有机化学与绿色化学
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27
丙烯氧化制环氧丙烷
氯醇法
2CH3 CH CH2
+ 2HOCl
次氯酸
CH3 CH CH2 OH Cl
+
皂化
CH3 CH CH2 Cl OH
O 2 CH3 CH CH2
CH3 CH CH2 OH Cl
+
CH3 CH CH2 Cl OH
+
Ca(OH)2 石灰
原子经济性=？%
H2O2 CH3 CH CH2 TS-1
（1）从2-甲基-5-乙基吡啶出发
（2）从2,5-二氯吡啶出发
用钯催化羰基化反应
原子利用率达100%
25
（2）20世纪80年代，烃类氧化的技术突破—实现 “原子经济”反应
• •
•
发明钛硅分子筛作为氧化催化剂 采用H2O2为氧化剂 工业应用 丙烯环氧化制环氧丙烷 环己酮氨氧化制环己酮肟 苯酚氧化制对苯二酚
（5）应尽可能避免使用辅助物质（如溶剂、分 离剂等），如用时应是无毒的； （6）应考虑到能源消耗对环境和经济的影响， 并应尽量少地使用能源； （7）原料应是可再生的，而非将耗竭的； （8）尽量避免不必要的衍生化步骤； （9）催化性能试剂（有尽可能好的选择性）优 于当量试剂； （10）化工产品在完成其使命后，不应残留在 环境中，而能降解为无害的物质；
传统工艺 AlCl3
AlCl3
长链烷基苯合成 HF
绿色工艺 ZSM-5气相法 USY、液相法 、MCM-22 液相法 固体酸，固定床
AlCl3、HF催化剂：腐蚀设备，危害人身健康 和社区安全，废水、废渣污染环境
35
（5）开发新一代芳烃烷基化固体酸催化剂
•
分子筛等固体酸催化剂
环境友好，但是：酸强度低，分布不均，酸中 心少，反应温度和压力高，产品杂质增多
10
“绿色化学”的目标——要求任何一个化学的活 动，包括使用的原料、化学和化工过程、以及最 终产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。 绿色化学的基本原理 （1）防止污染的产生优于治理产生的污染； （2）原子经济性； （3）只要可行，应尽量采用毒性小的化学合成 路线； （4）更安全的化学品的设计应能保留其功效， 但降低毒性； 11
5
“鸟儿都到那里去了？许多人谈论着它们，感 到迷惑和不安。园后鸟儿寻食的地方冷落了。在 一些地方仅能见到的几只鸟儿也气息奄奄，它们 战栗得很厉害，飞不起来。这是一个没有声息的 春天。这里的清晨曾经荡漾着乌鸦、鸽子、鹪鹩 的合唱以及其它鸟鸣的音浪；然而现在一切声音 都没有了，只有一片寂静覆盖着田野、树木和沼 地。”
二、绿色化学在国内外的发展
★ 美国 1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的 防治定为国策； 1996年设定“总统绿色化学挑战奖”。 ★ 日本 制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设 立“为地球创新技术的研究院” ★ 欧盟各国 德国: 1991年制订“为环境而研究的计划” ； 英国: 2000年设立“Jerwood Salters环境奖”； 荷兰: 制订“清洁生产手册”。
•
正开发下一代固体酸催化剂
杂多酸、包裹型液体酸、Nafion/SiO2复合材 料、纳米分子筛复合材料、离子液体等
36
（6）替代剧毒光气等原料的绿色技术
• •
1984年印度播帕尔光气泄漏事件 2000年罗马尼亚一家氰化物泄漏到多瑙河支流 事件
•造成人身伤亡、生态环境严重破坏
•需要开发绿色技术
37
替代光气制造异氰酸酯工艺
6
在谈到有机氯农药对人类自身的危害时，R.卡逊说： “现在一个人从胎儿未出生直到死亡，都注定要和危险的 化学品接触。这个现象在世界历史上还是第一次。”有机 氯农药不仅危及了许多生物的生存，而且正在危害人类自 己。因此，她指出：“控制自然这个词是一个妄自尊大的 产物，是当生物学和哲学还处于低级幼稚阶段时的产物， 当时人们设想中的‘控制自然’就是要大自然为人们的方 便有利而存在。应用昆虫学上的这些概念和作法在很大程 度上应归咎于科学上的蒙昧。这样一门如此原始的科学却 已经被现代化，被最可怕的化学武器武装起来了。这些武 器在被用来对付昆虫之余，已转过来威胁着我们的整个大 地了。这真是我们的巨大不幸。”
7
最后，她得出了一个极为重要的结论：“我 们必须与其它生物共同分享我们的地球”。 ������ ——体现了“人与自然环境相和谐”的基本 规律。 ������ 《寂静的春天》这本书标志着一个新的“生 物学时代”的开始，因为在此之前，人们对环境 的关心仅仅局限在一些狭窄的、彼此隔离的范围 内，如土壤、森林、水管理、野生生物保护等； 而环境污染对人类的危害一般地被认为随着传染 疾病的被控制而结束。
