互动科普

据美国Science，2000，287：1569报道，科学家最近找到了一种醇的催化氧化剂，这是绿色化学领域的新成就。

醇的氧化通常是用铬(Cr)氧化物作为氧化剂，Cr(Ⅵ)化合物有极强的夺电子能力，可以夺取醇羟基上的一对电子和质子而将其氧化。这一反应是不可逆的。也就是说需要多少产物就要消耗相应化学计量单位的Cr氧化物。反应过程产生了大量的重金属Cr污染。另外反应中所用的溶剂一般是含氯有机溶剂。也会危害环境。

为了解决每年数千吨的有毒废物，最好能使用绿色氧化剂——02或H2O2，其氧化产物是水，毫无污染。关键要有合适的催化剂。谢尔登(R．Sheldon)等科学家发现，一种有机钯(Pd和菲咯啉相连) 符合要求。Pd原子首先夺取质子，然后再将质子释放给溶液中的02，生成水而本身恢复原状，Pd的毒性远低于Cr。而且能循环使用。问题在于反应中使用的有机溶剂仍有污染。另外，为将生成物从有机相中提取出来，必须用蒸馏方法。这往往会破坏催化剂的活性。

谢尔登等研究了类似的其他有机Pd催化剂，发现若将菲咯啉用苯磺基修饰。所得到的Pd催化剂PhenS*Pd(OAc)2可溶于水，将其用于醇催化反应，效果很好，尤其是在碱性溶液中。反应过程使用水作为溶剂，其优点是显而易见的：首先水本身无污染，其次醇的氧化产物如醛、酮和大多数羧酸都不溶于水，产物极易从水相分离而不破坏催化剂。用这种方法已成功氧化了10种不同的醇。不管是伯醇还是叔醇都有很高的转化率和选择性。反应的副产物极少。对环境更为友好。

这种方法在实验室取得了重大突破。当然，要被普遍应用或更进一步投入规模生产，还存在一些问题：比如，在有机实验中常用的一些物质往往带有活泼基团且分子结构复杂，上述方法不一定能适用；产物虽不溶于水介质。但要将其完全分离还需蒸馏过程；水作为介质在生产过程中较易被污染，等等。在全球环境日益严峻的今天，探索简单、经济、安全、环保的化学研究方法，促进传统化学的革新是意义重大且十分艰巨的任务。（毛煜）