绿色化学答案

思考题
第一章3
1.21世纪人类面临的4大问题是什么？
2.人类面临的几大环境问题及其原因是什么？
3.绿色化学定义的5个内涵是什么？
4.绿色化学的内涵－5个R是什么？
5.原子经济性是什么？
6.绿色化学的5大任务是什么？
7、绿色化学十二原则－Anastas原则的内容是什么？
第二章4
1.简述化学工业与现代社会的关系。

2.化学工业的发展历史阶段及内涵。

3、环境友好的化学技术的含义是什么？
4.生物质化工转化的主要内涵。

5.纤维素制乙醇的主要过程和技术难点。

6.简述催化技术的特点。

7、催化技术的进展主要在哪几个方面？
第三章5
1.设计安全无毒化学品的一般原则是什么？
2.设计安全无毒化学品的外部和内部效应原则是什么？
3.设计安全无毒化学品的外部效应原则主要包括哪几个方面？
4.设计安全无毒化学品的内部效应原则主要包括哪几个方面？
5、设计安全有效化学品的方法主要有哪几种？
6.化学品的致毒途径和根源。

7、化学品的吸收、分散和代谢。

8、含有那些化学结构的物质毒性较大？
9、等电排置换设计。

第四章 9
硅-碳等电排置换法设计安全无毒化学品的原理是什么？
2.设计可生物降解的化学品的重要性。

3.生物降解的细菌基础是什么？
4.不易生物降解的化学结构有哪些？
5.水生生物毒性定量构效关系构筑的常用物理性质有哪些？
6.影响水生生物毒性的物理和化学因素有哪些？
7、表面活性剂对水体和水生生物的危害？如何防止？
第六章11
1.绿色化学反应举例。

2.亚氨基二乙酸钠合成的新路线。

3.环氧丙烷生产方法有哪几种？各有何优缺点？
4、合成己二酸和邻苯二酚的传统方法和新方法的原理和优缺点？
5.绿色原料举例。

6.超临界CO2中的反应举例。

7、对比异布洛芬的新、旧合成路线, 说明其技术创新的关键。

8、更安全的化学品举例, 所得到的启示。

第七章17
1、高效均相和多相催化技术有哪几类？
2、生物催化和仿生催化的优点。

3.酶的分类。

4.固定化酶技术的优点。

5.环境友好的溶剂中的有机反应。

6.固相合成对载体的基本要求。

7、不对称催化合成有哪几种方法？有何优缺点？
作业
第一章
1.21世纪人类面临的4大问题是什么？
21世纪人类面临的4大问题分别是: 环境、资源、健康、可持续发展。

2.人类面临的几大环境问题及其原因是什么？
（1）全球气候变暖
原因: 温室气体－CO2.NOx、卤代烃等的大量排放, 引起全球气温升高。

（2）核冬天的威胁
原因: 核爆炸形成的大气烟尘, 长时间漂浮遮蔽太阳光, 地球气温骤降。

（3）臭氧层的破坏
原因: 氟氯烃、溴氟氯烃等, 通过紫外线引发的自由基反应消耗臭氧分子；NOx 的排放加速臭氧的分解。

（4）光化学烟雾和大气污染
原因: 化学物质光化学反应的结果。

（5）酸雨
原因: 降水的酸度来源于大气降水对大气中的酸性物质的吸收。

形成酸雨的物质是SO2和NOX以及工业排放的HCl, 造成的酸雨占酸雨中总酸量的绝大部分。

（6）生物多样性锐减
原因: 环境污染、掠夺式的过度开发、外来物种入侵。

（7）森林的破环
原因: 1集中砍伐, 消耗量大于生产量 2计划外采伐量大, 难以控制 3森林火灾及病虫害 4毁地开荒和乱伐现象。

（8）荒漠化
原因: 候变化以及人类生活和经济活动造成的土地退化、水蚀、风蚀、水土流失、沙化和盐碱化。

3.绿色化学定义的5个内涵是什么？
（1）采用无毒、无害的原料;
（2）在无毒无害的反应条件(催化剂、溶剂) 下进行;
（3）具有“原子经济性”,即反应具有高选择性,极少副产品,甚至实现“零
排放”;
（4）产品应是环境友好的。

