http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/114188901/PDFSTART "Water in Organocatalytic Processes: Debunking the Myths" Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3798 – 3800 這是一篇兩頁的小Essay 但是我覺得超棒 用水做organocatalytic反應真是"綠色"."有效率"嗎? 讓英國皇家學院化工系教授來破解這其中的迷思 ===================== 用水做溶劑就是綠色化學嗎? ============================= 水對環境無害而且安全 同理可證水相反應就是環保的嗎? NO 只有"純水"才是真無害 我們要面對的問題其實是 "要怎麼把有機物從水中移除!!" 這是長期被忽略掉的問題 常見處理方法:加入有機物來萃取有機物 這只會使問題變得更糟 檢視目前論文 發現所謂在水相進行"環保"的organocatalytic反應 需要加入10倍..甚至30倍於水的有機溶劑來work up 考量一個反應是不是真的"Greenness" 不僅需要考慮反應溶劑 而也要對反應的work up考量在內 反應所排放廢水中所含溶劑將來都會受到更嚴格的殘留檢視 縱使是乙醇.乙酸乙酯這些生物可代謝物質 超過0.1~1.5%也是對微生物會有致命影響 水溶液中的有機物可以用抽氣.焚化.活性碳處理 抽氣耗能.水溶液不易焚化.活性碳需燃燒掉 綜合所有結果所得結論 當前利用有機溶劑進行反應會比水相反應更便宜.更方便 也更對環境比較好 另外我們常會將兩化合物之一量提高 reagent也同時做solvent 很多所謂"solvent free"的反應都落在這區 反應物當量A:B = 1:10 在學術上也許我們不鳥這其他九當量的化合物 但是對工業來講 這多的九當量不只增添環境的麻煩 也不符合原子經濟(atom economy) 使用有機溶劑反而會是更經濟.環保的選擇 ====================用水做溶劑進行反應有多"efficient"?======================== 很多論文在討論水相organocatalytic反應時 都會引用Breslow的例子 Breslow在經過一系列仔細.嚴密的實驗後 發現在水相進行Diels-Alder反應可以有顯著的加速 這樣的加速效果是由於非極性化合物會在反應過渡態時被帶在一起 (hydrophobic effect) 但是這樣的引用是會誤導人的 所有的水相organocatalytic反應 都沒有經過這樣嚴密的檢視來推斷在反應中到底水是扮演甚麼角色 唯一比較接近的是Pihko注意到有水存在會催化proline進行aldol reaction 不過他們實驗發現水是減緩proline去活化速度 而非催化 再者 這背後真正的原因何在 至今未知 當我們聽到"aqueous"."organocatalytic"這些詞的時候 好像會覺得很環保.很有效 這可能會使在科學追尋目標上失了焦 舉例來說 Jacobsen發明Co-salen催化epoxide kinetic resolution 這是真正solvent free的反應 而且催化劑量可以低至0.0001% 一當量racemic epoxide和0.55當量的水 可以得到幾乎0.5當量光學純的diol和0.5當量光學純的epoxide 不幸的是這樣出色的反應因為kinetic resolution方法先天劣勢 (理論產率最高50%) 而並未受到綠色化學的注意 仔細一想 Jacobsen的發明思維很有可能引領出更有效率的反應阿 所以我們是不是應該要認真思考 到底所謂的有效率.綠色反應是甚麼呢? 俊毅Bird Man --

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