绿色化学原理ppt课件
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《绿色化学原则》课件
02
通过绿色化学手段，可以减少化 学品对人类健康和环境的危害， 降低能源消耗和资源浪费，促进 可持续发展。
绿色化学的发展历程
20世纪90年代初，美国提出了“绿色 化学挑战计划”，标志着绿色化学的 诞生。
目前，绿色化学已经成为全球范围内 研究的热点领域之一，被广泛应用于 环境保护、能源开发、医疗保健等多 个领域。
03
绿色化学的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
绿色合成路径
总结词
采用高效、环保的合成方法，减少不必要的副产物和废物产 生。
详细描述
绿色合成路径旨在减少化学反应过程中的能耗和资源消耗， 同时降低对环境的负面影响。通过改进反应条件、优化反应 路线和使用高效催化剂等方法，实现高效、环保的化学品生 产。
许多人对绿色化学原则缺乏了解，这可能导致对绿色化学品的接 受程度较低。
环保法规的不完善
目前，许多国家和地区的环保法规尚不完善，无法有效地引导和规 范绿色化学的发展。
利益冲突和环保意识的差异
不同国家和地区、不同利益群体之间在环保意识和利益诉求上存在 差异，这可能影响绿色化学的发展。
前景展望
1 2
技术进步推动绿色化学发展
设计安全化学品原则还需要考虑到化学品的可降解性和可回收性，以降低其对环境的长期影 响。
降低能耗和物耗原则
降低能耗和物耗原则是指在化 学过程中，应尽可能地降低能 源和物质的消耗，以提高效率 和减少资源浪费。
降低能耗和物耗原则的实现需 要采用节能减排的技术和工艺 ，优化生产过程，提高设备的 能效和利用率。
。
原子经济性原则的实现需要采用 先进的生产技术和工艺，优化化 学反应过程，提高原料的利用率
通过绿色化学手段，可以减少化 学品对人类健康和环境的危害， 降低能源消耗和资源浪费，促进 可持续发展。
绿色化学的发展历程
20世纪90年代初，美国提出了“绿色 化学挑战计划”，标志着绿色化学的 诞生。
目前，绿色化学已经成为全球范围内 研究的热点领域之一，被广泛应用于 环境保护、能源开发、医疗保健等多 个领域。
03
绿色化学的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
绿色合成路径
总结词
采用高效、环保的合成方法，减少不必要的副产物和废物产 生。
详细描述
绿色合成路径旨在减少化学反应过程中的能耗和资源消耗， 同时降低对环境的负面影响。通过改进反应条件、优化反应 路线和使用高效催化剂等方法，实现高效、环保的化学品生 产。
许多人对绿色化学原则缺乏了解，这可能导致对绿色化学品的接 受程度较低。
环保法规的不完善
目前，许多国家和地区的环保法规尚不完善，无法有效地引导和规 范绿色化学的发展。
利益冲突和环保意识的差异
不同国家和地区、不同利益群体之间在环保意识和利益诉求上存在 差异，这可能影响绿色化学的发展。
前景展望
1 2
技术进步推动绿色化学发展
设计安全化学品原则还需要考虑到化学品的可降解性和可回收性，以降低其对环境的长期影 响。
降低能耗和物耗原则
降低能耗和物耗原则是指在化 学过程中，应尽可能地降低能 源和物质的消耗，以提高效率 和减少资源浪费。
降低能耗和物耗原则的实现需 要采用节能减排的技术和工艺 ，优化生产过程，提高设备的 能效和利用率。
。
原子经济性原则的实现需要采用 先进的生产技术和工艺，优化化 学反应过程，提高原料的利用率
《浅谈绿色化学》课件
通过减少化学品对环境的 污染，绿色化学有助于保 护生态环境，维护生态平 衡。
促进可持续发展
绿色化学符合可持续发展 的理念，有助于经济、社 会和环境的协调发展。
如何推广和应用绿色化学
加强科研投入
01
政府和企业应加大对绿色化学研究的投入，推动技术创新和成
果转化。
制定标准和法规
02
制定严格的绿色化学标准和法规，鼓励和规范绿色化学产品的
03
循环利用
通过循环利用和再生，可以减少对原材料的需求，从而降低环境负担。
设计安全化学品
无毒无害
绿色化学强调设计无毒或低毒性 的化学品，以降低对人类健康和
生态环境的危害。