（5）满足“物美价廉”的传统标准。

（1） 4.绿色化学的内涵－5个R是什么？
（2）减量－Reduction （2）重复使用—Reuse （3）回收—Recycling （4）再生—Regeneration （5）拒用—Rejection
5.原子经济性是什么？
美国化学家Barry M Trost, 1991年提出: 原子经济性（Atom Economy）是指反应物中的原子有多少进入了产物, 理想的原子经济性的反应－原子利用率100％的反应。

6.绿色化学的5大任务是什么？
绿色化学的5大任务是: （1）设计安全有效的目标分子（2）寻找安全有效的反应原料（3）寻找安全有效的合成路线（4）寻找新的转化方法（5）寻找安全有效的反应条件
7、绿色化学十二原则－Anastas原则的内容是什么？
绿色化学十二原则－Anastas原则的内容是:
（1）防止: 不让废弃物产生, 而不是生成后再处理。

（2）原子经济性：最有效地设计化学反应和过程, 最大限度地提高原子经济性。

（3）绿色化学合成: 尽可能不使用、不产生对人类健康和有毒有害的物质。

（4）绿色化学品: 尽可能有效地设计功效卓著而又无毒无害的化学品。

（5）绿色溶剂和助剂: 尽可能不使用辅助物质, 如需使用也应是无毒无害的。

（6）节能过程: 在考虑环境和经济效益的同时, 尽可能降低能耗。

（7）可再生原料：技术和经济上可行时, 尽可能以可再生资源为原料。

（8）避免衍生反应: 尽可能不使用或避免衍生反应。

（9）催化过程: 尽可能使用催化过程和优异、无毒无害的催化剂。

（10）可降解化学品: 设计可降解为无害物质的化学品。

（11）实施分析和监控：发展实时分析方法, 监控和避免有毒有害物质的生成。

（12）安全原则：尽可能选用安全的化学物质, 最大程度地减少化学事故。

第二章
简述化学工业与现代社会的关系。

（1）化学工业与制药: 今天制药已成为化学工业的重要行业。

手性化合物的催化合成, 2001年Nobel Prize（化学奖）。

（2）化学工业与农业: 使粮食、蔬菜丰收, 满足了人口增长的需求, 化学的作用解决了人类生存难题。

化肥、农药也成为化学工业的重要行业。

（3）化学工业-化工原料: 1921年天然气和轻烃蒸汽裂解制造乙烯奠定了石油化学工业发展的基础；1930年生产聚氯乙烯；1938年生产化纤尼龙。

之后, 开始生产橡胶、聚乙烯、丙烯腈等重要的化工原料。

从二十世纪五十年代, 开始进入石油化学工业时代。

煤化学工业逐渐被石油化学工业取代。

2.化学工业的发展历史阶段及内涵。

从化学工业一个半世纪以来及今后的原料和加工工艺的变更看, 可以确定化学工业经历大致三个阶段:
（1）、以牺牲环境为代价的污染生产；
以生产为首要任务, 先污染后治理, 对由于利用矿物资源为原料而造成的环境污染问题, 采取二次防范的办法, 即采用净化气体、净化污水和净化废渣的路
线来解决。

（2）、环境友好的清洁生产；
在一个相当长的历史时期, 人类还不得不利用矿物资源作为化工原料, 但是与以往不同的是必须开发一系列环境友好的新工艺, 以改造以往污染工艺, 并建立继续利用这些原料的无污染新工艺。

（3）、可持续发展的绿色生产。

原料丰富、可再生, 整个过程不产生任何污染物。

3.环境友好的化学技术的含义是什么？
指能够保护环境的化学技术。

它可通过使用自然能源, 避免给环境造成负担、避免排放有害物质。

利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发, 并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。