C＋D C
被利用原子的原子量之和 废物 为零
100
17
反应中所有反应物的分子式量
例如1：用 乙烯 合成
环氧乙烷
用传统的氯醇法合成环氧乙烷，其原子利用率只有25%。
采用乙烯催化环氧化方法仅需一步反应，原子 利用率达到100%，产率99%。
18
例如2：
19
例如3： Noyori发展了一种把环己烯直接用30%双氧水氧 化成己二酸的方法：
26
丙烯氧化制环氧丙烷的绿色化学研究 环氧丙烷（PO）是丙烯衍生物中产量仅次于聚 丙烯和丙烯腈的第三大品种。 PO化学性质十分活泼，是生产聚醚、丙二醇、 异丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等的重要原料， 进而生产不饱和聚酯树脂、聚氨酯、表面活性剂等； 也可用于生产非离子表面活性剂、油田破乳剂、农 药乳化剂和润湿剂等，广泛应用于化工、轻工、医 药、食品、纺织等行业，对化学工业及国民经济的 发展具有深远的影响。
+ CaCl2 + 2H2O
废渣
O CH3 CH CH2
废水
H2O
28
原子经济性=76.3%
TS-1分子筛的选择氧化反应
29
环氧丙烷其他绿色合成技术发展
A、电化学氧化技术 其原理是使电解水产生的活性氧原子吸附于特殊 的电解阳极表面，在还未形成O2分子之前，与通入阳 极室并吸附于阳极表面的丙烯反应生成PO。 尽管丙烯电化学氧化技术的突出优点是不产生含 卤副产品，生产更加清洁、工艺相对简单，而且在电 反应机理、电解催化剂、电解槽等方面的基础工作也 取得了一定进展，但要实现PO的工业化生产，提高 丙烯的转化率、电氧化效率及反应选择性是关键。
有机化学与绿色化学
1
早期的反思——《寂静的春天》
1962年美国海洋生物学家雷切尔.卡逊女士 （Rachel Karson） ������ 在研究使用杀虫剂的种种危害之后，发表科普 著作《寂静的春天》。 ������ 在书中向人们呼吁，我们长期以来所走的发展 之路虽然看起来舒适、平坦，但这条路的重点趋势: 灾难的等待。
15
三、绿色化学的主要内容
无毒无害原料 可再生资源
原子经济反应
环境友好产品 回归自然 废物回收利用
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
16
四、研究“废物零排放”的“原子经济” 反应是绿色化学的重点
Barry Trost教授：原子经济性(Atom Economy)概念
产物
废物
A＋B A＋B
％原子经济性＝
12
（11）分析方法必须进一步发展，以使在有害 物质生成前进行即时的和在线跟踪及控 制； （12）在化学转换过程中，所选用的物质和物 质形态应尽可能地降低发生化学事故的 可能性。 从根本上说，绿色化学是要求化学从一个 崭新的角度来审视“传统”的化学研究和化工 过程，并以“与环境友好”为基础和出发点提 出新的化学问题，创新出新的化工技术。 13
30
B、光催化氧化技术 最早采用TiO2 、ZrO2 和SnO2 等氧化物作催化剂， 在光照条件下研究PO的合成，但PO的选择性很低， 主要产物为CO2和H2O。 但目前仍处于基础研究阶段。如何减少大量氧化 副产物的产生，提高PO选择性，开发高效的光催化 剂应是今后光催化氧化技术研究的重点。
31
C、丙烯环氧化的胶束催化反应工艺 使用超滤膜设计了PO胶束催化反应工艺，其原 理是过氧化氢和丙烯以气相进入膜分离反应器，产 品混合物是PO、H2O、未反应的H2O2和丙烯，经超 滤渗透后蒸馏分离。 分离的丙烯和浓缩的H2O2 水溶液可循环使用。 该工艺反应与分离同时进行，故可连续操作。 胶束催化合成PO是近年来开发的一种新技术， 目前仍处于实验研究阶段，对反应机理、反应工艺 条件、表面活性剂和催化剂选择及反应器设计等还 需进一步研究探讨，尤其是基础理论方面的研究工 作还有待深入。
8
一、绿色化学概念
Green Chemistry) ——环境无害化学 ——环境友好化学 ——清洁化学 ★ 从源头消除污染的途径 ★ 新设计化学合成方法和化工产品来根除污 染源
9
废物处理与处置的发展过程
★ 20世纪40~50年代 —— 稀释废物 ★ 20世纪60~70年代 —— 废物后处理 ★ 20世纪90年代 —— 从源头消除污染源
R－N=C=O
• •
•
伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应 伯胺和一氧化碳进行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化 正在小试、中试，比光气法生产 成本高10％，需降低成本
38
甲基丙烯酸甲酯的生产工艺
传统工艺
绿色工艺
投资成本低
39
