绿色化学

超临界co2作萃取剂：
医药工业 化妆品香 料工业
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6.有节能效益的设计：合成方法必须考虑过程中 能耗对成本和环境的影响,应设法降低能耗,尽可能 在常温常压条件下的合成方法.
可利用的能源 电能
自由基成环
光能
二硫代保护基团感光裂解
微波
2-甲基-1，3-戊二烯与乙醛酸酯在苯溶剂中的反应
Logo 7. 使用再生资源作原料：在技术可行和经济合理 的条件下,原料要用可再生资源代替消耗性资源.
生活质量
人类福利
环境保护
可持续发展
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绿色化学的主要研究内容
《绿色化学的进展》闵恩泽 化学通报 1999年第1期p.11
L使用再生资源作原料 2.原子经济性 8.减少运用衍生物 3.低毒害化学合成 9.催化反应 4.设计较安全的化合物 10.设计可降解产物 5.使用较安全的溶剂与助 11.及时分析以防止污染 剂 12.采用本身安全,能防止发 6.有节能效益的设计 生意外的化学品
降解快 海水中半衰期为1d， 沉积物中为1h，在生物体中积累 基本为零） 获得1996年美国“总统绿色化学 挑战奖”的设计更安全化学品奖
（
Logo 5.使用较安全的溶剂与助剂：应尽可能避免使用溶 剂,分离试剂等助剂,如果不可避免,也应选用无毒无 害的助剂. 传统溶剂、助剂：氯仿（CHCl3） 、四氯化碳、苯、 氟氯烃、烃类及其衍生物
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主要内容 绿色化学的起源
绿色化学的十二条原则 绿色化学的研究进展
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绿色化学的起源
传统化学的双重作用 绿色化学产生的三阶段
绿色化学的定义
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二十世纪化学领域的成绩
年代 1913 1941 1928 1930 1938 1939 1921 产品名称 合成氨 杀虫剂DDT 青霉素 聚氯乙烯 尼龙(聚酰胺 ) 顺丁橡胶 乙烯（天然气裂解） 遍及人类的生产、生 活的各个方面 粮食、果蔬产量提高 人均寿命大大延长 作用
2）新方法 一步法
催化剂
C 2H 4 + ½ O 2
总反应为
C 2H 4O
C2H4 + Cl2 + Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2+H2O 28 71 74 44
C 2H 4 + ½ O 2 28 16
催化剂
C 2H 4O 44
Logo 3.低毒害化学合成：设计合成方法时,只要可能不 论原料、中间产物和最终产品均应对人体健康无 害无毒(包括小毒性或无毒).
缺点
有毒物质 氟氯烃破坏臭氧层
烃类及其衍生物导致光化学烟雾
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无毒无害的超临界co2
超临界流体 处于超临界温度和超 临界压力下的流体， 是一种介于气态和液 态之间的状态。其密 度与液体接近，而黏 度则与气体接近。这 一流体具有可变性， 其性质随温度和压强 的变化而变化。 超临界co T 〉31℃
2
；P 〉7.38Mpa
廉价、无毒、易分离 不燃烧，不形成光化学烟 雾，也不破坏臭氧层 从来源上看，是生产合成 氨和天然气的副产物
Logo 超临界co2作溶剂：
应用范围 食品工业
应用类别 中草药有效成分的提取、分离， 药品原料的浓缩、精制 啤酒花、动植物油、咖啡因、植 物色素的提取 天然香料、合成香料的分离和精 制，化妆品原料的萃取
什么是生物质 生物质的特点
由光合作用产生的
可再生，储量丰富
所有生物有机体的总 称，包括植物、农作 物、林产物等。其中 含有淀粉、纤维素、 木质素等成分。
大部分已高度氧化
比矿物原料更清洁 季节性强，产量、质 量不稳定 需要大量土地
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1996年 “总统绿色 化学挑战奖”学术 奖
Taxas A&M大学 M.Holtzapple教授 利用废弃的生物质, 经石灰消化处理,后 经发酵生产有机化 学品和燃料.
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全球变暖
土地沙漠化
Text 大气污染 人类面临的环境危机
臭氧层破坏
生物多样性减少
淡水资源污染 海洋污染 垃圾围城
酸雨 森林锐减
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绿色化学产生的三个阶段
50年代 50~80年代末
90年代初~
第一阶段
第二阶段
第三阶段
稀释废物 来防治环 境污染
管制与控 制时期
污染预防为 主，末端治 理为辅
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什么是绿色化学
绿色化学，又称环境无害化学、环 境友好化学、清洁化学。它是利用化 学原理和方法来减少或消除对人类健 康、社区安全、生态环境有害的反应 原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、 副产物的使用和产生的新兴学科 ，是 一门从源头上减少或消除污染的化 学。
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绿色化学 Green Chemistry
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1.预防：防止废物的生成比在其在生成后再治理好。 2.原子经济性：设计的合成方法应使生产过程中使用的 原料最大程度的进入产品之中.(Trost 1991提出)
Trost获1998年美国“总统绿色化学挑战奖”学术奖
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乙烯制备环氧乙烷（ 气体杀菌消毒剂）反应
1）经典方法 二步法
CH2=CH2 + Cl2 + H2O → ClCH2CH2OH + HCl ClCH2CH2OH + Ca(OH)2 +HCl → C2H4O + 2CaCl2+2H2O
光气（COCl2）的毒性：极微量 时可引起咳嗽、咽喉发炎、呕吐
等；重症时，引起肺部淤血和肺
水肿；深度中毒时，导致急性窒 息性死亡。因而被称为“在陆地 上的溺死”。第一次世界大战中， 光气曾被用作化学武器。
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取代光气的绿色化学技术
用CO2代替光气（COCl2 传统工艺为： RNH2 + COCl2 → RNCO + HCl RNCO + R’OH → RNHCOOR’ 美国Monsanto公司开发的新工艺为： RNH2 + CO2 →RNCO + H2O RNCO + R’OH → RNHCOOR’ ）生产亚氨酯：
彻底解决了传统工艺的两大问题
L o g o 4.设计较安全的化合物：化工产品设计时,必须使 其具有高效的功能,同时也要减少毒性. 实例：海洋船舶防垢剂 传统对策：在油漆中添加有机锡防垢剂TBTO
TBTO有毒副作用 半衰期长 生物体内产生积累放大效 应，最高可达10000倍
Rohm & Haas公司研究出Sea-Ninetm抗浮游生物剂