从它的原料, 中间放映过程, 都是比较环保的, 产物原子利用率高。

4.生物质化工转化的主要内涵。

由生物原料出发, 利用生物技术生产化工原料。

整个过程不产生污染物, 所以被称为真正意义的绿色化工。

5.纤维素制乙醇的主要过程和技术难点。

（1）从生物质（如农作物的秸秆中）提取纤维素；
（2）纤维素降解到葡萄糖；
（3）葡萄糖发酵到乙醇或其它精细化工品。

技术关键是由纤维素降解到葡萄糖。

6.简述催化技术的特点。

新催化材料是创造发明新催化剂和新工艺的源泉, 新反应工程是开发新催化工艺的重要途径, 新化学反应的发现和应用是开发新催化工艺的基础。

将组合化学引入催化研究领域而形成的组合催化技术, 是近年来发展起来一种用于催化研究的有效手段, 该技术已在催化剂的设计、制备、评价、筛选和表征等发面得到应用及发展。

其克服了传统催化剂开发过程中催化剂筛选周期长及偶然性等缺点, 大大简化并缩短发现具有目标性能化合物的过程, 其研究的核心问题是构筑分子多样性的催化剂库, 以及建立高灵敏度、高选择性的筛选或鉴定方法。

组合催化可以一次合成
7、催化技术的进展主要在哪几个方面？
（1）、新催化材料-大孔分子筛
（2）、生物催化: 包括酶、微生物|抗体酶等, 是一类高效催化剂。

生物催化具有选择性高、副反应少、反应条件温和、设备简单等优点。

（3）、光催化氧化技术
第三章
1.设计安全无毒化学品的一般原则是什么？
（1）避免化学品有害的方法
▲不能进入机体－“外部效应”原则；
▲对机体的生物化学和生理过程不产生有害的影响－“内部效应”原则。

（2）分子释放于环境后的行为或释放后结构的变化
在空气、水、油中的分散性和在环境中可能引发的直接和间接的有害效应。

（3）2个关系:
分子结构与功能的关系
分子的结构与生物效能的关系
设计安全无毒化学品的外部和内部效应原则是什么？
（1）外部（External）效应原则:
物质分子与人、动物、生物和植物机体减少接触的可能性
（2）内部（Internal）效应原则
物质分子对人、动物、生物和植物机体产生和预防中毒的可能性（3）化学品安全无毒的保障:
自身无毒（包括原始、转化和代谢毒性）
不容易接触和吸收
设计安全无毒化学品的外部效应原则主要包括哪几个方面？
（1）外部效应原则1与物质在环境中的分布相关的物理化学性质
－尽可能减少在环境中的扩散和分布
♥挥发性(小)/密度(大)/熔点(高)；
♥水溶性(小)/脂溶性(大)；
♥残留性(小)/生物降解性(大)；
氧化
水解
光解
微生物降解
♥有毒转化－转化为具有生物活性（毒性）物质的可能性, 尽量避免。

♥无毒转化－转化为无生物活性物质的可能性, 越大越好。

（2）外部效应原则2与机体吸收有关的物理化学性质
－尽可能降低机体吸收的可能性
♥挥发性, 小；
♥油溶性, 大；
♥分子大小, 大；
♥降解性质, 大；
水解, 容易
pH值的影响, 大
对消化酶的敏感性, 大
（3）外部效应原则3对人、动物和水生生物吸收途径的考虑
－尽可能减少生物体吸收的可能性
♥皮肤吸收/眼睛吸收；
♥肺和呼吸系统吸收；
♥肠胃系统吸收；
♥其他特定生物的吸收途径。

外部效应原则4消除或减少不纯物
－尽可能减少杂质造成的毒性
♥不同化学类别的不纯物；
♥有毒或更毒的同系物；
♥有毒或更毒的几何异构体、构象异构体和立体异构体。

设计安全无毒化学品的内部效应原则主要包括哪几个方面？
（1）内部效应原则1增大解毒性能
－尽可能提高在生物体内的无毒代谢和转化
♥增大排泄的可能性；
选择亲水性化合物；
增大物质分子与葡萄糖醛酸、硫酸盐、氨基酸结合的可能性, 或使分子易于乙酰化；
其他相关考虑。