（7）化工生产过程中挥发性有机溶剂的代替 • 挥发性有机溶剂对环境的危害
33
（3）烃类催化氧化的新进展
•
降低H2O2费用
原位H2、O2合成H2O2，与丙烯环氧化集成 新氧化剂—异丙苯过氧化物
•
新氧化催化材料
Sn/沸石 有机氮络合Fe2+系催化剂 含钨的金属簇相转移催化剂 ……
34
（4）开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂
工艺 乙苯合成
异丙苯合成
32
D、生物酶催化氧化技术
以酶或微生物作为生物催化剂的催化氧化技术反 应条件温和，选择性高，是目前最受欢迎的清洁生产 技术之一。
1980年Cetus公司报道了PO的生物酶法催化氧化 技术。其原理是生物质在氧化酶作用下产生过氧化氢， 再通过卤过氧化酶的催化作用，与丙烯和卤离子反应 生成卤丙醇，然后在卤醇过氧化酶催化下生成PO。 由于还没有找到高效的丙烯环氧化的单氧酶 (monooxygenase)，再加上该技术综合经济技术指标 太差，近年来直接用生物酶催化氧化丙烯合成PO的 研究报道已很少见。
14
★ 中国
1993年世界环境和发展大会之后，编制了《中国21 世纪议程》郑重声明走可持续发展道路的决心。 科学行动: ◆ 1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推
进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动 ◆ 1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发 展问题对科学的挑战——绿色化学 ◆ 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 ◆ 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学 问题” ◆ 2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项— —石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
2
3
R.卡逊在50年代末，用了4年时间研究美 国官方和民间关于使用杀虫剂造成的污染危害的 报告，进行了大量调查研究，于1962年推出《寂 静的春天》一书。
4
书中特别描述了有机氯农药污染使本来生机勃 勃的春天都“寂静”了的可怕现实。书中写到： ������ “从前，在美国中部有一个城镇，这里的一 切生物看来与其周围的环境生活得很和谐。……使 在冬天，道路两旁也是美丽的，那里有无数的小鸟 飞来，洁净而又清凉的小溪从山中流出，形成了绿 荫掩映的生活着鳟鱼的池塘”。 ������ 然而现在，……
这是一个不用有机溶剂和不含卤素的绿色过程。
20
五、不同工业部门生产中的废物排放量
工业部门 炼油 大宗化学品 精细化工 制药 每吨产品排放的废物（Kg/吨） ~0.1 1~5 5~20 25~100
制药、精细化工—更需开发原子经济反应
21
六、绿色化学的发展
☆ 医药、农药等精细化学品的 “原子经济” 反 应 ☆ 大宗石油化工品的绿色化技术的发展 ☆ 超临界CO2代替有毒、有害溶剂的推广应用 ☆ 生物质资源生产大宗有机化工品和超清洁 生物柴油的生产 ☆ 废合成材料的回收利用
22
（1）绿色化学在医学上的发展
第一步
Boots公司的Brown 方法合成布洛芬 —镇静、止痛药
第二步ຫໍສະໝຸດ Baidu
原子经济性 ~40%
布洛芬 第六步
第三步
第四步
第五步
23
BHC公司新 发明的绿色 方法
原子经济性 ~99% 获1997年美国总统 “绿色化学挑战奖”
第一步
第二步
第三步
简单！
24
抗帕金森药物Lazabemide的绿色合成
丙烯氧化制环氧丙烷
氯醇法
2CH3 CH CH2
+ 2HOCl
次氯酸
CH3 CH CH2 OH Cl
+
皂化
CH3 CH CH2 Cl OH
O 2 CH3 CH CH2
CH3 CH CH2 OH Cl
+
CH3 CH CH2 Cl OH
+
Ca(OH)2 石灰
原子经济性=？%
H2O2 CH3 CH CH2 TS-1
（1）从2-甲基-5-乙基吡啶出发
（2）从2,5-二氯吡啶出发
用钯催化羰基化反应
原子利用率达100%
25
（2）20世纪80年代，烃类氧化的技术突破—实现 “原子经济”反应
• •
•
发明钛硅分子筛作为氧化催化剂 采用H2O2为氧化剂 工业应用 丙烯环氧化制环氧丙烷 环己酮氨氧化制环己酮肟 苯酚氧化制对苯二酚
