康帅涛
凯莱英医药集团（天津）股份有限公司，天津 300457
摘要：传统化学制药过程中使用的有机溶剂具有挥发性大、毒性大、难以回收等问题，使用不当会造成严重的污染，影响水质、土壤甚至危害人们的健康。随着人们环保意识的日渐增强，绿色化学技术逐渐受到重视，无溶剂有机合成技术成为更优化的选择。与液态反应相比，无溶剂有机反应具有更高的选择性、反应速率、分离效率，同时具有简化工艺、降低成本的作用。但也具有流动性较差、工业运用较少、资源浪费等局限性。如何更好地利用和推广无溶剂有机合成技术，减少对环境的污染是未来的重要研究方向。
关键词：化学制药无溶剂有机合成绿色化学
绿色化学反应，即在化学反应中减少或避免有害或危险物质的使用，生成无毒无污染的产物，同时确保反应过程的安全、减少能源消耗的反应。为实现这一目标，应该设计实验让反应物中的原子充分转化成最终产物，避免副产物产生，从而实现减少污染物的排放及工业三废的产生。化学制药中，有机溶剂可以溶解大量的有机反应物，提高反应物的溶度，增加反应转化率；其次，反应物分子间的距离在液体中远小于在固体中，可使反应物充分接触并分散均匀，提高分子反应碰撞概率，提高反应效率。基于以上优点，有机溶剂在化学制药领域得到广泛的运用，并随着我国社会经济的迅速发展，有机溶剂的需求量日益增加。但是目前使用的主流有机溶剂含有甲醛、苯、甲苯、二甲苯等致癌物，使用过程中会对环境和人体造成严重的危害，同时会在光照条件下发生伴随反应，加剧污染的产生。例如最常见的甲醛，它普遍运用于脲醛树脂、油漆和涂料的生产中，短时间接触会引起眼红、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、胸闷、气喘等中毒症状；若长时间接触会导致人体发生癌变，危害性大。
因此，为了保护环境和身体健康，我们应该减少或停止对传统有机溶剂的使用，寻找更安全环保的方法来取而代之。
1绿色溶剂技术
1.1水介质中的有机合成
水作溶剂具有无污染、资源丰富等优点，符合绿色化学宗旨，但是由于有机物在水中的溶解度远远小于在有机溶剂中而一度被人们所忽视，早年间对有机物在水中的反应研究基本处于停滞状态。近年来，随着科技发展，以水做介质的有机合成反应开始获得人们的关注，并逐渐受到重视。因为有机物在水中具有“疏水性”（烷烃、油、多数含油脂的物质中存在R-烃基官能团而导致与水不互溶），当有机反应物溶解于水并进行充分搅拌时，其“疏水”的特性会迫使反应物在有限的空间内进行接触，反应物分子间产生强的相互作用力，促使反应得以在水中进行。除此之外，通过添加表面活性剂以改变溶液的表面张力可以使反应进行地更充分。更重要的一点是，由于有机物在水中溶解度低，停止搅拌后就会发生相分离出现分层现象，这时反应结束，反应物与溶剂可以通过过滤进行分离，具有反应可控、分离简便等优点。所以，无污染、操作便捷的以水为介质的有机合成大量运用于工业生产中。
1.2超临界流体中的有机合成
超临界流体兼具有气体和液体的多重优势：溶解度接近液体（远大于气体），有很强的溶解能力；粘度和扩散系数更接近气体，比液体更容易扩散，传质速率更大；具有可调性，温度和气压参数的细微变化都能使其溶解度变化；消除溶剂残留。作为反应介质，它能使传统的多相有机反应转化为均相有机反应，简化反应条件，实现反应和分离一体化，无毒无害不燃，对环境友好。由于具有二氧化碳的临界温度、压强都较低，操作方便等优点，所以以超临界二氧化碳为介质在有机合成领域得到广泛运用，同时超临界二氧化碳还具有化学性质稳定、不易发生爆炸，价格便宜，容易获得等特点，在其他领域也都有较广泛的应用。