低环境影响
在化学品的设计阶段，应考虑其生 命周期内的环境影响，包括生产、 使用、废弃处理等环节，力求降低 对环境的负面影响。
生物可降解性
实例
采用水相有机合成、固相合成等绿色合成方法，减少有机溶剂的使用和废水的产生。
绿色催化剂
总结词
使用高效、环保的催化剂，降低反应条件和能源消耗。
详细描述
绿色催化剂是指那些在催化反应过程中具有高活性、高选择性、低 毒性、可回收利用的催化剂，旨在减少对人类健康和环境的影响。
实例
采用生物催化剂、金属催化剂等绿色催化剂，替代传统的有毒有害催 化剂，降低对环境的污染。
生产和应用。
倡导绿色消费
03
提高公众对绿色化学的认识，倡导绿色消费观念，推动市场需
求向绿色化方向转变。
我们每个人可以做些什么
提高环保意识
了解绿色化学知识，提高环保意识，关注身边的化学品安全问题 。
选择绿色产品
在日常生活中选择使用符合绿色标准的产品，支持绿色产业的发 展。
促进可持续发展
绿色化学符合可持续发展 的理念，有助于经济、社 会和环境的协调发展。
如何推广和应用绿色化学
加强科研投入
01
政府和企业应加大对绿色化学研究的投入，推动技术创新和成
果转化。
制定标准和法规
02
制定严格的绿色化学标准和法规，鼓励和规范绿色化学产品的
03
循环利用
通过循环利用和再生，可以减少对原材料的需求，从而降低环境负担。
设计安全化学品
无毒无害
绿色化学强调设计无毒或低毒性 的化学品，以降低对人类健康和
生态环境的危害。
低环境影响
在化学品的设计阶段，应考虑其生 命周期内的环境影响，包括生产、 使用、废弃处理等环节，力求降低 对环境的负面影响。
生物可降解性
实例
采用水相有机合成、固相合成等绿色合成方法，减少有机溶剂的使用和废水的产生。
绿色催化剂
总结词
使用高效、环保的催化剂，降低反应条件和能源消耗。
详细描述
绿色催化剂是指那些在催化反应过程中具有高活性、高选择性、低 毒性、可回收利用的催化剂，旨在减少对人类健康和环境的影响。
实例
采用生物催化剂、金属催化剂等绿色催化剂，替代传统的有毒有害催 化剂，降低对环境的污染。
生产和应用。
倡导绿色消费
03
提高公众对绿色化学的认识，倡导绿色消费观念，推动市场需
求向绿色化方向转变。
我们每个人可以做些什么
提高环保意识
了解绿色化学知识，提高环保意识，关注身边的化学品安全问题 。
选择绿色产品
在日常生活中选择使用符合绿色标准的产品，支持绿色产业的发 展。
《绿色化学》PPT课件
O
C l
+
O
O O H
O
O
C l
+
O O H
3-氯过氧化苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物 ➢ 绿色工艺
O + H2O2
O
O + H2O
锡/β-沸石
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，副产物只有水
2021/2/1
完整版课件ppt
24
环境友好催化剂
COCl
O
envirocat EPZG
OH
OH
OH
OH
OH OH
2021/2/1
完整版课件ppt
28
使用安全的化学品(1)
发展与应用对人和环境无毒且无危险性的试剂和溶剂 以及其他实用化学品是绿色化学的重要一环。
O 1.HCN
2.H2SO4
3.MeOH
H2SO4
O
MeO
原子利用率46%
+ (NH4)HSO4
H3CC
CH + CO + CH3OH
聚氨酯是一种热缩性树脂，1995年世界总消耗量为650万吨， 80%作泡沫塑料，广泛应用于建材、家具、汽车、制革、纤维等行 业。
7
工业化学品对生态环境的影响
类别
炼油产品 大宗化学品 精细化学品 药物
化工产品生产规模与环境因子
生产规模 /ｔ
106～ 108 104～ 106 102～ 104 10～ 103
环境因子 （ｋｇ副产物 /ｋｇ主产物）
< 0.1 <1～ 5
5～ 50 2 5～ 1 0 0以上
精细化工生产对生态环境造成的影响最为突出 。
绿色化学第一讲ppt课件
化学品及化学过程的设计中应充分考虑由毒性、 易燃性、易爆性带来的危害。绿色化学的目标是消除或 减少所有的危害面不仅仅是污染与毒性。减少废物的产 生以防止污染是一个有效的污染防止方法.