（5）应尽可能避免使用辅助物质（如溶剂、分 离剂等），如用时应是无毒的； （6）应考虑到能源消耗对环境和经济的影响， 并应尽量少地使用能源； （7）原料应是可再生的，而非将耗竭的； （8）尽量避免不必要的衍生化步骤； （9）催化性能试剂（有尽可能好的选择性）优 于当量试剂； （10）化工产品在完成其使命后，不应残留在 环境中，而能降解为无害的物质；
传统工艺 AlCl3
AlCl3
长链烷基苯合成 HF
绿色工艺 ZSM-5气相法 USY、液相法 、MCM-22 液相法 固体酸，固定床
AlCl3、HF催化剂：腐蚀设备，危害人身健康 和社区安全，废水、废渣污染环境
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（5）开发新一代芳烃烷基化固体酸催化剂
•
分子筛等固体酸催化剂
环境友好，但是：酸强度低，分布不均，酸中 心少，反应温度和压力高，产品杂质增多
10
“绿色化学”的目标——要求任何一个化学的活 动，包括使用的原料、化学和化工过程、以及最 终产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。 绿色化学的基本原理 （1）防止污染的产生优于治理产生的污染； （2）原子经济性； （3）只要可行，应尽量采用毒性小的化学合成 路线； （4）更安全的化学品的设计应能保留其功效， 但降低毒性； 11
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“鸟儿都到那里去了？许多人谈论着它们，感 到迷惑和不安。园后鸟儿寻食的地方冷落了。在 一些地方仅能见到的几只鸟儿也气息奄奄，它们 战栗得很厉害，飞不起来。这是一个没有声息的 春天。这里的清晨曾经荡漾着乌鸦、鸽子、鹪鹩 的合唱以及其它鸟鸣的音浪；然而现在一切声音 都没有了，只有一片寂静覆盖着田野、树木和沼 地。”
二、绿色化学在国内外的发展
★ 美国 1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的 防治定为国策； 1996年设定“总统绿色化学挑战奖”。 ★ 日本 制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设 立“为地球创新技术的研究院” ★ 欧盟各国 德国: 1991年制订“为环境而研究的计划” ； 英国: 2000年设立“Jerwood Salters环境奖”； 荷兰: 制订“清洁生产手册”。
•
正开发下一代固体酸催化剂
杂多酸、包裹型液体酸、Nafion/SiO2复合材 料、纳米分子筛复合材料、离子液体等
36
（6）替代剧毒光气等原料的绿色技术
• •
1984年印度播帕尔光气泄漏事件 2000年罗马尼亚一家氰化物泄漏到多瑙河支流 事件
•造成人身伤亡、生态环境严重破坏
•需要开发绿色技术
37
替代光气制造异氰酸酯工艺
6
在谈到有机氯农药对人类自身的危害时，R.卡逊说： “现在一个人从胎儿未出生直到死亡，都注定要和危险的 化学品接触。这个现象在世界历史上还是第一次。”有机 氯农药不仅危及了许多生物的生存，而且正在危害人类自 己。因此，她指出：“控制自然这个词是一个妄自尊大的 产物，是当生物学和哲学还处于低级幼稚阶段时的产物， 当时人们设想中的‘控制自然’就是要大自然为人们的方 便有利而存在。应用昆虫学上的这些概念和作法在很大程 度上应归咎于科学上的蒙昧。这样一门如此原始的科学却 已经被现代化，被最可怕的化学武器武装起来了。这些武 器在被用来对付昆虫之余，已转过来威胁着我们的整个大 地了。这真是我们的巨大不幸。”
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最后，她得出了一个极为重要的结论：“我 们必须与其它生物共同分享我们的地球”。 ������ ——体现了“人与自然环境相和谐”的基本 规律。 ������ 《寂静的春天》这本书标志着一个新的“生 物学时代”的开始，因为在此之前，人们对环境 的关心仅仅局限在一些狭窄的、彼此隔离的范围 内，如土壤、森林、水管理、野生生物保护等； 而环境污染对人类的危害一般地被认为随着传染 疾病的被控制而结束。
C＋D C
被利用原子的原子量之和 废物 为零
100
17
反应中所有反应物的分子式量
例如1：用 乙烯 合成
环氧乙烷
用传统的氯醇法合成环氧乙烷，其原子利用率只有25%。
采用乙烯催化环氧化方法仅需一步反应，原子 利用率达到100%，产率99%。
18
例如2：
19
例如3： Noyori发展了一种把环己烯直接用30%双氧水氧 化成己二酸的方法：