♥增大可生物降解性；
氧化/还原/水解
（2）内部效应原则2避免物质的直接毒性
－尽可能降低本征毒性
♥选择一类无毒的物质
♥选择功能团
避免使用有毒功能团；
让有毒结构在生物化学过程中消去；
对有毒功能团进行结构屏蔽；
改变有毒基团的位置。

（3）内部效应原则3避免生物活化
－尽可能避免生物代谢和转化的增毒效应
♥不使用已知生物活化途径的分子；
强亲电性或亲核性基团；
不饱和键；
其他分子结构特征。

♥对可生物活化的结构进行结构屏蔽
设计安全有效化学品的方法主要有哪几种？
▲基于毒理学分析的分子设计
▲利用构效关系设计安全的化学品
▲利用基团贡献法构筑构效关系
▲利用等电排置换设计更加安全的化学品
▲用等效的无毒物质替代有毒物质
▲消除有毒辅助物质的使用
1、化学品的致毒途径和根源。

（1）三种致毒途径: 化学品的毒性与其进入人体的途径有关
接触（Exposure）致毒；
生物吸收致毒；
物质的固有毒性致毒。

（2）产生毒性的根源:
分子中的部分结构（基团）－毒性载体（Toxic phore）－与细胞生物分子活性位的相互作用。

2、化学品的吸收、分散和代谢。

（1）吸收▲肠胃系统吸收；
▲肺吸收；
▲皮肤吸收。

人体的细胞膜－脂类物质；
人体的血液－水性溶液；
人体的肠（胃）液－水溶性溶液。

有毒化学品易吸收的条件:
良好的水溶性和脂溶性
（2）分散: 有毒物质吸收进入人体后在体内的扩散过程决定于血液流动速度和从毛细血管向器官的扩散速度。

常很快, 几秒~几分钟。

有毒物质吸收后主要集中于心脏、肝、肾、大脑等致命器官。

代谢－有毒物质在人体内的生物转化过程
排泄: 人体有区分有营养价值的食物和无营养价值的物质（包括有害物质）的功能。

无营养价值的物质会以尽可能快的速度释放出来。

（3）代谢: 人体把吸收的物质转化为水溶性更大、更容易排泄的物质的酶催化过程。

代谢是人体固有的把有潜在的毒性的物质转化为排泄物质的防御机制。

生物活化: 代谢过程中把无毒的物质转化为有毒的物质。

注意
人体进化的结果, 但人体不是完美无缺的、万能的
9、等电排置换设计。

电子等排的物质可能具有相似的生物性质, 因此通过等电排置换可能给某些物质赋于、增强或减少某些生物活性。

第四章
1.硅-碳等电排置换法设计安全无毒化学品的原理是什么？
答: Si是C的等电排原子, Si和C均是4A族元素, 化学性质相似。

都是4价元素；都能形成四面体结构；Si与C能形成稳定化学键。

Si取代C后形成的有机衍生物是无毒的（硅酮例外）。

Si是自然界最丰富、价格低廉, 且可以以各种形式存在的元素。

2.设计可生物降解的化学品的重要性。

（1）增大分子的可生物降解性－降解为无毒的产物－是预防化学品使用后造成污染一条十分重要的途径。

（2）抗拒生物降解的化学品会造成在环境中的长期残留, 其对环境的危害目前难以完全预期或预测, 尤其是对长期的或慢性的毒性；
（3）生物聚集作用会进一步增大形成毒性的可能性；
（4）在水和土壤环境中, 有机物的降解机理主要是生物降解－最常用的污水处理方法－生物处理的理论基础。

3.生物降解的细菌基础是什么？
（1）微生物(microorganism, microbe): 是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。

特点: 形体微小(一般<0.1mm), 结构简单, 通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚。

分类: 8大类－细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。

作用: 是自然界生物降解中起主要作用的生物体。

微生物具有氧化/分解有机物并将其转化成稳定无机物的能力－污水生物净化法。

（2）微生物特点
化学组成: C, H, O, N, P, S以及其他元素。

营养物质: 提供微生物生长繁殖和生命活动的物质或能量。

水和无机盐；碳源；氮源；能源；生长因子(微量有机物)
作用: 微生物达几万种, 大多数对人类有益, 只有一少部份能致病。

（3）微生物分类
微生物分类: 根据微生物的呼吸特征, 微生物分为好氧微生物和厌氧微生物；好氧微生物: 有氧气存在才能存活
在有氧气的环境中分解各种有机物, 通过分解代谢最终氧化成简单的无机物－CO2、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等。