绿色化学主要研究领域
一，合成、制造工艺（无机、有机）
1，高原子效率的反应方法 2，多段工艺少段化 3，催化工艺化 4，固体催化、固体试剂 5，反应溶剂的改善 6，危险物质不使用、不生成的工艺 7, 绿色原料的利用
绿色化学主要研究领域
二，制品
1，环境友好制品 2，不含有害物质的制品 3，从量到品质向上的制品 4，优质、多功能的制品
绿色化学主要研究领域
三，工学
1，绿色化学为目的的生命周期评价的确立 2，绿色度的评价方法 3，反应器工学（膜反应器，反应蒸馏） 4，分离技术 5，化学物质的毒性评价和管理 6，排出污染物的无害化
绿色化学
Anastas：指出： 绿色化学针对人体、环境有害的原料、 制品、溶剂、试剂等使用，以及削减副 产物、废弃物的发生或停止使用作为目 的，在化学技术上解决方法。
绿色化学
特徵：是以预防为主的特徵 绿色化学是在化学制品设计阶段，对 生态学的恶劣影响最小，并且经济效率向 上制造产品的运动，这些运动在进行研究、 设计时可以进行预防。把预防作为着力点， 积极而全面地考虑，才能达到保护环境的 目的。
2）降低反应活化能。
不仅有益于控制，而且可以降低反应发生所需的沮度
绿色化学的12原则
10. 化工产品要设计成在其使用功能终结后，它 不会永存于环境中，要能分解成可降解的无害 产物。（生分解性）
1. 现状 2. 环境中的持久性物质， 塑料 农药 化学设计中应考虑降解功能
绿色化学的12原则
11. 进一步发展分析方法，对危险物质生成前实行 在线监测和控制。（计测制御）
绿色化学主要研究领域
一，合成、制造工艺（无机、有机）
1，高原子效率的反应方法 2，多段工艺少段化 3，催化工艺化 4，固体催化、固体试剂 5，反应溶剂的改善 6，危险物质不使用、不生成的工艺 7, 绿色原料的利用
绿色化学主要研究领域
二，制品
1，环境友好制品 2，不含有害物质的制品 3，从量到品质向上的制品 4，优质、多功能的制品
绿色化学主要研究领域
三，工学
1，绿色化学为目的的生命周期评价的确立 2，绿色度的评价方法 3，反应器工学（膜反应器，反应蒸馏） 4，分离技术 5，化学物质的毒性评价和管理 6，排出污染物的无害化
绿色化学
Anastas：指出： 绿色化学针对人体、环境有害的原料、 制品、溶剂、试剂等使用，以及削减副 产物、废弃物的发生或停止使用作为目 的，在化学技术上解决方法。
绿色化学
特徵：是以预防为主的特徵 绿色化学是在化学制品设计阶段，对 生态学的恶劣影响最小，并且经济效率向 上制造产品的运动，这些运动在进行研究、 设计时可以进行预防。把预防作为着力点， 积极而全面地考虑，才能达到保护环境的 目的。
2）降低反应活化能。
不仅有益于控制，而且可以降低反应发生所需的沮度
绿色化学的12原则
10. 化工产品要设计成在其使用功能终结后，它 不会永存于环境中，要能分解成可降解的无害 产物。（生分解性）
1. 现状 2. 环境中的持久性物质， 塑料 农药 化学设计中应考虑降解功能
绿色化学的12原则
11. 进一步发展分析方法，对危险物质生成前实行 在线监测和控制。（计测制御）
绿色化学——第一章 绿色化学概论ppt课件
ppt课件 11
中国7大环境污染
山东沂南涑河砷化物水污染 2009年4月，亿鑫化工有限公司将产生的大量含 砷有毒废水排放在一处蓄意隐藏的污水池存放。 7月2 0日、2 3日深夜，该公司为节省处理污水费 用，趁当地降雨，附近一河流水量增加之际，用 水泵将含砷量超标2.7254万倍的生产废水排放到 南涑河中，致使水体严重污染。
ppt课件
14
Facts & Figures 2000
“21世纪化学工程进展”专家结构预测（10 — 25年，全球）
产品重组与技术前沿 1. 生化工程产品 2.制药 3a.半导体及电子器件 3b.功能陶瓷及复合材料 4. 新型能源与燃料 5. 新型材料（塑料，高聚物，合纤等） 6. 催化剂 7a.新型食品 7b.海底资源 8. 石化产品 ppt课件 9. 其它新型功能产品
ppt课件 18
2、绿色化学与化工
绿色化学化工作为应对21世纪挑战的关键技术与 基础,已成为21世纪世界科技研究前沿热点：
1995 年美国总统克林顿宣布设立“总统绿色化学挑战 奖”； 日本政府规划了在 21 世纪重建绿色地球的“新阳光计 划”； 英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》1999年 1月创刊；
ppt课件
2
世界十大环境污染事件
洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期于美国洛杉矶市，全市 250多万辆 汽车每天消耗汽油约 1600万升，由于汽车漏油、 汽油挥发、不完全燃烧和汽车排气，向城市上空 排放近千吨石油烃废气、一氧化碳、氮氧化物和 铅烟，在阳光照射下，生成淡蓝色的光化学烟雾， 1952年12月的一次烟雾中，65岁以上老人死亡 400人
ppt课件 13
世界化学工业生产能力分布
中国7大环境污染
山东沂南涑河砷化物水污染 2009年4月，亿鑫化工有限公司将产生的大量含 砷有毒废水排放在一处蓄意隐藏的污水池存放。 7月2 0日、2 3日深夜，该公司为节省处理污水费 用，趁当地降雨，附近一河流水量增加之际，用 水泵将含砷量超标2.7254万倍的生产废水排放到 南涑河中，致使水体严重污染。
ppt课件
14
Facts & Figures 2000
“21世纪化学工程进展”专家结构预测（10 — 25年，全球）
产品重组与技术前沿 1. 生化工程产品 2.制药 3a.半导体及电子器件 3b.功能陶瓷及复合材料 4. 新型能源与燃料 5. 新型材料（塑料，高聚物，合纤等） 6. 催化剂 7a.新型食品 7b.海底资源 8. 石化产品 ppt课件 9. 其它新型功能产品
ppt课件 18
2、绿色化学与化工
绿色化学化工作为应对21世纪挑战的关键技术与 基础,已成为21世纪世界科技研究前沿热点：
1995 年美国总统克林顿宣布设立“总统绿色化学挑战 奖”； 日本政府规划了在 21 世纪重建绿色地球的“新阳光计 划”； 英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》1999年 1月创刊；
ppt课件
2
世界十大环境污染事件
洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期于美国洛杉矶市，全市 250多万辆 汽车每天消耗汽油约 1600万升，由于汽车漏油、 汽油挥发、不完全燃烧和汽车排气，向城市上空 排放近千吨石油烃废气、一氧化碳、氮氧化物和 铅烟，在阳光照射下，生成淡蓝色的光化学烟雾， 1952年12月的一次烟雾中，65岁以上老人死亡 400人
ppt课件 13
世界化学工业生产能力分布
绿色化学ppt课件
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、 “清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的， 是一个 “新化学婴儿”。
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿
绿色色化化学学是又指称:在“制环造境和无应害用化化学学”产、品“时环应有境效友利好用化(最学好”可、再 “生清)洁原化料学,消”除，废绿物和色避化免学使是用近有十毒年的才和产危生险和的发试剂展和起溶来剂。 的，是一个 “新化学婴儿”。
9.催化试剂优于化学计量试剂;
10.化学品应设计成使用后容易降解 为无害物质;
11.分析方法应能实现在线监测并在 有害物质形成前加以控制;
12.化工过程物质的选择与使用应使 化学事故的隐患最小.
22
补充绿色化学的原则，五个“R”上：
Reduction一一“减量”，减少“三废”排放
Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化 剂、载体等，这是降低成本和减废的需要
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合 立项资助了“九五重大基础研究项目”“环境友好石油化工催化 化学与化学反应工程”； 中国科技大学绿色科技与开发中心举行了专题讨论会；并出版了 《当前绿色科技中的一些重大问题》论文集； 香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战---绿色化学” 为主题召开了第72次学术讨论会。
1998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学 进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成 立了绿色化学与技术研究中心。
上述活动已推动了我国绿色化学的发展。
25
作为一位化
学工作者，设
计生产某化工
产品，为了实
现清洁生产、
保护环境，你
将从哪些方面
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿
绿色色化化学学是又指称:在“制环造境和无应害用化化学学”产、品“时环应有境效友利好用化(最学好”可、再 “生清)洁原化料学,消”除，废绿物和色避化免学使是用近有十毒年的才和产危生险和的发试剂展和起溶来剂。 的，是一个 “新化学婴儿”。
9.催化试剂优于化学计量试剂;
10.化学品应设计成使用后容易降解 为无害物质;
11.分析方法应能实现在线监测并在 有害物质形成前加以控制;
12.化工过程物质的选择与使用应使 化学事故的隐患最小.
22
补充绿色化学的原则，五个“R”上：
Reduction一一“减量”，减少“三废”排放
Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化 剂、载体等，这是降低成本和减废的需要
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合 立项资助了“九五重大基础研究项目”“环境友好石油化工催化 化学与化学反应工程”； 中国科技大学绿色科技与开发中心举行了专题讨论会；并出版了 《当前绿色科技中的一些重大问题》论文集； 香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战---绿色化学” 为主题召开了第72次学术讨论会。
1998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学 进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成 立了绿色化学与技术研究中心。
上述活动已推动了我国绿色化学的发展。
25
作为一位化
学工作者，设
计生产某化工
产品，为了实
现清洁生产、
保护环境，你
将从哪些方面
绿色化学课件
• 不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层 • 来源丰富，价格低廉 • 超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物
21
2 离子液体
完全由一种正离子和一种负离子组成，在室温下呈液态 的化合物，称之为室温离子液体。
离子之间作用力降低，晶格能下降，熔点下降，所以在 室温下呈液态。室温离子液体的特性：
1Байду номын сангаас 蒸汽压极小。
12
7: A raw material or feed stock should be renewable rather than depleting, wherever technically and economically practicable. 8: Unnecessary derivations should be avoided whenever possible. 9: Catalytic reagent (as selective as possible) are superior to stoichiometric reagents
11
4: Chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity 5: The use of auxiliary substances(e.g. solvents, separation agents) should be made unnecessary wherever possible and innocuous when used. 6: Energy requirements should be recognized for their environmental and economical impacts and should be minimized.
21
2 离子液体
完全由一种正离子和一种负离子组成，在室温下呈液态 的化合物，称之为室温离子液体。
离子之间作用力降低，晶格能下降，熔点下降，所以在 室温下呈液态。室温离子液体的特性：
1Байду номын сангаас 蒸汽压极小。
12
7: A raw material or feed stock should be renewable rather than depleting, wherever technically and economically practicable. 8: Unnecessary derivations should be avoided whenever possible. 9: Catalytic reagent (as selective as possible) are superior to stoichiometric reagents
11
4: Chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity 5: The use of auxiliary substances(e.g. solvents, separation agents) should be made unnecessary wherever possible and innocuous when used. 6: Energy requirements should be recognized for their environmental and economical impacts and should be minimized.