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丙烯氧化制环氧丙烷的绿色化学研究 环氧丙烷（PO）是丙烯衍生物中产量仅次于聚 丙烯和丙烯腈的第三大品种。 PO化学性质十分活泼，是生产聚醚、丙二醇、 异丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等的重要原料， 进而生产不饱和聚酯树脂、聚氨酯、表面活性剂等； 也可用于生产非离子表面活性剂、油田破乳剂、农 药乳化剂和润湿剂等，广泛应用于化工、轻工、医 药、食品、纺织等行业，对化学工业及国民经济的 发展具有深远的影响。
+ CaCl2 + 2H2O
废渣
O CH3 CH CH2
废水
H2O
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原子经济性=76.3%
TS-1分子筛的选择氧化反应
29
环氧丙烷其他绿色合成技术发展
A、电化学氧化技术 其原理是使电解水产生的活性氧原子吸附于特殊 的电解阳极表面，在还未形成O2分子之前，与通入阳 极室并吸附于阳极表面的丙烯反应生成PO。 尽管丙烯电化学氧化技术的突出优点是不产生含 卤副产品，生产更加清洁、工艺相对简单，而且在电 反应机理、电解催化剂、电解槽等方面的基础工作也 取得了一定进展，但要实现PO的工业化生产，提高 丙烯的转化率、电氧化效率及反应选择性是关键。
有机化学与绿色化学
1
早期的反思——《寂静的春天》
1962年美国海洋生物学家雷切尔.卡逊女士 （Rachel Karson） ������ 在研究使用杀虫剂的种种危害之后，发表科普 著作《寂静的春天》。 ������ 在书中向人们呼吁，我们长期以来所走的发展 之路虽然看起来舒适、平坦，但这条路的重点趋势: 灾难的等待。
15
三、绿色化学的主要内容
无毒无害原料 可再生资源
原子经济反应
环境友好产品 回归自然 废物回收利用
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
16
四、研究“废物零排放”的“原子经济” 反应是绿色化学的重点
Barry Trost教授：原子经济性(Atom Economy)概念
产物
废物
A＋B A＋B
％原子经济性＝
12
（11）分析方法必须进一步发展，以使在有害 物质生成前进行即时的和在线跟踪及控 制； （12）在化学转换过程中，所选用的物质和物 质形态应尽可能地降低发生化学事故的 可能性。 从根本上说，绿色化学是要求化学从一个 崭新的角度来审视“传统”的化学研究和化工 过程，并以“与环境友好”为基础和出发点提 出新的化学问题，创新出新的化工技术。 13
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B、光催化氧化技术 最早采用TiO2 、ZrO2 和SnO2 等氧化物作催化剂， 在光照条件下研究PO的合成，但PO的选择性很低， 主要产物为CO2和H2O。 但目前仍处于基础研究阶段。如何减少大量氧化 副产物的产生，提高PO选择性，开发高效的光催化 剂应是今后光催化氧化技术研究的重点。
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C、丙烯环氧化的胶束催化反应工艺 使用超滤膜设计了PO胶束催化反应工艺，其原 理是过氧化氢和丙烯以气相进入膜分离反应器，产 品混合物是PO、H2O、未反应的H2O2和丙烯，经超 滤渗透后蒸馏分离。 分离的丙烯和浓缩的H2O2 水溶液可循环使用。 该工艺反应与分离同时进行，故可连续操作。 胶束催化合成PO是近年来开发的一种新技术， 目前仍处于实验研究阶段，对反应机理、反应工艺 条件、表面活性剂和催化剂选择及反应器设计等还 需进一步研究探讨，尤其是基础理论方面的研究工 作还有待深入。
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一、绿色化学概念
Green Chemistry) ——环境无害化学 ——环境友好化学 ——清洁化学 ★ 从源头消除污染的途径 ★ 新设计化学合成方法和化工产品来根除污 染源
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废物处理与处置的发展过程
★ 20世纪40~50年代 —— 稀释废物 ★ 20世纪60~70年代 —— 废物后处理 ★ 20世纪90年代 —— 从源头消除污染源
R－N=C=O
• •
•
伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应 伯胺和一氧化碳进行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化 正在小试、中试，比光气法生产 成本高10％，需降低成本
38
甲基丙烯酸甲酯的生产工艺
传统工艺
绿色工艺
投资成本低
39
