第五章、绿色化学的应用实例
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入大气会造成严重的铅(Pd)污染。 人们己寻找到的四乙基铅的代用品，包括含氧有机物，
如乙醇、二甲醚、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)
以及茂金属化合物(如甲基环戊二烯三羰基锰)等
ONa + CH3I
OCH3
+
CH3I
OCH3
2000年1月1日，我国颁布新的汽油标准，改用甲
基环戊二烯羰基锰(MMT)替代四乙基铅作为新的汽油
2、二噁英的结构
二噁英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，母体结
构为:
O
O
二噁英中毒性很强的一类化合物是母体结构的各种氯 代物(单氯代或多氯代)。芳环上可被氯取代的氢很多，
因此氯代二噁英的数目惊人。
Cl Cl
O O
毒性最强
Cl Cl
3、二噁英的产生
科学研究表明，用氯气对自来水进行消毒、杀菌 时，尤其是水中含有酚类物质时，极易生成二噁英 等有害的有机氯化物，其原因是氯化作用生成氯代 酚，而氯代酚可以进一步互相结合而失去小分子， 生成二噁英类物质。其反应式具体如下：
氯仿(CHCl3)、二噁英。特别是二噁英的生成，是
氯气由消毒必然将氯气的辉煌时代走向终结。
1、二噁英的恐怖史 1999年初，比利时等国饲料因被二噁英污染， 导致禽畜类制品、乳制品中的二噁英严重超标， 引起欧洲食品严重滞销，这就是全球瞩目、轰动 一时的“二噁英事件”。 二噁英的毒性约是氰化钾(KCN)的1000倍，是人 类目前发现的最毒的化合物(天然的生物毒素除外) 之一，被称为“毒中之王”。 （教材上二案例要参阅 P61页）
最受欢迎的还是乙醇类添加剂，根据发展，将来只有醇
类汽油才能解决环境污染问题和能源危机的出路。但由于 添加量大又受到一定的发展限制。
第二节
一、氯气带来的危害
绿色消毒与漂白
在传统的消毒、漂白领域，常用的实际是氯气，
是利用其生成次氯酸(HClO)的氧化性。但氯气对
有机物的氧化作用，可能会生成有毒有机物。如
OH
+
Cl OH
3Cl2
Cl Cl Cl Cl Cl Cl
+
3HCl
O O Cl Cl
+
Cl O HCl
+
Hale Waihona Puke 2HClClCl H O
除氯气消毒、漂白可能产生二噁英外，以卤代酚为原料 的化学反应(如2，4-D的合成)、森林燃烧、焚烧垃圾(尤
其是含氯等卤素的垃圾，如PVC的焚烧处理)等，都可能生
成二噁英。 在美国：焚烧垃圾产生二噁英占总量的95%. 森林火灾，聚氯乙烯手套等都会产生二噁英。 二、绿色漂白剂、消毒剂的开发 有漂白、消毒作用的氯气的代用品，有二氧化氯(ClO2) 和不含氯的过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)等物质，使用他们 的无污染漂白、消毒技术，将对传统的有严重污染的纸浆
艺严重污染环境，且产生致癌物。用臭氧漂白纸浆，严格控制反
应器中水的注入量，以便进行水洗并将纸浆分离出来，因而不存 臭氧可用臭氧机生产，只要通以110KV高电压，便可生产，且效 率越高，成本越低。
在用硫黄处理时的废气和臭味，基本消除了氯气漂白带来的污染。
3、过氧化氢（H2O2） 以氯为活性组分的消毒剂，如氯气、次氯酸钠，具有有 意的杀菌性能。但为明确达到杀菌效果，其有一定的残 留量，极易引起副作用。以过氧化氢为活性组分的绿色 消毒剂，不仅具有良好的杀菌效果，而且无色无味，其 残留物在水中很容易分解为氧气和水，无任何有害物质， 是环保型消毒剂。这类产品广泛应用于家庭及医院、学 校等公共场所，也可用于饮料包装物及生产装置的消毒。
防爆添加剂，使人群，尤其是交通警察、炼油厂工
人、加油站职工和繁华马路附近居民等通过大气接
触MMT的机会大大增加 。研究表明锰在肾脏和前列
腺中蓄积量最高且有致癌性，目前不提倡多用。
汽油分为含铅汽油和无铅汽油两大类,还有一种乙 醇汽油。 目前加油站销售汽油一般分为90号、93号、97号、 98号汽油。其标号代表了汽油中辛烷值不同的含量。 辛烷值越高，其抗爆性越好，汽油发动机发生爆震 的可能性就越小。 柴油是柴油汽车、拖拉机等柴油发动机的燃料，也 称轻柴油。和气车用汽油一样，柴油也有不同的标 号，不同的是汽油标号由辛烷值确定，而划分柴油 标号的依据则是柴油的凝固点。目前国内应用的轻 柴油按凝固点分为6个标号：5＃柴油、0＃柴油、－ 10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。 选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。
选用低一级标号的柴油当然更好.
