第二节 绿色化学的基本原理.ppt

1、第二节绿色化学的基本原理，第一，绿色化学的1.2原理和特点，(1)预防(prevention )，(2)原子经济性(atom economy )，(3)无害(或有害)的化学合成，(4)无危险化学品的设计，(5)安全的溶剂和助剂，(6)能效第二节绿色化学的基本原理一、绿色化学的1.2原理和特点、(7)使用可再生原料、(8)减少诱导体、(9)催化作用、(1.0 )设计考虑分解、(1.1 )防止污染的实时分析、(1.2 )防止事故发生的固有安全化学、第二节绿色化学的基本原理、一、 绿色化学的1.2原理和特点1、非传统产品材料、1.2原理描述可再生原料和能源、太阳能、风能、地热能源1、非传统产品材料、

2、生质能源、有安全替代污染1、非传统产品材料、美国壳牌公司以丙烯、甲醇为原料，钯对环境友好。 氰酸是常用化学工业原材料，有机玻璃单体甲基丙烯酸甲酯的传统合成方法以氰酸为原料。 有机溶剂挥发性大，毒性大。 2、以非传统溶剂、超临界CO2为溶剂的超临界流体介于气体和液体之间，密度接近液体，黏性系数和扩散系数接近气体。 有机物萃取，超临界流体萃取应用，Grieco为环加成反应，发现以水为溶剂可提高反应速度和选择性。 以超临界水为溶剂：传统催化剂重金属含量高，给环境带来严重污染，因此绿色化学的一项任务是开发高效、高选择性、环保型催化剂。 3、在绿色催化剂、有机合成工业中，催化剂的作用很重要。 近年来，沸

3、石、分子筛、硅凝胶、黑金属铅、树脂等作为有机合成的催化剂被广泛使用，电催化、酶催化等在有机合成中也发挥着越来越大的作用。将分子筛催化剂、苯气相直接氧化成苯酚。 收率达到99%，副产品是无害的氮瓦斯气体。 ZSM-5分子筛催化剂、分子筛催化剂、分子筛催化剂如氧化甲基乙烯的生产，传统工艺是：钛硅分子筛催化剂、甲基乙烯与H2O2发生一头地反应生成：因为生成的副产品是水而不污染环境。 模拟酶催化剂：从天然酶催化剂中选取发挥主导作用的因素，设计表达酶催化剂优良功能、比酶催化剂简单稳定的非蛋白质分子或分子聚集体，模拟酶催化剂对基质的识别、结合及催化作用。 假酶催化剂催化、人工酶催化剂研制已成为现代化学和合

4、成生物学的重要课题之一。 四川高等院校设计合成了一系列二胺、多胺环状糊精1和交联环状糊精模型2 . 后者催化一系列羧酸硝基苯酯类化合物的水解作用，反应选择性可提高约750倍。 前者模拟了醛缩酶的功能、催化丙酮和对硝基甲苯的缩合反应，以高收率制备了酮醇。 4、在原子经济性、一般有机合成反应中，A B=C D的主要产物Trost是用原子利用率测定反应的原子经济性，产品的质量原子利用率=X100%的全部反应物的质量，对生产过程的环境效果的另一个评价标准：在选择合成的途径时，除了考虑理论收率外，还要考虑不同环氧甲基乙烯的生产。 原子利用率31%、原子利用率76%、迪尔诺生产、原子利用率40%、原子利用

5、率77%、二、绿色化学的主要研究内容、一、对人类健康和环境更安全的目标物质，如汽油，是一种好的染料中间体，但具有致癌作用。 把那个构造改造成了二乙基联苯胺。 维持机能，消除了致癌性。 2、着眼于基本原料的变化，生产尼龙叠氮大头针酸，以具有致癌作用的苯为起始物制造。 1994年通过遗传工程科学以微生物为催化剂，以葡萄糖为出发点成功合成叠氮大头针酸。新技术可以消除有毒苯，在技术、经济上完全可行，是绿色化学的一个例子。 氟里昂系化合物破坏高度臭氧杀菌层，被认为是导致世界温室效应的主要污染物。 因此，除减少排放、分解、回收、再利用外，开发新化合物是最彻底的方法。 3、用良性试剂淘汰有害试剂。 如上一页

6、表所示，对于CFCs化合物及其替代问题、氯氟碳化合物类(CFCs )及其替代化合物，使用h代替Cl的氢化物： HCFC-123(CF3CHCl2)为CFC-11(CCl3起泡剂)、HFC-134a(CF3CH2F )为CFC-1.2 (cf3ch2f )。 方法之一是将过去的阶段性操作“一锅煮”。 4、全面改变反应条件，方法二是用水或超临界流体在反应介质中置换挥发性有毒有机溶剂。 三、绿色化学与绿色工程、绿色工程1.2原理： (1)材料进口与出口尽可能无害；(2)预防比处理好；(3)尽可能减少能源消费与材料的使用；(4)尽可能提高物质、能量、空间和时间效率；(5) 应“由牵引产生”而不是“更多

7、地投入”能源和材料，绿色项目工程的1.2原理： (6)必须把复杂性看作投资，(7)指标的耐久性并不是永恒的，(8)解决不必要的性能和生产率，绿色工程的1.2原理： (9)减少材料多样性为了保持分解和价值(1.0 )设计必须包含可利用的资源和物流的一体化和互联互通性(1.1 )设计必须考虑“商业生命后”的工作，(1.2 )能源的输入必须是可再生的。 四、工业生态学原理、工业生态学是系统工程科学和生态学原理相结合的科学方法，综合考虑产品的产生和消费、产品设计、生产、使用和产品废弃、资源、能源、资金利用优化和使用过程中产生的环境影响最小化等诸多因素。 工业生态园区：“物质从摇篮到再宫内孕，没有坟墓”

8、。 但是，在Witting反应中，原料的溴化甲基三苯膦分子中，只有CH2 (即356质量的原料)只利用了1.4部，产生了废弃物的溴化氢8.0部和废弃物的三苯膦278份因此，在设计合成路线时，如何经济地利用原子，不使用保护化学基和离去基团，是绿色合成的首要任务。 1.5.5.2全球环保措施大事记(1987年4月2.7，世界环境发展委员会发布了我们共同的未来长篇报告。 1987年9月1.6日联合国环境署臭氧杀菌保护会议通过了蒙特利尔协定。 1989年3月2.3联合国环境署限制危险废物越境转移的会议从巴塞尔公约1992年6月3日至1.4通过联合国环境和发展大会，102名国家元首出席了会议。 大会通过了里约热内卢的环境和发展宣言以及2.1世纪的阿二烯烃达。 1992年1.1月1.6 1575名著名科学家起草了世界科学家，并向人