（7）化工生产过程中挥发性有机溶剂的代替 • 挥发性有机溶剂对环境的危害
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（3）烃类催化氧化的新进展
•
降低H2O2费用
原位H2、O2合成H2O2，与丙烯环氧化集成 新氧化剂—异丙苯过氧化物
•
新氧化催化材料
Sn/沸石 有机氮络合Fe2+系催化剂 含钨的金属簇相转移催化剂 ……
34
（4）开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂
工艺 乙苯合成
异丙苯合成
32
D、生物酶催化氧化技术
以酶或微生物作为生物催化剂的催化氧化技术反 应条件温和，选择性高，是目前最受欢迎的清洁生产 技术之一。
1980年Cetus公司报道了PO的生物酶法催化氧化 技术。其原理是生物质在氧化酶作用下产生过氧化氢， 再通过卤过氧化酶的催化作用，与丙烯和卤离子反应 生成卤丙醇，然后在卤醇过氧化酶催化下生成PO。 由于还没有找到高效的丙烯环氧化的单氧酶 (monooxygenase)，再加上该技术综合经济技术指标 太差，近年来直接用生物酶催化氧化丙烯合成PO的 研究报道已很少见。
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★ 中国
1993年世界环境和发展大会之后，编制了《中国21 世纪议程》郑重声明走可持续发展道路的决心。 科学行动: ◆ 1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推
进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动 ◆ 1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发 展问题对科学的挑战——绿色化学 ◆ 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 ◆ 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学 问题” ◆ 2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项— —石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
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R.卡逊在50年代末，用了4年时间研究美 国官方和民间关于使用杀虫剂造成的污染危害的 报告，进行了大量调查研究，于1962年推出《寂 静的春天》一书。
4
书中特别描述了有机氯农药污染使本来生机勃 勃的春天都“寂静”了的可怕现实。书中写到： ������ “从前，在美国中部有一个城镇，这里的一 切生物看来与其周围的环境生活得很和谐。……使 在冬天，道路两旁也是美丽的，那里有无数的小鸟 飞来，洁净而又清凉的小溪从山中流出，形成了绿 荫掩映的生活着鳟鱼的池塘”。 ������ 然而现在，……
这是一个不用有机溶剂和不含卤素的绿色过程。
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五、不同工业部门生产中的废物排放量
工业部门 炼油 大宗化学品 精细化工 制药 每吨产品排放的废物（Kg/吨） ~0.1 1~5 5~20 25~100
制药、精细化工—更需开发原子经济反应
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六、绿色化学的发展
☆ 医药、农药等精细化学品的 “原子经济” 反 应 ☆ 大宗石油化工品的绿色化技术的发展 ☆ 超临界CO2代替有毒、有害溶剂的推广应用 ☆ 生物质资源生产大宗有机化工品和超清洁 生物柴油的生产 ☆ 废合成材料的回收利用
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（1）绿色化学在医学上的发展
第一步
Boots公司的Brown 方法合成布洛芬 —镇静、止痛药
第二步ຫໍສະໝຸດ Baidu
原子经济性 ~40%
布洛芬 第六步
第三步
第四步
第五步
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BHC公司新 发明的绿色 方法
原子经济性 ~99% 获1997年美国总统 “绿色化学挑战奖”
第一步
第二步
第三步
简单！
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抗帕金森药物Lazabemide的绿色合成