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第1章 绿色化学基本理论与研究内容1

1.1 绿色化学的定义1

1.2 绿色化学的研究内容2

1.3 替代原材料（起始材料）3

1.4 生物质替代原材料4

1.5 替代化学反应试剂6

1.5.1 二氧化碳替代光气6

1.5.2 聚碳酸酯的合成10

1.6 绿色催化——光催化过程11

参考文献13

第2章 原子经济性和改进途径14

2.1 原子经济性和E因子14

2.2 催化解决方案15

2.3 催化的还原反应16

2.4 催化氧化17

2.5 催化羰基化19

2.6 水中催化20

2.7 固体酸和碱催化22

2.8 生物催化25

2.9 过程集成26

参考文献27

第3章 绿色催化30

3.1 绿色化学12原则与催化剂30

3.1.1 简介30

3.1.2 催化剂在绿色化学12原则中的应用31

3.1.3 结论41

参考文献41

3.2 分子氧为氧化剂的过渡金属绿色催化氧化43

3.2.1 介绍43

3.2.2 环氧化45

3.2.3 烯烃氧化为醇和酮56

3.2.4 Wacker氧化57

3.2.5 烯丙基氧化59

3.2.6 烷烃的氧化脱氢合成烯烃60

3.2.7 烷烃的氧化62

3.2.8 苄基氧化63

参考文献65

3.3 生物催化在绿色化学中应用72

3.3.1 生物催化在有机合成中的应用73

3.3.2 生物催化在高分子合成中的应用76

3.3.3 生物催化不对称合成80

参考文献82

第4章 绿色溶剂技术85

4.1 水中简单反应的憎水效应85

4.1.1 水中的Diel-Alder反应85

4.1.2 “内压”和憎水效应87

4.1.3 安息香缩合87

4.1.4 为什么一些添加剂可以提高憎水效应，而另一些则降低憎水效应？90

4.1.5 在Diels-Alder反应中是否存在其他的特殊盐效应？92

4.1.6 结论93

参考文献93

4.2 水介质中有机反应93

4.2.1 简介93

4.2.2 Diels-Alder反应和Claisen重排反应94

4.2.3 Barbier型反应和片呐醇偶联反应100

4.2.4 过渡金属催化碳-碳键形成反应109

4.2.5 Lewis酸催化的水相形成碳-碳键的反应114

参考文献121

4.3 超临界流体技术127

4.3.1 超临界流体的特性128

4.3.2 超临界二氧化碳129

4.3.3 超临界流体热力学与分子间相互作用130

4.3.4 超临界二氧化碳-微乳液体系132

4.3.5 超临界二氧化碳中的化学反应135

4.3.6 超临界流体中化学反应动力学和热力学研究138

参考文献139

4.4 近临界和超临界水中的有机化学反应146

4.4.1 近临界水中有机合成147

4.4.2 超临界水中有机合成151

4.4.3 超临界水在化学反应中的应用156

参考文献165

4.5 无溶剂有机合成167

4.5.1 简介167

4.5.2 固体状态时分子的运动168

4.5.3 热反应171

4.5.4 光化学反应204

4.5.5 结论221

参考文献222

4.6 室温离子液体226

4.6.1 室温离子液体起源226

4.6.2 室温离子液体形成机理227

4.6.3 室温离子液体的制备230

4.6.4 室温离子液体的物理化学特性232

4.6.5 室温离子液体中的化学反应233

4.6.6 室温离子液体中的聚合反应242

参考文献248

4.7 聚乙二醇水溶液作为绿色反应介质250

4.7.1 PEG水溶液的特性251

4.7.2 液体PEG作为反应溶剂257

4.7.3 PEG作为相转移催化剂261

4.7.4 水介质双相反应性萃取265

4.7.5 结论269

参考文献270

第5章 生物质化学化工278

5.1 以生物质为原材料的化学化工278

5.1.1 简介278

5.1.2 石油化学化工与生物质化学化工280

5.1.3 生物质热化学、化学转化及化学品合成281

5.1.4 生物质绿色化学研究285