1.3离子液体作介质的有机合成
离子液体是指完全由离子组成的液体，它在室温下不发生结晶。其中，不易燃烧、不易挥发（优于有机溶剂）的特性可以提高反应过程的安全性，减少环境污染；其次，优异的热稳定性和化学稳定性，可以保证离子液体经过多次使用后依旧维持原有性能，起到节约成本和资源的作用；最后，有机物、无机物均可完全溶解于离子液体，反应可以在均相条件下进行，转化率高，简化反应工艺。离子液体具有良好的运用前景，近年来在有机合成中作为溶剂或催化剂得到广泛应用。
2无溶剂有机合成技术
2.1无溶剂有机合成
无溶剂有机合成技术的产生消除了有机溶剂对环境的污染和给人类带来的种种危险，是绿色的化学方法，随着科技的进一步发展，逐渐被人们认可并广泛应用。无溶剂有机合成又被称为干反应、固态有机反应，无需在溶剂的环境下就可以发生化学反应，它包括了固-固反应，固-液反应和气-固反应。它的反应方式可以分为两种，其一是将反应物直接置于合适的温度和压强下进行搅拌震动，微粒间充分接触发生反应；其二是先将固体反应物进行研磨，或将液体反应物加热以增加接触面积，提高反应效率，例如固-液反应，整体操作简便安全，绿色环保。无溶剂有机合成的反应机理描述如下：首先，反应物中的分子或分子团在一定的条件下相互接触，发生有效反应，生成新的产物分子。此时相对于整体反应物而言，它相当于一种杂质的存在，不会对反应物产生稀释作用，不影响反应继续发生。随着反应的进行，更多的产物分子生成，不断聚集，在聚集到一定大小后出现晶核，这个过程称为成核过程。随着反应继续发生，以晶核为晶种不断增大吸附产物分子，晶核不断长大出现产物的独立晶相。
2.2无溶剂有机合成的合成方式
2.2.1微波反应
微波加热的原理是：反应物存在极性分子与非极性分子，极性分子易受电场影响。在电磁波的强烈影响下极性分子按照电场极性重新排列；同时高频磁场控制电磁波频率不断改变，使极性分子不断改变排列顺序，分子间不断摩擦产生热量从而使反应物达到反应温度。微波反应是无溶剂有机合成中较成熟的方法，在缩短反应时间提高产率，有效合成二苯甲酮亚胺甘氨酸酯衍生物等等，化学产率可以达到69~98%。
2.2.2光化反应
光化反应是反应物在光照条件下吸收光能而发生化学反应，光化学反应有很多种，其中光氧化反应、光还原反应、光聚合反应和光取代反应在有机合成中使用较为广泛。光氧化反应是使反应物分子在光照下与氧气分子充分接触加成反应，可以氧化芳醛、芳醇和芳烃一类的有机分子，使其转化降解为对环境无害的物质。光还原反应是指用光作催化剂，使有机物分子与供氧体中的氢分子发生还原反应，光化反应相对能量小，选择性高，适用于是制药等领域。
2.2.3研钵研磨法
研钵研磨法是最简便基础的方法，对反应物的要求较高，通常是稳定的差、较活泼的物质。在常温常压下通过研磨是其分子间充分接触促使反应发生。
3结论与展望
环境污染和绿色化学是当今社会的热点话题，随着人们环保意识的提升，开始寻找新方法来降低有机溶剂对环境的危害。不同于传统的的有机溶剂，无溶剂有机合成技术尽可能地减少反应过程中污染物的产生，提高反应物的转化率，节约成本节约资源，从本质上解决环境污染的问题，前景可观且有很广的研究范围，是现代需要提倡的化学方法。虽然该技术也有一定的缺陷，相信不久的将来会有方法解决或优化。无溶剂有机合成现在常用于实验室制取操作，因为部分还未在工业上大量使用。相信随着科学技术的
日新月异，未来人们对该技术会有更深入的了解，在该领域会有更大的突破。
参考文献
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