厌氧微生物: 在厌氧的条件下存活
在缺氧的条件下分解各种有机物, 将其转化为甲烷和CO2等－沼气的产生原理, 可以副产沼气。

（4）有机物的生物降解过程
有机物的好氧微生物分解:
有机物+氧+微生物+H2O（C、H、O、N、S、P）CO2,H2O,NH3,SO42-,PO43-
有机物的厌氧微生物分解:
有机物+微生物++H2O（C、H、O、N、S、P） CO2,CH4
（5）微生物降解的可能过程
有机物通过细胞壁和细胞膜传递进入细胞；蛋白质、多糖等有机大分子聚合物可能需要在细胞外酶的作用下先降解为小分子化合物；
有机物在细胞内的转化反应－非常复杂, 数百种反应, 与有机物种类和分子结构有关, 主要有: 氧化、还原、水解及联合反应等。

微生物降解的基本原理－微生物的生长需要碳和能量。

幸运代谢或无偿代谢－降解酶通常对其能降解的自然底物没有绝对的专一性, 所以, 所有天然有机物都是能生物降解的, 大部分人造有机化学品也是可以生物降解的。

4、不易生物降解的化学结构有哪些？
对需氧生物降解有抗拒作用的化学结构:
（1）卤代物, 尤其是氯化物和氟化物；
（2）支链结构, 尤其是季碳和季氮或是极度分枝的物质, 如: 三聚或四聚丙烯, 季铵盐, 支链烷基苯磺酸盐。

趋势: 直链烷基苯磺酸盐代替支链烷基苯磺酸盐、硝基、亚硝基、偶氮基、芳氨基；
（3）多环残基（如多环芳香烃或稠环芳香烃, PAHS）, 尤其是超过三个环的；例如: 重油、沥青、柴油中的多环芳烃
（4）杂环残基, 如吡啶环；
（5）脂肪族醚键（C－O－C）；
高取代的化合物比低取代的化合物更不易降解。

5、水生生物毒性定量构效关系构筑的常用物理性质有哪些？
水生生物毒性定量构效关系构筑的常用物理性质:
（1）辛醇－水分配系数（log P);
（2）水溶性；
（3）解离常数（pKa);
（4）相对分子量；
（5）胺氮百分数（不包括苯胺类和在pH=7时无碱性的胺, 如酰胺、脲等）。

6、影响水生生物毒性的物理和化学因素有哪些？
答: 影响水生生物毒性的物理和化学因素: （1）水溶性；（2）油溶性；（3）颜色；
（4）形成内盐；（5）酸、碱性；（6）分子大小；（7）最小截面积（运动直径）； （8）物理状态（气、液、固）等。

7、表面活性剂对水体和水生生物的危害？如何防止？ 答：毒性：表面活性剂破坏水与生物膜之间的界面, 对水生生物有毒－实际上是破坏生物膜；
分子量<1000的表面活性剂具有“表面毒性”和内毒性； 分子量>1000的表面活性剂具有“表面毒性” ； 毒性与结构关系：
亲水部分越大, 毒性越强；
熔点高于35 C 的表面活性剂, 仅有慢性毒性。

解决的主要方法：用直链烷基代替支链烷基。

设计方法：使其降解为非表面活性剂
在亲水和亲油部分之间连接一个－O －O －基团；在亲水和亲油部分之间连接一个－COO －基团；增大分子量>1000；尽可能不用烷基酚类化合物。

第六章
1、绿色化学反应举例。

(1)甲醇羰基化法合成乙酸
CH 3OH + CO
3CH 3COOH
（2）亚氨基二乙酸钠合成的新路线
2 NaOH N
H COONa
COONa
N
H CH 2CH 2OH CH 2CH 2OH
Raney Cu
（3）无卤素的芳胺合成
NO 2
+NH 2
+
(CH 3)4N +OH -
-H 2O
N
N
+
O
O
N
N
O
+
22N H
NH 2
+
(CH 3)4N +OH -
2、亚氨基二乙酸钠合成的新路线。

