浅析化学制药中绿色溶剂及无溶剂合成技术

浅析化学制药中绿色溶剂及无溶剂合成技术

郑新川

身份证号：510302198411040011

摘要：在传统技术条件下，化学制药过程中存在诸多污染问题。特别是一些有毒、有害有机溶剂的使用，一旦处理不当，就会带来严重的环境污染，威胁人体健康。随着经济的发展和科技的进步，人们对制药污染问题进行了重视，对化学制药提出了绿色化的要求。在此背景下，绿色溶剂和无溶剂合成技术将得到大力推广和应用，通过这两项技术的使用，可以不断提高反应物的化学反应速率，减少污染物的产生，以及节约能源和成本。

关键词：化学制药；绿色溶剂；无溶剂；绿色化学

一、有机溶剂在化学制药中的意义

药品是一种用于帮助人们抵抗疾病、恢复或改善机体固有生理代谢功能的物质，在保障人们的健康方面发挥着重要作用。然而，大多数药品都不是天然的，而是经过复杂的化学提炼和化学反应形成的。药品生产过程中存在严重的环境污染，严重时还会危害制药工人的身体健康。因此，我国政府高度重视化学制药的各个环节，对其造成的环境污染和环境破坏进行严格管理。在这样的大环境下，"绿色化学 "的概念也被提及并得到普遍认可。绿色化学是指在化学反应过程中，尽量避免使用对环境造成污染和危害的物质。绿色化学是指在化学反应过程中，尽可能避免使用对环境造成污染和危害的物质，因为它能使原子间充分反应，在获得目标产物的同时，避免了副产物的产生。固态条件下反应物的分子间距往往比液态条件下大很多，固态条件下反应物的接触往往杂乱而不充分，从而导致副产物的产生，而有机溶剂的引入可以有效解决上述问题。有机溶剂具有很强的溶解性，能有效降低反应产物的含量，从而提高反应的稳定性。但是，目前使用的有机溶剂大多含有甲醛、苯等有毒、致癌和剧毒物质。在应用时，对外部环境的要求也较高。这些有机小分子在光照下很容易产生化学变化，从而产生大量的环境污染，对人体健康造成极大威胁。鉴于此，我们有必要在现有的基础上逐步淘汰传统的有机溶剂，站在人类健康和保护环境的立场上，研发和应用绿色溶剂，促进化工品的安全、绿色和节能，同时采用更加科学的方法提升化工绿色技术水平，从而促进整个医药行业的绿色、健康和可持续发展。

二、绿色溶剂技术

（一）以水为介质进行有机合成

基于有机化合物的疏水性，诞生了一种 "增益疏水性 "的概念，将水作为有机反应的溶剂，使反应底物与有机试剂之间尽量减少与溶剂分子之间的相互接触面积，达到限制有机分子运动的效果，这样一来，反应底物与有机试剂之间就会产生极强的相互作用。会产生极强的相互作用，远远超过普通溶剂。

（二）以超临界流体作为有机合成的介质

它兼具气液两相性质的多种优点：一是溶解度与液态相似（比气态大得多）；与液相相比，它的粘度、扩散系数与气相相似性较大，传质速度较快；它的可调性好，在极低的温度和压力下，其溶解度可随温度和压力的变化而微调，并可除去残留溶剂。CO2 具有临界温度和压力低、易于操作等特点，因此被广泛应用于有机合成。其次，由于其化学性质稳定、不易爆炸、廉价易得等特点，在其他领域也得到了广泛应用。

（三）以离子液体为介质进行有机合成

离子液体具有不挥发、不易氧化、稳定性好等优点。与传统有机溶剂相比，这类化合物更适合作为有机合成的催化剂和溶剂。使用离子液体作为溶剂的优势在于：首先，在高真空系统中，可以使用较低的蒸气压。其次，它不易挥发，基本上不会对环境造成影响。再次，催化剂对有机和无机物质具有良好的溶解性，可以在更好的环境中进行反应。最后，它具有较高的热稳定性和化学稳定性，因此工作温度范围大，可以循环使用。

三、无溶剂合成技术

（一）无溶剂有机合成

采用无溶剂有机合成工艺，可以避免因有机溶剂而造成的环境污染对人体造成的各种危害，该工艺具有绿色环保的特点。无溶剂有机合成又称 "干态 "或 "固态"。无需溶剂即可进行化学反应。该过程涉及固-固、固-液和气-固反应。有两种作用模式。一是将反应物直接置于一定的温度和压力条件下，搅拌振荡，使颗粒充分接触，产生化学反应；二是将固体反应物粉碎或将液体反应物加热，从而增大接触面积，进而提高反应效率。如固液反应，整体操作简单、安全、环保。该方法的基本原理是，在特定条件下，反应物中的小分子或基团相互作用形成新的小分子。此时，相对于全部反应物而言，这相当于一种杂质，不会被稀释，也不会对反应的继续进行产生影响。生成的产物越来越多，并继续聚合。当积累到一定大小时，就会形成晶核。随着反应的继续进行，吸附的生成物分子被不断增加的晶核所吸附，随着晶核的增大，生成物的独立结晶相也随之出现。

（二）无溶剂有机合成的优缺点

1.无溶剂有机合成的优点

因为无溶剂有机合成，不需要任何溶剂，所以从根本上解决了有机溶剂带来的环境污染和安全问题；因为不需要任何溶剂，所以大大减少了资源的消耗，是一种环保产业。选择性强。与传统的有机反应相比，由于反应产物的结晶受到限制，其扩散方式、接触方式和转化过程都发生了很大的变化。通过引入新的反应环境和特定的反应条件，大大提高了反应的选择性，从而突破了传统方法的局限性。同时，调节反应速度也是可行的。具有更好的反应和分离效果。其独特的反应方式使分子内反应更彻底，只需改变反应物质的组成，无需分离纯化，即可实现 100% 的转化率。分离提纯方法简单。根据这一原理，萃取和提纯等方法可以省去许多复杂的工序，相对简单。节约能源、保护环境、降低成本。试剂购买数量越少，成本越低，适合实验室使用。同时，许多反应是在室温、常压和低温下完成的。

2.无溶剂有机合成法的缺点

目前，无溶剂法制备的有机合成方法存在以下缺点：一是反应原料的限制。在化学和医药领域，很多有机化合物都需要用无溶剂方法制备。例如，有些化合物的化学成分相对稳定。如果没有合适的溶剂，反应物就无法充分接触，也就无法获得所需的新产品。二是公司流动资金不足，存在诸多限制。首先，反应过程中混合不均匀，反应不完全。三是工业化应用条件困难重重，所需设备投资巨大。四是反应前后过程控制严格。某些反应后，还必须使用溶剂进行分离和提纯。如果处理不当，很容易污染新产品。

结束语

环境污染和绿色化学已成为人们关注的热点。随着人类对环境保护的日益重视，人们也在不断探索减少有机溶剂污染的新方法。与传统有机溶剂相比，无溶剂有机合成技术可以最大限度地减少反应中的污染物，提高反应产物的转化效率，节约成本和资源，从源头上解决环境污染问题。虽然这种方法还存在一些不足，但我认为在未来这种方法和优化将会得到很好的应用。

参考文献

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[3]顾彦龙.生物质绿色溶剂在催化与合成中的应用研究[C]//中国化学会第28届学术年会.0[2023-11-08].