
1.原子經濟性
1991年,著名化學家B.M.Trost提出以“原于經濟性”的觀念來評估化學反應的效率,也就是,要考察有多少反應物分子進入到最后的產物分子。理想的“原子經濟性”反應,應該是有100%的反應物轉化到最終產物中, 而沒有副產物生成。顯然, “原子經濟性”的觀念是綠色化學的基本原理之一。傳統的有機合成化學比較重視反應產物的收率,而較多地忽略了副產物或廢棄物的生成。例如,Wittig成烯反應是一個應用非常廣泛的有機反應,但從綠色化學的角度來看,它生成了較多的副產物,“原子經濟性”很差。在B.M.Trost提出“原予經濟性”觀念的初始并沒有被學術界和工業(yè)界所接受和重視。但是,經過多年的實踐,許多化學家,包括一些企業(yè)界的人士都認識到“原子經濟性”原則的重要性。B.M.Trost教授也因此獲得了1998年美國總統綠色化學挑戰(zhàn)獎學術獎。
當然,目前真正屬于高“原子經濟性”的有機合成反應,特別是適于工業(yè)化生產的高“原子經濟性”的有機合成反應還不多見。實現“原子經濟性”的目標是一個長的過程??茖W工作者應該自覺地用“原子經濟性”的原則去審視已有的有機合成反應,井努力開發(fā)符合“原子經濟性”原則的新反應。
2.發(fā)展高選擇性、高效的催化劑
綠色化學所追求的目標是實現高選擇性、高效的化學反應,極少的副產物,實現“零排放”,繼而達到高“原子經濟性”的反應。顯然,相對化學當量的反應,高選擇性、高效的催化反應更符合綠色化學的基本要求。
催化的不對稱合成反應
獲得單一手性分子的方法中,外消旋體的拆分是一個重要的途徑。但是,理想的產率也只能達到50%;另一半異構體只能廢棄,而可能對環(huán)境造成污染。從綠色化學的角度看,原子經濟性是很差的。因此,對于合成單一的手性分子,催化的不對稱合成反應應該是首選的,也是最重要的。催化的不對稱反應是有機合成化學研究的熱點和前沿,也是有關手性藥物研究的主要興趣之一。2001年的諾貝爾化學獎授予了Knowles,Noyori和Sharpless三位化學家,以表彰他們在催化不對稱反應的研究方面所取得的卓越成就,也說明開展催化不對稱反應研究的重要意義。在催化不對稱反應的研究日益發(fā)展的時候,應重視以下兩個方面。
1)應重視新觀念、新技術、新方法和新型手性催化劑的研究和應用
例如,外消旋體的動力學拆分是合成光學活性化合物的有效手段,但是理想的產串也只能達到50%,而另一半異構體只能作為副產品廢棄掉,造成低的原子經濟性.近年來,報道了動態(tài)動力學拆分的方法”,即在反應體系中加入另一種催化劑,可以催化異構化反應,這樣,單一光學活性化合物的產率就可以達到80%~90%,化學合成的原子經濟性有了很大的提高。其他還比如,不對稱活化(毒化)、不對稱放大、去對稱化反應等新的觀念、方法和技術都是需要深入研究和發(fā)展的.至于新型手性催化劑的研制,更需要重視具有我國特色的新型手性配體和相應的手性催化劑的研究和開發(fā)。
2)注重總結規(guī)律,加強理論的研究和指導作用
目前,有關的研究主要還是通過經驗的積累和反復的實驗來篩選和發(fā)現優(yōu)良的手性配體、手性催化劑,以及新型的不對稱反應,因此,其發(fā)展的方向應該是更多地注重總結規(guī)律,加強理論的研究和指導作用。