新合成路线: 二乙醇胺催化脱氢法, Monsato 公司, 1994年开发, 获1996年美
国总统绿色化学挑战奖。

2 NaOH N
H COONa
COONa
N
H CH 2CH 2OH CH 2CH 2OH
Raney Cu
新工艺的优点:
安全, 避免了有毒有害的原料；
吸热反应, 避免了反应失控的危险；
收率高, 副产物少, 分离和纯化简单－只需过滤。

♥技术推广价值高:
生产其它氨基酸, 如: 氨基乙酸；
伯醇转化为羧酸（盐）, 如：饲料添加剂蛋氨酸。

环氧丙烷生产方法有哪几种？ 各有何优缺点 ？ （1）传统氯醇法:
2C
H 3C H
CH 2
+
Cl 2
+
H 2O C
3C
H C
H 2OH Cl
+
C
H 3C
H OH C
H 2Cl
C
H 3C
H C
H 2OH Cl +
C
H 3C
H OH C H 2
Cl
+Ca(OH)2
C
H 3C H
CH 2O
2+CaCl 2+2 H 2O
氯醇法的缺点:
消耗大量有毒有害的氯气和石灰； 生成大量副产物氯化钙； 原子经济性低, 仅为31％； 设备腐蚀和环境污染严重。

每生产 1 t 环氧丙烷需要消耗Cl2 1.1~1.2 t; 产出副产物二氯丙烷50~150 kg, 废渣CaCl2 约2 t, 含有机物的废水40~80 t 。

（2）改良氯醇法: 用NaOH 代替Ca(OH)2
C
H 3C
H C
H 2OH Cl
+
NaOH
C
H 3C H
CH 2O
+NaCl
+
H 2O
2 NaCl + 2H 2O Cl 2 + 2 NaOH + H 2Total: C 3H 6 + H 2O
C 3H 6O + H 2
CH 3CH=CH 2
+Cl 2
+
H 2O
C H 3C
H C
H 2OH Cl
优点：
环氧丙烷生产与氯碱工业绿色组装, 实现循环经济。

C
H
CH 2
C
H 3氯
醇
化
皂化
H 2O Cl 2
NaOH
NaCl+H 2O
氯碱（电解）
环氧丙烷
缺点: 不适合于中小规模生产
Dow 化学, 60万吨/年
（3）环氧丙烷生产的共氧化法: 异丁烷法和乙苯法 共氧化法的优点: 产生的“三废”较少, 易于处理, 基本上无腐蚀, 是污染较轻的生产方法。

共氧化法的缺点:
生产工艺长, 不适合中小规模生产, 要求投资额大。

年产2 万t 环氧丙烷, 需要与年产5 万t 苯乙烯或120 万t 催化裂化装置相配套。

共氧化法的联产物超过主产品的产量, 环氧丙烷和苯乙烯以及叔丁醇的质量比分别约为1∶2.15 和1∶3。

（4）直接氧化法
S-1分子筛催化氧化法: 绿色化学过程
C
H 3C H
CH 2
+
H 2O 2
C
H 3C H
CH 2O
+H 2O
TS-1 Catalyst
催化氧化法的优点:
无腐蚀、无污染；
反应条件温和, 温度40~50C, 压力<0.1MPa ； 氧化剂: 30％过氧化氢水溶液, 安全易得； 转化率高, 选择性高（97％）； 原子经济性76.3%, 副产物水。