5.1.5 生物技术的应用286

5.1.6 其他相关技术研究287

5.1.7 生物质化学化工研究展望287

参考文献288

5.2 从生物质制备高价值的化学品290

5.2.1 30种首选化合物的筛选291

5.2.2 选择的糖衍生物化学品295

5.2.3 合成气路线-优选产品298

5.2.4 路线和挑战298

5.2.5 展望298

5.2.6 12种优选化合物299

参考文献324

5.3 从生物质合成一些高分子325

5.3.1 介绍325

5.3.2 天然聚合物的氧丙基化325

5.3.3 呋喃聚合物329

参考文献336

第6章 绿色分析化学338

6.1 在线电化学监测338

6.1.1 简介338

6.1.2 绿色和易于操作的电极339

6.1.3 在线电化学监测339

6.2 流动分析在绿色分析化学中的应用344

6.2.1 简介344

6.2.2 无试剂的流程344

6.2.3 危险试剂的替代345

6.2.4 废物最小化的流程346

6.2.5 流动注入分析346

6.2.6 带固相试剂的流动系统347

6.2.7 单片断流动分析347

6.2.8 连续的注入分析348

6.2.9 多换向流动系统349

6.2.10 系统小型化349

6.2.11 废物再循环和重复使用350

6.2.12 在线废物处理350

6.3 结论350

参考文献351

第7章 绿色纳米科学355

7.1 简介355

7.2 金属纳米粒子全“绿色”合成和稳定356

7.3 以DNA为骨架通过静电组装制备线性纳米粒子358

7.4 单分散纳米晶体的大规模绿色合成362

参考文献368

第8章 微波辅助合成373

8.1 简介373

8.2 微波辐射的原理375

8.2.1 物理原理：能量转换-穿透深度375

8.2.2 微波辅助反应器的能量效率377

8.3 应用实例379

8.3.1 由天然资源中萃取原材料379

8.3.2 无溶剂反应380

8.3.3 平行化学反应382

8.3.4 流程的发展382

8.3.5 里哪醇与羧酸酐的酯化反应383

8.3.6 成环反应385

8.3.7 缩合反应386

8.3.8 重排反应387

8.3.9 偶联反应387

8.3.10 Mannich反应387

8.3.11 含硫物的合成388

8.3.12 立体选择性合成388

8.3.13 Heck反应389

8.3.14 硝化反应389

8.3.15 金属有机化合物合成390

8.3.16 水解反应390

8.3.17 磷叶立德的合成390

8.3.18 液晶分子的合成391

8.4 结论392

参考文献392

第9章 超声波辅助绿色化学合成397

9.1 介绍397

9.2 历史397

9.3 超声波的一般介绍398

9.4 理论399

9.5 由于空化效应导致化学效应的理论争论400

9.5.1 热点理论（hot-spot theory）和电理论400

9.5.2 气泡动力学400

9.5.3 影响空化的因素400

9.5.4 声发光403

9.5.5 超声参数的评估404

9.5.6 在有机合成中的应用406

9.5.7 超声无皂合成418

9.5.8 其他应用418

9.5.9 超声与其他技术的结合421

9.6 结论423

参考文献424

第10章 微反应器用于绿色化学合成428

10.1 简介428

10.2 微反应器的制造429

10.3 利用电动控制操作微反应器432

10.4 微反应器中进行的反应433

10.4.1 液相反应433

10.4.2 催化反应439

10.4.3 气相反应440

10.4.4 微反应器中的聚合反应和聚合物微反应器443

10.5 结论443

参考文献444

第11章 计算机辅助设计绿色有机化学合成路线447

11.1 标准448

11.2 起始原材料448

11.3 关注分子骨架449

11.4 骨架的组装450

11.5 构建反应450

11.6 结构与反应的描述451

11.7 合成路线的产生453

参考文献454