目前代替铅汽油的添加剂有：乙醇、二甲醚、甲基叔丁 基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）等，其中 MTBE己工业化大量生产也在大量使用，其反应物主要是 甲醇和异丁烯合成制备得到MTBE，并且原子转化率为
100%（注意该反应的化学式）。但该添加剂有一定的潜
伏毒性，目前不提倡推广使用。
一般来讲，5＃柴油适合于气温在8℃以上时使用；0＃ 柴
油适用于气温在8℃至4℃时使用；－10＃柴油适用于气温在
4℃至－5℃时使用；－20＃柴油适用于气温在－5℃至－
14℃时使用；－35＃柴油适用于气温在－14℃至－29℃时使 用；－50＃柴油适用于气温在－29℃至－44℃或者低于该温 度时使用。专家表示，选用柴油的标号如果不适合使用温度 区间，发动机中的燃油系统就可能结蜡，堵塞油路，影响发 动机的正常工作。柴油的标号越低，结蜡的可能性就越小， 当然价格也就越高。在适用于一个标号柴油的温度区间内而
氯化漂白和次氯酸盐漂白以及自来水消毒等带来绿色革命。
1、二氧化氯
鉴于氯气(Cl2)可能导致生成二噁英，目前自来水的消毒只
有用具有氧化作用的二氧化氯(如ClO2)的趋势。ClO2是一种易
爆气体，易分解，因此通常现场制备、现场使用，其制备原理
是氯酸盐(如氯酸钾，KClO3)与还原剂(如二氧化硫，在反应体 系中由亚硫酸和硫酸直接产生)的反应
2KClO3 NaSO3 H2SO4
2ClO2 K2SO4 NaSO4 H2O
为了防止ClO2爆炸，在上述制备过程中要通入氮气(N2),将
ClO2冲淡并吹出。ClO2不仅可以用于自来水消毒，也可以
用于纸浆等的漂白，同样不会生成二噁英等有害的有机氯 化物，因此ClO2成为绿色试剂。 2、臭氧 当今，世界各国的造纸厂多用氯和次氯酸钠漂白纸浆，这种工
第五章 绿色化学的应用实例
目前，绿色化学的基本原理和内容己经被广 泛的接受和应用。为了加强对绿色化学的理 解，本章侧重于从化学知识的角度对绿色化 学的应用进行解读。
第一节
新型汽油添加剂
为获得高质量汽油，提高汽油的抗震性，需在汽油中添加
四乙基铅[Pd(CH2CH3)4],但其最终产生的二溴化铅(PbBr2)进
如乙醇、二甲醚、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)
以及茂金属化合物(如甲基环戊二烯三羰基锰)等
ONa + CH3I
OCH3
+
CH3I
OCH3
2000年1月1日，我国颁布新的汽油标准，改用甲
基环戊二烯羰基锰(MMT)替代四乙基铅作为新的汽油
2、二噁英的结构
二噁英是一类具有高毒性芳香族化合物的总称，母体结
构为:
O
O
二噁英中毒性很强的一类化合物是母体结构的各种氯 代物(单氯代或多氯代)。芳环上可被氯取代的氢很多，
因此氯代二噁英的数目惊人。
Cl Cl
O O
毒性最强
Cl Cl
3、二噁英的产生
科学研究表明，用氯气对自来水进行消毒、杀菌 时，尤其是水中含有酚类物质时，极易生成二噁英 等有害的有机氯化物，其原因是氯化作用生成氯代 酚，而氯代酚可以进一步互相结合而失去小分子， 生成二噁英类物质。其反应式具体如下：
氯仿(CHCl3)、二噁英。特别是二噁英的生成，是
氯气由消毒必然将氯气的辉煌时代走向终结。
1、二噁英的恐怖史 1999年初，比利时等国饲料因被二噁英污染， 导致禽畜类制品、乳制品中的二噁英严重超标， 引起欧洲食品严重滞销，这就是全球瞩目、轰动 一时的“二噁英事件”。 二噁英的毒性约是氰化钾(KCN)的1000倍，是人 类目前发现的最毒的化合物(天然的生物毒素除外) 之一，被称为“毒中之王”。 （教材上二案例要参阅 P61页）
最受欢迎的还是乙醇类添加剂，根据发展，将来只有醇
类汽油才能解决环境污染问题和能源危机的出路。但由于 添加量大又受到一定的发展限制。
第二节
一、氯气带来的危害
绿色消毒与漂白
在传统的消毒、漂白领域，常用的实际是氯气，
是利用其生成次氯酸(HClO)的氧化性。但氯气对
有机物的氧化作用，可能会生成有毒有机物。如
OH
+
Cl OH
3Cl2
Cl Cl Cl Cl Cl Cl
+
3HCl
O O Cl Cl
+
Cl O HCl
+
Hale Waihona Puke 2HClClCl H O
除氯气消毒、漂白可能产生二噁英外，以卤代酚为原料 的化学反应(如2，4-D的合成)、森林燃烧、焚烧垃圾(尤
其是含氯等卤素的垃圾，如PVC的焚烧处理)等，都可能生