问题: 技术成熟度不够, 工业试验阶段；
过氧化氢成本高, 经济上缺乏竞争力。

合成己二酸和邻苯二酚的传统方法和新方法的原理和优缺点？ 传统方法: 苯合成己二酸和邻苯二酚
2
O 2O
+
OH
3Cu, NH 4VO 3
HOOC(CH 2)4COOH
+
N 2
O
36
+
O 2
OH
+_
CH 3COCH 3
22Catalyst
OH
OH
+
OH
OH
问题：
使用有毒有害的苯为原料, 不可再生石油资源； 副产物N2O 的危害: 每年增加10％
新方法: 从葡萄糖合成己二酸和邻苯二酚
O OH O
H OH
OH OH
P O
O
H OH
O
OH
O H E4P
C
H 2OPO 3H 2COOH
P O
O
H OH O
O
OH OH OH
O H OH O DAHP
OH OH OH O
H OH O O
DHQ
OH OH
O
OH
O
DHS
OH
O
H OH
O
PCA
COOH
HOOC(CH 2)4COOH
优点：
安全无毒、可再生的生物质为原料；
高选择性一步合成、副产物很少；条件温和；
3、绿色原料举例。

（1）从葡萄糖合成己二酸和邻苯二酚 （2）生物质转化为化学品 （3）二氧化碳作发泡剂 （4）非光气法合成异氰酸酯 （5）苄氯羰基化合成苯乙酸
4、超临界CO2中的反应举例。

（1）超临界CO2中丙烯酰胺聚合反应
丙烯酰胺与甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚反应－疏水性聚丙烯酰胺溶剂: 超临界CO2 ＋丙酮（助溶剂）
C H
2C
H
CONH
2+CH3CH=CHCOOCH2CFCHFCFCF3
CF
3
CF
3
CO
2
(SC)+CH
3
COCH
3
*C
H
2H
m C
O=C NH
2CH
2
CH
3
n
C
COOCH
2
C
CF
3
CF
3
F
C
H
F
C
F
CF
3
（2）超临界二氧化碳中的自由基溴代反应
甲苯的自由基溴代反应: 溴代试剂的影响
CH
3
CH
2
Br
100%
CH
2
Br
+
CH
3
Br
>70%
（3）超临界二氧化碳中的分子筛合成
超临界CO2中TiO2/MCM-41分子筛合成
SC-CO2: Pc=7.38MPa, Tc=31.1℃
（4）超临界二氧化碳中的烃类氧化
异丙苯氧化
环己烯氧化
丙烯环氧化
Wacker氧化反应
苯乙稀氧化反应
（6）超临界CO2中无水染色
对比异布洛芬的新、旧合成路线, 说明其技术创新的关键。

关键创新: 依据绿色化学原理
减少反应步骤: 6步变3步
采用原子经济反应:
用催化加氢反应将酮还原成醇；
用羰基合成反应由醇直接合成酸
（1）更安全的化学品举例, 所得到的启示。

（2）更安全的腈类化合物的设计
R1
R2
O
+
HCN
（2）海洋船舶防垢（污）剂
S
N O
Cl Cl
(CH 2)7CH 3
（3）低毒杀虫剂
Mythoxyfenozide
O
N
H
N O
O
（4）聚天门冬氨酸作阻垢剂
CH 3CH 3
O
-
O -
启发：
（1）根据降解（代谢）机理, 设计更绿色的化学品；
（2）用可（易）降解、低毒的有机化合物代替难降解、有毒的有机金属化合物； （3）天然有机物或其衍生产品代替完全化学合成的有机产品是获得高生物降解性的有效途径；
（4）催化氧化代替氧化剂化学氧化是缓和氧化条件、提高效率和选择性的技术关键。

第七章
高效均相和多相催化技术有哪几类？ 沸石催化
Friedel-Crafts 酰化反应 稀土金属的盐催化的反应 固体碱催化剂
催化还原（加氢）
催化氧化
催化碳-碳键的形成
不对称催化
1、生物催化和仿生催化的优点。

生物催化和仿生催化优点:
高度的专一性
无需使用有毒有害的溶剂
无需使用有毒有害的试剂
反应条件十分缓和
可以使用可再生资源
2、酶的分类。

3、固定化酶技术的优点。

（1）可重复使用, 降低成本；
（2）易与反应体系分离；
（3）具有一定的机械强度；
（4）稳定性显著提高；
（5）催化反应更易控制；
（6）适合于多酶体系
4、环境友好的溶剂中的有机反应。

超临界流体作为有机合成溶剂
（1）超临界二氧化碳中的不对称催化（2）超临界CO2中的聚合反应。