绿色化学PPT课件
温室效应是如何形成的？
由于工业的迅速发展，大量使用煤和石 油为燃料，它们的燃烧产物二氧化碳被 排进大气，造成大气中二氧化碳含量过 分增加。二氧化碳在大气层中，就像温 室的玻璃那样，阳光可以透过，具有保 温作用，因而会造成地球的温度上升。 因为它和玻璃温室的情应的危害
臭氧空洞形成的原因
科学家发现发泡剂、冰箱及空调制冷剂等 氯氟烃化合物会破坏大气臭氧层 氟氯烃在紫外线的辐射下产生Cl原子，Cl 原子则可引发破坏O3的循环反应： Cl+O3 ClO+O2 ClO+O Cl+O2 总反应 ：O3+O 2O2 一个Cl原子可以破坏数万个O3分子
臭氧空洞改变了智利最南部人们的生活方式
4 酸雨有哪些危害？
1 破坏森林 2 酸化土壤 3 污染水源 4 腐蚀建筑和雕像
5 怎样防治酸雨？ 防治酸雨最根本的方法是控制 SO2和NO在大气中的排放量。
1 减少SO2排向大气的量
1）燃料脱硫 煤中脱硫：细菌脱硫正在研究 重油脱硫：催化剂作用下，加氢脱硫使 重油中的硫形成H2S析出。
每天早晨出门之前，除了气温和降雨之外， 还要看一下紫外线辐射预报，这已经成了智利 最南部的城市彭塔阿雷纳斯市居民的习惯。
现在当地居民出门时即使天气暖和，也要穿 外套或者长袖衬衣，阴天也戴遮阳眼镜。电视 台每日以太阳信号灯的形式播出紫外线强度预 告，如果信号灯是红色，家长们就不让孩子们 外出。有的学校升起标识紫外线强度的旗帜向 家长发出警告。有关部门还在贫民区免费分发 防晒油。人们的生活方式完全改变了。
2）烟气脱硫：如煅烧石灰石，使产生的 石灰（CaO）与SO2反应，生成亚硫酸钙 （CaSO3），用静电沉降器从烟囱里除去。
2 减少NO的排放量
绿色化学绿色化学原理PPT课件
克莱森重排：烯醇或酚的烯丙基醚当加热到一定温度时，可发生分子内 重排。苯酚的烯丙基醚在200℃时，不用催化剂顺利的重排。
原子利用率100%
第7页/共42页
反应类型及其原子经济性
⑴ 分子重排反应。原子利用率100%
重排反应是构成分子的原子通过改变相互的位置、连接、键 的形式等产生一个新的分子的反应。
第29页/共42页
2.5 采用安全的溶剂和助剂 Use safer solvents and auxiliaries
The use of auxiliary substances (e.g. solvents, separation agents, etc.) should be made unnecessary wherever possible and, innocuous when used.
NC CH2 CH2 CH2 CH2 CN
CH2
CH CH
CH2
2HCN
Ni，Complex 30～50℃
NC CH2 CH2 CH2 CH2 CN
其原子利用率为100%。
乙酸合成
Kolbe合成法:
甲醇羰基化法:
2009
C Fe CS2 Cl2 CCl4 红热管 Cl2C=CCl2
Cl2C=CCl2
A raw material of feedstock should be renewable rather than depleting wherever technically and economically practicable.
environmental and economic impacts and should be minimized. Synthetic methods should be conducted at ambient temperature and pressure.
原子利用率100%
第7页/共42页
反应类型及其原子经济性
⑴ 分子重排反应。原子利用率100%
重排反应是构成分子的原子通过改变相互的位置、连接、键 的形式等产生一个新的分子的反应。
第29页/共42页
2.5 采用安全的溶剂和助剂 Use safer solvents and auxiliaries
The use of auxiliary substances (e.g. solvents, separation agents, etc.) should be made unnecessary wherever possible and, innocuous when used.
NC CH2 CH2 CH2 CH2 CN
CH2
CH CH
CH2
2HCN
Ni，Complex 30～50℃
NC CH2 CH2 CH2 CH2 CN
其原子利用率为100%。
乙酸合成
Kolbe合成法:
甲醇羰基化法:
2009
C Fe CS2 Cl2 CCl4 红热管 Cl2C=CCl2
Cl2C=CCl2
A raw material of feedstock should be renewable rather than depleting wherever technically and economically practicable.
environmental and economic impacts and should be minimized. Synthetic methods should be conducted at ambient temperature and pressure.
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采用无毒无害的原料
.
16
四、设计更安全化学品
设计更安全化学品的概念 设计更安全化学品所考虑的因素
1. 外部因素－减少暴露或降低进入生物体的机会 ⑴ 与化学品在环境中的分布扩散相关的性质 ⑵ 与化学品被生物体吸收相关的性质 ⑶ 考虑化学品被人体、动物或水生生物吸收的途径 ⑷ 杂质的消除
2. 内部因素－防治污染 ⑴ 解毒的便利 ⑵ 避免直接中毒 ⑶ 避免间接中毒
第三章 绿色化学原理
.
