綠色溶劑(二):新興綠色溶劑為何環境友好?
生物基溶劑
所謂生物基溶劑,即從生物質中提取的一類溶劑,例如植物、動物及礦物等。這類溶劑具有突出的可降解性、較低的VOCs含量與毒性、零/低碳排放等環境效益指標。
生物基溶劑可分為天然有機酸酯(由可再生原料發酵產生)、脂肪酸酯、生物乙醇、萜烯類化合物、異山梨酯、甘油衍生物幾個大類。
生物基溶劑在價格和產量方面與傳統性溶劑相比略有劣勢,但其安全性在食品加工等領域亦無可取代。
離子液體
Ionic Liquids
離子液體是一類從有機鹽類制備而成的新興溶劑,通常熔點在100°C以下。
離子液體對很多無機和有機物質來說都是很好的溶劑:蒸汽壓可忽略不計(除非發生分解),不易燃,且在熱、機械和電化學方面具穩定性。
常見的離子液體原料
有機陽離子 |
咪唑 imidazolium |
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吡啶 pyridinium |
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吡咯烷 pyrrolidinium |
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釙 phosphonium |
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銨 ammonium |
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锍 sulfonium |
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有機陰離子 |
烷基硫酸鹽 alkylsulfate |
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甲苯磺酸鹽 tosylate |
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甲基磺酸鹽 methanesulfonate |
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無機陰離子 |
雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺bis(trifluoromethyl -sulfonil)imide |
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六氟磷酸鹽 hexafluoro phosphate |
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四氟硼酸鹽 tetrafluoro borate |
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鹵素化合物 halide |
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離子液體在有機合成領域已被廣泛應用,如催化劑和催化劑載體應用、液相萃取、生物質析出、污染物分離、重金屬提取等。
共晶溶劑
共晶溶劑是另一類新興的綠色溶劑,通過以適當的摩爾比混合氫鍵受體和氫鍵供體獲得。
2003年,Abbott等采用氯化膽堿作為氫鍵受體、尿素作為氫鍵供體制成的共晶溶劑,是目前研究最深且應用最廣的共晶溶劑。
共晶溶劑從性能和特點上與離子液體十分相近,同樣具有極低的蒸汽壓、很高的熱穩定性和化學穩定性、不可燃、易儲存、易制備等等優點。
共晶溶劑是許多有機反應的優良反應介質,被用于有機金屬化學、金屬催化反應、聚合物合成等工藝的溶劑或催化劑,還在生物催化轉化、電化學過程中的納米顆粒合成以及液-液萃取等方面有應用案例。
共晶溶劑價格低廉,易于回收,是一類十分優秀的溶劑。