绿色化学作业第1章

第一章作业

1、21世纪人类面临的4大问题是什么？

答：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？

答：（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NO X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？

答：（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。

4、绿色化学的内涵－5个R是什么？

（1）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？

答: 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？

答：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。

8、2010年美国总统绿色化学挑战奖获奖项目详细介绍

奖项：1、设计更加绿色化学品奖(Designing Greener Chemical Award)；

2、更加绿色合成路线奖(Greener Synthetic Pathways Award) ；

3、更加绿色溶剂反应条件奖(Greener Solvents and Reaction Conditions Award)；

4、小型企业奖(Small Business Award)；

5、学术奖(Academic Award)。

（1）绿色合成路线奖：2010年陶氏化学公司和巴斯夫公司HPPO技术，即利用过氧化氢生产环氧丙烷的环境友好创新工艺。与环氧丙烷的传统生产方法相比，该技术能够显著减少废水的产生（少70~80%），且能耗更低（低35%），装置的建设投资也更少（低25%）。含Ti 的ZSM-5分子筛催化剂，丙烯过量，过氧化氢全转化，无需回收。2008年工业化，2011年泰国建成第二套装置。

（2）绿色反应条件奖：2010年Merck和Codexis公司利用新型转氨酶生产Ⅱ型糖尿病药物西他列汀（Sitagliptin）的工艺。传统方法：钌催化剂，胺烯选择性加氢，250Psi高压，立体选择性差，产物分离难度大，副产物多。改进的转氨酶选择性催化西他列汀酮加氢得到R-西他列汀。

（3）绿色化学品奖：2010年Clarke公司绿色杀虫剂以多杀菌素Spinosad控制蚊子幼虫的生长。Spinosad在水中不稳定，Clarke公司将Spinosad包埋在石膏中制成Natular杀虫剂，缓慢释放180天，毒性比有机磷小15倍，环境无残留，生产过程不使用危险品。

（4）小企业奖：2010年LS9生物技术公司可再生石化燃料和基于微生物的

化学品生产.利用一系列基因改性微生物将植物糖转化为各种链烷烃、烯烃、脂肪醇和脂肪酯等产品。

（5）学术奖：2010年加州大学洛杉矶分校的华裔教授廖俊智“CO2在生物合成中循环利用”，基因改造技术,直接用二氧化碳转换为C3~C8长链的醇类燃料。基因改造的光合微生物，直接利用葡萄糖或CO2合成长链醇，热值比乙醇高。该技术一旦商品化，每年可替代四分之一的石油燃料，也可为地球减少5亿吨（约8.3%）的CO2 。