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超临界水在有机反应中的应用研究 作者 吴步秀 040840541 摘要 随着人们对与人类健康有关的食品药品等安全绿色消费观念的认同，及食品药品越来越严格的法规和限量标准，使工业界考虑使用安全、无污染的食品药品，推动了超临界流体的应用。处于临界点及其附近的水可以作为环境友好的溶剂和催化剂应用于化学反应。本文概述近年来超（近）临界水在有机反应中的应用。 关键词 超临界水 催化剂 有机反应 溶剂 Abstract along with the people expense idea with security and green are approvable, the food and drugs related human health. More and more strict laws and limits the quantity standard, causes the industrial world consideration use security, the non-pollution food and drugs, impelled the supercritical fluid application. Supercritical water or near-critical water can serve as an environmentally benign solvent and catalyst in chemical reaction. In this paper several key organic chemical reactions in supercritical and near –critical water in the recent years has been summarized. Key words supercritical Water, Solvent, Catalyst, Organic chemical reactions. 超临界流体以其特有的优异性能可以取代传统的溶剂和催化剂在众多领域得到应用。在用作超临界流体的物质中，CO2是迄今为止应用最广泛的。而临界水的出现克服了CO2对极性物质并不是一种好的溶剂的缺陷，而且他来源广泛，价廉易得，无毒，易于从产品中分离，甚至无需从最后产物中除去。因此，超临界水作为新的反应介质和催化剂显示出广泛的应用前景，引起化学界的广泛关注。[1-5]超临界水具有与室温下水不同的特性，如介电常数小、较弱的氢键以及热力学可压缩性等，表现出极性或非极性有机溶剂的特性，使水中的有机反应可以在均相条件下进行，能够支持离子、非极性有机化合物以及自由基反应。美国学者 Modell于 80年代中期提出的以超临界水作为化学反应介质，彻底氧化破坏有机物的技术，即超临界水氧化技术（SuPercritical Water Oxi－dation，简称SCWO）受到了广泛的重视和研究。国内近年来也有几所著名的高校对该技术进行了初步的研究1 超临界水的特性 超临界水的特性超临界水与常温水在结构上不同，具有与普通水和一般流体显著不同的特性。水的临界温度是647．5K，临界压力是22．05MPa，临界密度是0．322g·cm2。在临界温度和临界压力之上的区域就是水的超临界区。当水的温度低于临界温度，压力高于饱和蒸汽压(可大于临界压力)时，水仍然保持液体状态，此时的水被称为亚临界水，也可称为超热水或高温高压水6]。目前，对亚临界状态的温度下限尚无明确的规定[7]。水中氢键的变化，伴随着其它性质的变化，密度、介电常数、电导率、扩散系数、粘度和溶解性能等都不同于常态水。表1比较了水在不同状态下的性质[8]。 表1 常温水、超临界水和过热蒸汽物理性质的比较 液体 常温水 超临界水 过热水蒸气 温度/℃ 25 450 450 压力/MPa 0.1 27 13.6 介电常数 78.5 1.8 1.0 密度/g·㎝-3 0.998 0.128 0.00419 粘度/Cp 0.890 0.0298 2.65×10-5 有效扩散系数/cm2·s-1 7.74×10-6 7.67×10-4 1.79×10-3 由上表可以看出，超临界水的密度、粘度、介电常数都比常态水低很多，而扩散系数增大了两个数量级。超(近)临界水表现出极性或非极性有机溶剂的特性，因此对有机物的溶解能力增强，使水中的有机反应可以在均相条件下进行。 2 超临界水的有机反应。 近年来，以超临界水为介质或反应物的有机化学反应，包括氧化反应、还原反应、水解反应、烷基化反应等，引起了人们的广泛重视。正是由于超临界水不同与常态水的特殊性质，这些反应才能够进行。 2．1 超临界水氧化反应 超临界水