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当代有机合成化学正朝着提高反应效率、减少反应废弃物、降低能耗的绿色化学方向不断发展,从而在降低反应过程的能量消耗,减少对环境的污染等方面对科研工作者提出了巨大的挑战。绿色化学主要包括12个方面:减少废弃物、原子效率、减少有毒物质、产品安全生产、使用无毒无害溶剂、减少能源、使用可再生原料、合成路线较短、催化不使用化学计量学试剂、产品可降解、防止污染、过程安全。在推进绿色化学革命的进程中,溶剂和催化剂扮演着至关重要的角色,它们的存在可以加快反应的进行、提高反应的产率,但传统意义上使用的有机溶剂存在着毒性大、易挥发、难回收等缺点,而常用的催化剂又都是一些酸碱催化剂、金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、络合催化剂等,这些催化剂存在着价格昂贵、制备过程繁琐、污染环境、反应条件苛刻等缺点,这就使得传统意义上的溶剂和催化剂与绿色化学的概念显得格格不入。现阶段使用溶剂和催化剂对于绿色可持续合成起到了核心作用,带动了绿色化学的发展。本文主要选取了其中具有代表性的生物基化学品进行了阐述,这类生物基化学品具有价廉、低毒、环境友好、生物相容、生物可降解、性质稳定等优点,作为溶剂和催化剂在有机合成中得到了广泛的应用。由于生物基化学品的参与,大大减少了有机合成反应对环境的污染以及对能源的浪费,因而其作为溶剂和催化剂开始被广泛的应用于这个领域。生物基化学品以其低毒、绿色环保、可降解的特点而广泛应用于有机合成、催化、生物转化和分离等领域。生物基溶剂和催化剂主要包括壳聚糖、葡萄糖酸、乳酸、甘油、低熔点混合物等物质,它们因为其本身的生物不相容性,稳定性,可降解,环保等特性而被广泛应用于有机合成化学中。首先,葡萄糖酸做为一种弱酸性、可生物降解的溶剂被广泛应用于螺氧代吲哚衍生物的合成中。不同取代的靛红、带取代基的1,3-环己二酮、巴比妥酸为原料,采用回流法生成该类化合物的过程中,加入葡萄糖酸这种可降解的生物基溶剂能够促进该反应的进行,并且其作为催化剂可循环使用。其次,葡甲胺作为一种弱碱、可生物降解的催化剂在合成吡喃衍生物中占据重要地位。本文在以醛、丙二腈、5,5-二甲基1,3-环己二酮为原料,葡甲胺为催化剂,乙醇水溶液为溶剂的条件下一锅三组分反应生成吡喃衍生物。使用葡甲胺这种催化剂使反应的底物范围广,醛类可以被靛红、苊醌代替、5,5-二甲基1,3-环己二酮可被一系列的活泼亚甲基的化合物代替,使反应快速有效的进行。再次,吡喃并吡唑衍生物具有抗癌、抗菌、抗炎、杀虫等生物活性,广泛应用在医学和药物领域。通过醛、丙二腈、水合肼、乙酰乙酸乙酯为原料,葡甲胺为催化剂,乙醇水溶液为溶剂一锅反应生成该类化合物。使用葡甲胺作为催化剂有效的缩短了反应时间,提高了底物的使用范围,并且可以可循环使用,节约了催化剂,后处理简单。最后,二氢吡啶及其衍生物是一类重要的含氮杂环化合物,有很好的生理活性,广泛应用于医学领域(如:抗病毒、抗癌、抗氧化剂)和生活领域(食品添加剂)。本文通过在醛、丙二腈、胺、丁炔二酸二甲酯为原料,葡甲胺为催化剂,乙醇水溶液为溶剂的条件下合成该类化合物。本文综述了近年来生物基化学品作为溶剂和催化剂在有机合成中的应用情况。以葡萄糖酸、葡甲胺这两种生物基溶剂和催化剂展开了本次实验。研究发现在合成螺氧代吲哚衍生物、吡喃衍生物、吡喃并吡唑衍生物、二氢吡啶衍生物等杂环化合物中,使用葡萄糖酸、葡甲胺这两种生物可降解的溶剂和催化剂可提高反应速度、对环境无污染、能源消耗少。