1
绿色化学的12个原理：
1 污染预防优于污染治理(It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed)；
2 设计合成方法时应最大限度地使所使用的所有材料均转 化至最终产品中(Synthetic methods should be designed to
.
3
4 设计化学品时应尽量保持其功效而降低其毒性 (Chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity)；
.
4
5 尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质(The use of
.
23
化学工业中能量的普遍使用 预反应过程使用能量 用热能加速化学反应 用冷却方法控制反应 分离需要能量
新的能量利用方式 1.电能 2.光能 3.微波 4.超声波
优化反应的能量需求
.
24
自由基反应是有机合成中一类非常重要的碳-碳键形成反应，实现自由 基环化的常规方法是使用过量的三丁基锡烷。这样的过程不仅原子利用率 低，而且使用和产生有毒的难以除去的锡试剂。
+
O
COOR
MeO CHO
MeO CHO
H H
+
COOR O
H H
COOR O
不同条件下的反应速率和产率
R
反应条件
产率 /%
Et
甲苯，室温， 288h
52
H
H2O,室温 ,17h
85
Na
H2O,室温 ,5h
100
甲：乙 0.85： 1 1.5： 1
3： 1
.
22
3. 非溶剂化 4. 用毒性较小的溶剂替代毒性较大的溶剂
是一种介于气态和液态之间的流体状态，其密度接近于液体，而 粘度接近于气体。由于这些性质超临界流体在萃取、色谱分离、 重结晶以及有机反应方面表现出特有的优越性。
.
19
2. 水作为溶剂 有机合成反应以水为介质的优点：
水是与环境友好的绿色溶剂。 与其它溶剂相比水在地球上分布广,来源丰富,价格便宜。 水不会着火,安全可靠。 反应的处理和分离容易,可循环使用。 为反应提供了新的分子环境，有可能造成不同于传统溶剂的新 的反应，例如反应物中有的官能团在传统溶剂中需要保护的，以水为 介质时可能不用保护也可以，从而缩短合成路线。
.
10
12 化工过程物质的选择与使用应使化学事故的隐患最 小(Substances and the form of a subatance used in a chemical process should be chosen so as to minimize the potential for chemical accidents,including release,explosion,and fires)。
.
11
减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。①减少 用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转 化率、减少损 失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废 水及废弃物（副产物）排放量，必须排放标准以下。 重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如 化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用 的设计。
.
35
表面活性剂及其他化学品的产生
（四）可再生原料的利用 油脂 葡萄糖
C H 3-(C H 2 )n-C H -(C H 2 )m -C H 3
S3 N Oa
烷基苯 烯烃 石腊 乙烯 石油、天然气
.
C H 3 - ( C H 2 ) 1 0 ~ 1 6 - C H 2 - O - S O 3 N a C H 3 - ( C H 2 ) 1 0 ~ 1 6 - C H 2 - O - ( C H 2 C H 2 O ) n - H
以无机固体物为载体的有机合成反应，除上述优点外，还 具有操作简便，溶剂用量少，产物易于分离纯化，产率高等 特点，成为化学合成工作工作者研究的热点。
.
27
2-甲基-1，3-戊二烯与乙醛酸酯在苯溶剂中的反应
微波辐射加热至140℃并反应10min，产率96%；而常规加 热搅拌反应6h，产率仅14%。
.
28
.
26
微波是指频率在300MHz-300GHz范围的电磁波。微波对许多 有机合成反应的速度影响十分显著，较常规方法能增加几倍、几 十倍、甚至上千倍。同时，微波对化学反应体系不产生污染，微 波化学技术属于清洁技术。
对于微波加快化学反应速度的解释，一般认为微波是一种 内加热，受热体系温度均匀，无滞后效应，同时电磁场直接作 用于反应物分子，改变了反应历程，降低了反应活化能。
这两方面的问题用维生素B12催化的电还原方法可完全避免。利用天然、无毒、 手性的维生素B12为催化剂的电催化反应，可产生自由基类中间体，从而实现 在温和中性条件下的自由基环化反应：
.
25
运用环境友好的光化学反应来替代一些需用有毒试剂的化学反应是 近年来研究较多的课题。Epling等人就致力于寻找二硫烷、苄基醚氧化 的替代反应。例如可见光条件下的二硫代保护基团的感光裂解：
auxiliary substances should be made unnecessary wherever
possible and,innocuous when used)；
.
5
6 能量使用应最小，并应考虑其会环境和经济的影 响，合成方法应在常温、常压下操作(Energy requirements should be recognized for their environmental and economic impacts and should be minimized.Synthetic methods should be conducted at ambient temperature and presoure)；
.
