].有机化学,2010,30(09):1410-1418.

[2]白素松,伍艳辉.分子筛固体碱催化剂在有机合成中的应用[J].工业催化,2008(01):37-41.

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