成二噁英。 在美国：焚烧垃圾产生二噁英占总量的95%. 森林火灾，聚氯乙烯手套等都会产生二噁英。 二、绿色漂白剂、消毒剂的开发 有漂白、消毒作用的氯气的代用品，有二氧化氯(ClO2) 和不含氯的过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)等物质，使用他们 的无污染漂白、消毒技术，将对传统的有严重污染的纸浆
艺严重污染环境，且产生致癌物。用臭氧漂白纸浆，严格控制反
应器中水的注入量，以便进行水洗并将纸浆分离出来，因而不存 臭氧可用臭氧机生产，只要通以110KV高电压，便可生产，且效 率越高，成本越低。
在用硫黄处理时的废气和臭味，基本消除了氯气漂白带来的污染。
3、过氧化氢（H2O2） 以氯为活性组分的消毒剂，如氯气、次氯酸钠，具有有 意的杀菌性能。但为明确达到杀菌效果，其有一定的残 留量，极易引起副作用。以过氧化氢为活性组分的绿色 消毒剂，不仅具有良好的杀菌效果，而且无色无味，其 残留物在水中很容易分解为氧气和水，无任何有害物质， 是环保型消毒剂。这类产品广泛应用于家庭及医院、学 校等公共场所，也可用于饮料包装物及生产装置的消毒。
防爆添加剂，使人群，尤其是交通警察、炼油厂工
人、加油站职工和繁华马路附近居民等通过大气接
触MMT的机会大大增加 。研究表明锰在肾脏和前列
腺中蓄积量最高且有致癌性，目前不提倡多用。
汽油分为含铅汽油和无铅汽油两大类,还有一种乙 醇汽油。 目前加油站销售汽油一般分为90号、93号、97号、 98号汽油。其标号代表了汽油中辛烷值不同的含量。 辛烷值越高，其抗爆性越好，汽油发动机发生爆震 的可能性就越小。 柴油是柴油汽车、拖拉机等柴油发动机的燃料，也 称轻柴油。和气车用汽油一样，柴油也有不同的标 号，不同的是汽油标号由辛烷值确定，而划分柴油 标号的依据则是柴油的凝固点。目前国内应用的轻 柴油按凝固点分为6个标号：5＃柴油、0＃柴油、－ 10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。 选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。
选用低一级标号的柴油当然更好.
目前代替铅汽油的添加剂有：乙醇、二甲醚、甲基叔丁 基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）等，其中 MTBE己工业化大量生产也在大量使用，其反应物主要是 甲醇和异丁烯合成制备得到MTBE，并且原子转化率为
100%（注意该反应的化学式）。但该添加剂有一定的潜
伏毒性，目前不提倡推广使用。
一般来讲，5＃柴油适合于气温在8℃以上时使用；0＃ 柴
油适用于气温在8℃至4℃时使用；－10＃柴油适用于气温在
4℃至－5℃时使用；－20＃柴油适用于气温在－5℃至－
14℃时使用；－35＃柴油适用于气温在－14℃至－29℃时使 用；－50＃柴油适用于气温在－29℃至－44℃或者低于该温 度时使用。专家表示，选用柴油的标号如果不适合使用温度 区间，发动机中的燃油系统就可能结蜡，堵塞油路，影响发 动机的正常工作。柴油的标号越低，结蜡的可能性就越小， 当然价格也就越高。在适用于一个标号柴油的温度区间内而
氯化漂白和次氯酸盐漂白以及自来水消毒等带来绿色革命。
1、二氧化氯
鉴于氯气(Cl2)可能导致生成二噁英，目前自来水的消毒只
有用具有氧化作用的二氧化氯(如ClO2)的趋势。ClO2是一种易
爆气体，易分解，因此通常现场制备、现场使用，其制备原理
是氯酸盐(如氯酸钾，KClO3)与还原剂(如二氧化硫，在反应体 系中由亚硫酸和硫酸直接产生)的反应
2KClO3 NaSO3 H2SO4
2ClO2 K2SO4 NaSO4 H2O
为了防止ClO2爆炸，在上述制备过程中要通入氮气(N2),将
ClO2冲淡并吹出。ClO2不仅可以用于自来水消毒，也可以
用于纸浆等的漂白，同样不会生成二噁英等有害的有机氯 化物，因此ClO2成为绿色试剂。 2、臭氧 当今，世界各国的造纸厂多用氯和次氯酸钠漂白纸浆，这种工
第五章 绿色化学的应用实例
目前，绿色化学的基本原理和内容己经被广 泛的接受和应用。为了加强对绿色化学的理 解，本章侧重于从化学知识的角度对绿色化 学的应用进行解读。
第一节
新型汽油添加剂
为获得高质量汽油，提高汽油的抗震性，需在汽油中添加
四乙基铅[Pd(CH2CH3)4],但其最终产生的二溴化铅(PbBr2)进