12
回收——Recycling 回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、 催化剂、稳定剂等非反应试剂。
再生——Regeneration 再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有 效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。
拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替 代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在 化学过程中使用。
烷基聚糖苷
脂肪醇 甲基酯 油、脂肪
36
碱氧化 葵二酸
油和脂肪
油酸
臭氧分解
二聚作用
壬二酸
二聚脂肪酸
聚酰胺
聚氨基甲酸乙酯
聚酰胺 非尼龙聚酰胺 环氧树脂改良
氧化、环氧化及其开环
油化多羟基化合物 油毡
辐射硫化丙稀酸酯
来自天然油脂的聚合物的分子机构单元
.
37
第3章 绿色化学原理
苯 Ni-Al2O3
2.25-5.52Mpa
.
20
有机合成反应以水为介质的问题： 有机反应物一般不溶于水，通常要用表面活性剂或者共溶剂打
破分层反应才可能顺利进行，而许多反应根本不能进行。 若反应的触媒、中间体或生成物在水中不稳定时，也会造成反
应不能进行。 在水中进行有机电解合成，则可能分解放出H2和O2。
【例】
.
21
MeO H
CHO
环己烷 Co-O2
环己酮＋环己醇 Ni-Al2O3 己二酸
0.83-0.97Mpa
2.25-5.52Mpa
葡萄糖 大肠杆菌 3-脱氢莽草酸 大肠杆菌
顺，顺－己二烯二酸
Pt/H2 0.34Mpa
己二酸
.
38
八、尽可能避免衍生反应
（一）合成化学受到的挑战及目前的对策 （二）保护基团 （三）成盐 （四）加上一个离去基团
.
6
7 最大限度地使用可更新原料(A raw material of feedstock should be renewable rather than depleting wherever technically and economically practicable)；
8 尽量避免不必要的衍生步骤(Unnecessary derivization should be avoided whenever possible)；
.
17
设计更安全化学品的实施条件
设计更安全化学品的途径 利用构效关系 避免毒性基团 降低生物利用率. Nhomakorabea18
五、采用无毒无害的溶剂和助剂
溶剂和助剂的使用面临困境 1. 溶剂和助剂的普遍使用 2. 溶剂问题 3. 溶剂对环境的影响
环境友好的绿色溶剂
1. 超临界流体 超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力下的流体。
.
39
九、尽可能使用性能优异的催化剂
.
31
.
32
.
33
光致变色螺比喃的制备
在声化学反应条件下反应15min，产率达91%，而常规搅拌 反应7天，产率仅为60%。
.
16
四、设计更安全化学品
设计更安全化学品的概念 设计更安全化学品所考虑的因素
1. 外部因素－减少暴露或降低进入生物体的机会 ⑴ 与化学品在环境中的分布扩散相关的性质 ⑵ 与化学品被生物体吸收相关的性质 ⑶ 考虑化学品被人体、动物或水生生物吸收的途径 ⑷ 杂质的消除
2. 内部因素－防治污染 ⑴ 解毒的便利 ⑵ 避免直接中毒 ⑶ 避免间接中毒
第三章 绿色化学原理
.
1
绿色化学的12个原理：
1 污染预防优于污染治理(It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed)；
2 设计合成方法时应最大限度地使所使用的所有材料均转 化至最终产品中(Synthetic methods should be designed to
.
3
4 设计化学品时应尽量保持其功效而降低其毒性 (Chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity)；
.
4
5 尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质(The use of
.
23
化学工业中能量的普遍使用 预反应过程使用能量 用热能加速化学反应 用冷却方法控制反应 分离需要能量
新的能量利用方式 1.电能 2.光能 3.微波 4.超声波
优化反应的能量需求
.
24
自由基反应是有机合成中一类非常重要的碳-碳键形成反应，实现自由 基环化的常规方法是使用过量的三丁基锡烷。这样的过程不仅原子利用率 低，而且使用和产生有毒的难以除去的锡试剂。
+
O
COOR
MeO CHO
MeO CHO
H H
+
COOR O
H H
COOR O
不同条件下的反应速率和产率
R
反应条件
产率 /%
Et
甲苯，室温， 288h
52
H
H2O,室温 ,17h
85
Na
H2O,室温 ,5h
100
甲：乙 0.85： 1 1.5： 1
3： 1
.
