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绿色化学南昌大学应用化学08级 马茜茹（同等学力）绿色化学(Green Chemistry )又称环境无害化学(environmentally benign chemistry)、环境友好化学(environmentally friendly chemistry)、清洁化学(clean chemistry)。无毒无害原料可再生资源环境友好产品回归自然废物回收利用无毒无害催化剂 无毒无害溶剂原子经济反应二、绿色化学的主要内容1、原子经济性 美国Stanford大学的B.M.Trost教授在1991年首次提出了反应的“原子经济性”新概念，并获得1998年美国“总统绿色化学挑战奖”。 他认为化学合成应考虑原料分子中的原子进入所希望产品中的数量，原子经济性的目标就是在设计合成路线时尽量使原料分子中的原子更多或全部地变成最终预期产品中的原子。 原子经济性（%）=（被利用原子的质量/反应中所使用全部反应物分子的质量）100 产率（）（产物的质量/理论产量）100 根据上式可知，原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。例： 甲基丙烯酸甲酯的生产方法:丙酮-氰醇法:原子利用率 47%钯催化法:原子利用率 100%2、 非传统原材料 现在，在人工合成的有机化学品中，绝大多数是从石化原料制备的。要经氧化、加氧或类似的过程。传统上，这个氧化过程是化学合成中污染环境最严重的步骤之一。农业性原材料和生物性原材料是很好的非传统原材料。这些原材料的分子中多数都含有大量的氧原子，所以用它们取代石油作起始原料可以消除污染严重的氧化步骤。探索和开发非传统的可再生原材料是绿色化学的另一主要内容。例： 己二酸的生产 传统的生产方法 : 己二酸的生物技术路线： 加氢细菌葡萄糖 己二烯二酸 己二酸3、 非传统溶剂 在传统的有机合成反应中有机溶剂是最常用的反应介质。这些有机溶剂大部属于挥发性有机化合物，而且很多都对环境和人类健康有害，还大多易燃易爆。因此，选择环境友好的反应介质是绿色化学研究的一个重要方面。 最为理想的有机合成是：（1）选用水为介质；（2）选用超临界液体为介质；（3）在无溶剂存在下进行合成反应；（4）利用本身的离子液体为介质等。（1）在有机合成过程中，用水来代替有机溶剂是一条可行的途径。这是因为水是地球上广泛存在的一种价廉、无毒、不危害环境的天然资源。虽然大多数有机化合物在水中溶解性很差，并且容易发生分解，但是经研究表明有些合成反应不仅可以在水相中进行，而且还具有较高的选择性。最为典型的离子是甲基乙烯酮在与环戊二烯发生D-A加成反应时，在水中进行比在异辛烷中进行速率要快700倍。（2）选用超临界流体作为有机溶剂。当物质处于其临界温度和临界压力时所形成的一种特殊状态的流体，是一种介于液态与气态之间的流体状态。这种流体具有液体一样的流动性、溶解力和散热系数，又同时具有气体一样的低粘度和高扩散系数。合成过程中只需要改变压力或温度便可控制其溶解能力，而不影响它为介质的合成速率。在有机合成中，由于CO2临界温度和压力都相对比较低，它又无毒、阻燃、低廉、可循环使用等优点迅速成为超临界流体的现阶段最佳之选。（3）在无溶剂存在下进行合成反应，多用于固态化学反应。因为有些反应时在无溶剂存在的环境下进行，且比在溶液环境中的反应能耗低、效果更好、选择性更高，又不用考虑废物处理问题，当然对环境也毫无伤害了。（4）利用本身的离子液体为介质进行。简单的说就是利用反应物或生成物的离子作为介质组成的液体。目前研究最多的是在室温下，处于液态含有机正离子的一类物质。例如：含有N-烷基咪唑正离子的离子液体等。它们作为有机合成的优良溶剂，且具有难挥发等优点，对环境也不会造成什么污染。例：非传统催化剂 催化剂的正确选择，对合成化学反应速度、反应的选择性和转化率，以及减少或消除产生副产物等有重要影响。无毒无害和高效催化剂的研究和开发是绿色化学的一个重要研究方向。4、采用清洁的有机电合成法电化学在化学反应中是一项重要的情节技术。因为在电解过程中一般情况下是不需要使用危险或者有毒试剂作为介质，并且通常情况下都是在常温常压下进行，所以在绿色有机合成反应中独具魅力。5、酶促有机化学反应已发现的酶有2500多种，且有2万多种具有催化作用的微生物，几乎能催化所有的化学反应。6、利用高效的多步串联合成法在药物、有机化肥、农用化学品等惊喜化学品的合成中，往往利用分离中间体的多步骤反应。为实现在这工业化过程中的绿色合成，近年来，利用串联反应是非常有效的。据生物体内的多步连锁式反应原理进行的，使反应物在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行，无需分离出中间体，又不产生相应的废弃物，对环境不会造成伤害。三、结束语更安全、对环境更友好的化学是本世纪化