有机化学实验绿色化路线设计分析
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摘要：在学习过绿色化学的课程之后，我们通过将绿色化学的相关知识与有机化学实验进行了相互的融合，根据相关的实验理论进而设计了关于有机化学方面的实验。通过与传统的实验相比较，我们认识到，绿色有机化学实验能够十分有效的减少在试验环境中的污染问题，并且还为我们提供了有利的条件去近距离的接触到绿色化学和有机化学实验，并且提高我们学习绿色化学的学习兴趣，增强了我们的环保意识。
所谓的绿色化学，又被人们称为无公害化学，环境友好型化学以及清洁化学。从这些名称我们可以明显的看出来，绿色化学与传统意义上的化学有着本质的区别。传统的化学有很高的污染性质、腐蚀性质、刺激性质。但是绿色化学所追求的不再是高效率和高风险，而是通过必要的减少或者降低化学物品在实验设计、生产制造、实际运用中对于有害物质的使用量，从而保证在使用和开发的化学产品对于人类生活、自然环境有着更加有利的品质提升。绿色化学能够从根本上保证零污染，这是由于绿色化学能够在源头上就对有危害和高污染的化学物质进行控制，从最根本上减少并消除污染的排放，更加符合可持续发展的道路。可以说，绿色化学最主要的问题是通过一系列的反应体系研究，从而寻找到最新的化学原料和绿色产品，为人们的生活提供品质更好、质量更高的化学产品。
1绿色实验的设计思路
我们学习的有机化学是基于实验为主的化学分支学科，所以从总体把握上，绿色化学的学习实践依然无法脱离实验这一基本方法。为此，对于绿色化学实验的设计思路也是非常重要的。实验能够检验我们学习的内容是否正确，也能够在实验的过程中进一步的加深对于所学知识的进一步了解，有助于我们巩固所学知识，还能够不断的加强我们对于问题的观察能力、解决能力以及分析问题的能力。掌握了熟练的实验技能，不仅能够保证我们在学习中取得优异的成绩，更有利于帮助我们进一步的提高科学严谨的态度，实事求是的能力。在学习阶段，通过学习过的知识选择具有一定应用价值的化工原材料来作为反应目标的产物，然后从原子经济的角度进行分析，从而选择反应原料、试剂以及能够进行反应的条件。之后进行绿色反应设计，根据预先设计来拟定反应的过程，通过绿色化学反应的原理以及控制理论来研制出相对高效的绿色催化剂。根据实验的结果来进行评价，制成图表，并且在实验的过程中一定要及时的查阅各国参考文献，从而发现不足之处并且加以改进。
2乙二酸合成的传统实验路线
乙二酸合成实验是我们所学的实验之一，无论是老师在课堂上进行的实验还是教科书中的示范案例，对于乙二酸合成的方法都是非常传统的通过采用浓HNO3或KMnO4氧化法来进行合成，具体的反应方程式如下所示：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H20通过上式我们可以看出，采用硝酸或者高锰酸钾氧化环乙醇来制备出的乙二酸，无论是浓HNO3还是用KMnO4当做氧化剂的反应条件，这两者都是强氧化剂，都具备反应速度快、反应剧烈、反应条件不可控的不利方面，而且如果在实验的过程中如果出现操作失误还会造成危险。例如，这一实验反应为强烈的放热反应，所以在加入环乙醇的时候速度应该保持一定的频率，否则会导致反应更加剧烈，容易产生爆炸。当我们使用浓硝酸当做实验氧化剂的时候，在反应的过程中会释放氮氧化物有毒有害的气体，不仅会对环境造成污染，而且还会对我们的健康造成危害。如果在采用高锰酸钾当做氧化剂时，不仅在反应过程中会出现大量的二氧化锰沉淀物，而且对于产物的处理十分的麻烦。
3乙二酸合成的绿色实验路线
3.1实验设计思路
为了针对性的解决传统乙二酸合成的试验方法的缺点，在实验的过程中减少由于实验造成的污染以及危害，我们考虑将所学的绿色化学的相关知识融合到有机化学实验中，并且选择新型的环乙烯作为实验反应物，选取30%过氧化氢当做氧化剂，选择磷钨杂多酸作为催化剂，从而通过催化环乙烯氧化合成乙二酸，并且开发出一个均相催化新反应体系。
3.2实验方法以及具体步骤
在实验过程中，我们选择三个容量为250ml的三颈烧瓶，并且在其中加入1mmol的H3PW12O40、1mmolH2C2O4，以及55mLw=30%的过氧化氢.在室温的实验条件下进行搅拌，持续10分钟，之后加入10.5mL(100mmol)环乙烯，将实验的温度进行加热到50℃-60℃，接着持续搅拌1小时。之后将温度持续加热至91℃，再采用左右搅拌回流，持续6小时。最终将反应所得到的溶液进行冷却，维持在0℃，静置一天，滤出结晶。将结晶用冰水冲洗三次，并且经过真空之后进行干燥，最终将物质进行称重。
3.3实验比较研究
对于绿色有机化学实验中，我们使用的反应体系是30%的过氧化氢氧化剂，属于环境友好型氧化剂，而且H3PW12O40也属于环境友好型催化剂，所以在整个实验过程中不会析出有毒有害的物质，在实验的操作过程中也不会出现危险的情况。反应条件和温度与传统的反应实验相比较而言也非常的容易掌握和控制，实验过程的步骤简单，操作十分便利，而且没有多余的副反应。
4结束语
所谓的绿色化学，又被人们称为无公害化学，环境友好型化学以及清洁化学。从这些名称我们可以明显的看出来，绿色化学与传统意义上的化学有着本质的区别。传统的化学有很高的污染性质、腐蚀性质、刺激性质。但是绿色化学所追求的不再是高效率和高风险，而是通过必要的减少或者降低化学物品在实验设计、生产制造、实际运用中对于有害物质的使用量，从而保证在使用和开发的化学产品对于人类生活、自然环境有着更加有利的品质提升。我们通过将绿色化学的相关知识与有机化学实验进行了相互的融合，根据相关的实验理论进而设计了关于有机化学方面的实验。通过与传统的实验相比较绿色有机化学实验能够十分有效的减少在试验环境中的污染问题，并且还为我们提供了有利的条件去近距离的接触到绿色化学和有机化学实验，并且提高我们学习绿色化学的兴趣，增强了我们的环保意识。
参考文献：
[1]贺丽丽.天津市职工现代企业管理学院学报,2005,25(2):61-62.
[2]黄丽莎.广东化工,2004,(5):78-79.
[3]江玉萍.实验技术与管理,2005,22(7):94-97.
作者：陈潇晗 单位：郴州市第一中学学生