22
3. 非溶剂化 4. 用毒性较小的溶剂替代毒性较大的溶剂
是一种介于气态和液态之间的流体状态，其密度接近于液体，而 粘度接近于气体。由于这些性质超临界流体在萃取、色谱分离、 重结晶以及有机反应方面表现出特有的优越性。
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2. 水作为溶剂 有机合成反应以水为介质的优点：
水是与环境友好的绿色溶剂。 与其它溶剂相比水在地球上分布广,来源丰富,价格便宜。 水不会着火,安全可靠。 反应的处理和分离容易,可循环使用。 为反应提供了新的分子环境，有可能造成不同于传统溶剂的新 的反应，例如反应物中有的官能团在传统溶剂中需要保护的，以水为 介质时可能不用保护也可以，从而缩短合成路线。
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12 化工过程物质的选择与使用应使化学事故的隐患最 小(Substances and the form of a subatance used in a chemical process should be chosen so as to minimize the potential for chemical accidents,including release,explosion,and fires)。
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减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。①减少 用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转 化率、减少损 失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废 水及废弃物（副产物）排放量，必须排放标准以下。 重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如 化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用 的设计。
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表面活性剂及其他化学品的产生
（四）可再生原料的利用 油脂 葡萄糖
C H 3-(C H 2 )n-C H -(C H 2 )m -C H 3
S3 N Oa
烷基苯 烯烃 石腊 乙烯 石油、天然气
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C H 3 - ( C H 2 ) 1 0 ~ 1 6 - C H 2 - O - S O 3 N a C H 3 - ( C H 2 ) 1 0 ~ 1 6 - C H 2 - O - ( C H 2 C H 2 O ) n - H
以无机固体物为载体的有机合成反应，除上述优点外，还 具有操作简便，溶剂用量少，产物易于分离纯化，产率高等 特点，成为化学合成工作工作者研究的热点。
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2-甲基-1，3-戊二烯与乙醛酸酯在苯溶剂中的反应
微波辐射加热至140℃并反应10min，产率96%；而常规加 热搅拌反应6h，产率仅14%。
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微波是指频率在300MHz-300GHz范围的电磁波。微波对许多 有机合成反应的速度影响十分显著，较常规方法能增加几倍、几 十倍、甚至上千倍。同时，微波对化学反应体系不产生污染，微 波化学技术属于清洁技术。
对于微波加快化学反应速度的解释，一般认为微波是一种 内加热，受热体系温度均匀，无滞后效应，同时电磁场直接作 用于反应物分子，改变了反应历程，降低了反应活化能。
这两方面的问题用维生素B12催化的电还原方法可完全避免。利用天然、无毒、 手性的维生素B12为催化剂的电催化反应，可产生自由基类中间体，从而实现 在温和中性条件下的自由基环化反应：
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25
运用环境友好的光化学反应来替代一些需用有毒试剂的化学反应是 近年来研究较多的课题。Epling等人就致力于寻找二硫烷、苄基醚氧化 的替代反应。例如可见光条件下的二硫代保护基团的感光裂解：
auxiliary substances should be made unnecessary wherever
possible and,innocuous when used)；
.
5
6 能量使用应最小，并应考虑其会环境和经济的影 响，合成方法应在常温、常压下操作(Energy requirements should be recognized for their environmental and economic impacts and should be minimized.Synthetic methods should be conducted at ambient temperature and presoure)；
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回收——Recycling 回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、 催化剂、稳定剂等非反应试剂。
再生——Regeneration 再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有 效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。
拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替 代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在 化学过程中使用。
烷基聚糖苷
脂肪醇 甲基酯 油、脂肪
36
碱氧化 葵二酸
油和脂肪
油酸
臭氧分解
二聚作用
壬二酸
二聚脂肪酸
聚酰胺
聚氨基甲酸乙酯
聚酰胺 非尼龙聚酰胺 环氧树脂改良
氧化、环氧化及其开环
油化多羟基化合物 油毡
辐射硫化丙稀酸酯
来自天然油脂的聚合物的分子机构单元
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第3章 绿色化学原理
苯 Ni-Al2O3
2.25-5.52Mpa
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有机合成反应以水为介质的问题： 有机反应物一般不溶于水，通常要用表面活性剂或者共溶剂打
破分层反应才可能顺利进行，而许多反应根本不能进行。 若反应的触媒、中间体或生成物在水中不稳定时，也会造成反
应不能进行。 在水中进行有机电解合成，则可能分解放出H2和O2。
【例】
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MeO H
CHO
环己烷 Co-O2
环己酮＋环己醇 Ni-Al2O3 己二酸
0.83-0.97Mpa
2.25-5.52Mpa
葡萄糖 大肠杆菌 3-脱氢莽草酸 大肠杆菌
顺，顺－己二烯二酸
Pt/H2 0.34Mpa
己二酸
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八、尽可能避免衍生反应
（一）合成化学受到的挑战及目前的对策 （二）保护基团 （三）成盐 （四）加上一个离去基团
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6
7 最大限度地使用可更新原料(A raw material of feedstock should be renewable rather than depleting wherever technically and economically practicable)；
8 尽量避免不必要的衍生步骤(Unnecessary derivization should be avoided whenever possible)；
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设计更安全化学品的实施条件
设计更安全化学品的途径 利用构效关系 避免毒性基团 降低生物利用率. Nhomakorabea18
五、采用无毒无害的溶剂和助剂
溶剂和助剂的使用面临困境 1. 溶剂和助剂的普遍使用 2. 溶剂问题 3. 溶剂对环境的影响
环境友好的绿色溶剂
1. 超临界流体 超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力下的流体。
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九、尽可能使用性能优异的催化剂
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光致变色螺比喃的制备
在声化学反应条件下反应15min，产率达91%，而常规搅拌 反应7天，产率仅为60%。