綠色化學(xué)考試重點整理

1、第一章1.綠色化學(xué)：又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。指的就是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。2.雙十二規(guī)則前十二條原則：（1）預(yù)防：防止廢物的產(chǎn)生比產(chǎn)生廢物后進(jìn)行處理為好。（2）原子經(jīng)濟(jì)性：設(shè)計的合成方法應(yīng)當(dāng)使工藝過程中所有的物質(zhì)都用到最終的產(chǎn)品中去。（3）低毒害化學(xué)合成：設(shè)計的合成方法中所采用的原料與生產(chǎn)的產(chǎn)物對人類與環(huán)境都應(yīng)當(dāng)是低毒或無毒的。（4）設(shè)計較安全的化合物：設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品性能要考慮限制其毒性。（5）使用較安全的溶劑與助劑：如有可能就不用輔助物質(zhì)（溶劑、分離試劑等），必須用時也要用無毒的

2、。（6）有節(jié)能效益的設(shè)計：化工過程的能耗必須節(jié)省，并且要考慮其對環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的影響。如有可能，合成方法要在常溫、常壓下進(jìn)行。（7）使用再生資源作原料：使用可再生資源作為原料，而不是使用在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上可耗盡的原料。（8）減少運用衍生物：如有可能，減少或避免運用生成衍生物的步驟（如用封閉基因、保護(hù)/脫保護(hù)、暫時修飾的物理/化學(xué)過程），因為這些步驟要用外加試劑并且可能產(chǎn)生廢棄物。（9）催化反應(yīng)：催化劑（選擇性）優(yōu)于計量反應(yīng)試劑。（10）設(shè)計可降解產(chǎn)物：化學(xué)產(chǎn)物應(yīng)當(dāng)設(shè)計成為在使用之后能降解成為無毒害的降解產(chǎn)物而不殘存于環(huán)境之中。（11）及時分析以防止污染：要進(jìn)一步開發(fā)分析方法，使其可及時現(xiàn)場分析，并且能

3、夠在有害物質(zhì)生成之前就予以控制。（12）采用本身安全、能防止發(fā)生意外的化學(xué)品：在化學(xué)過程中，選用的物質(zhì)以及該物質(zhì)使用的形態(tài)、都必須能防止或減少隱藏的意外（包括泄露、爆炸與火災(zāi)）事故發(fā)生。 后十二規(guī)則：（1）鑒別與量化副產(chǎn)物（2）報道轉(zhuǎn)化率、選擇性與生產(chǎn)率（3）建立整個工藝的物料衡算（4）測定催化劑、溶劑在空氣與廢水中的損失（5）研究基礎(chǔ)的熱化學(xué)（6）估算傳熱與傳質(zhì)的極限（7）請化學(xué)或工藝工程師咨詢（8）考慮全過程中選擇化學(xué)品與工藝的效益（9）促進(jìn)開發(fā)并應(yīng)用可持續(xù)性量度（10）量化和減用輔料與其他投入（11）了解何種操作是安全的，并與減廢要求保持一致（12）監(jiān)控、報道并減少實驗室廢物的排放3.

4、可持續(xù)發(fā)展：指滿足當(dāng)前需要而不削弱子孫后代滿足其需要之能力的發(fā)展，而且絕不包括含侵犯國家主權(quán)的含義?！钡诙?. E-因子（環(huán)境因子）：指的每生產(chǎn)1公斤產(chǎn)品所伴生的副（廢）產(chǎn)物的數(shù)量。2. 環(huán)境負(fù)擔(dān)因子:簡稱ELF，3.原子利用率計算方法：以所需產(chǎn)物的分子量除以所有反應(yīng)產(chǎn)物的分子量，如果準(zhǔn)確的收率不清楚時，就以100為基礎(chǔ)，作為理論上的比較。如：制備環(huán)氧乙烷的方法，經(jīng)典的氯乙烷路線，其原子利用率： C2H4+Cl2+Ca(OH)2=C2H4O+CaCl2+H2O 28 71 74 44 111 18 或4.“環(huán)境商”（EQ）：它是環(huán)境因子與任一指定的不利商Q的乘積。 無毒的鹽NaCl與(NH4

5、)2SO4的Q可定為1。那么重金屬鹽則根據(jù)其毒性的不同而定為1001000。 EQ=E×Q第三章1. 生物量，即再生資源。指不可再生的在人類的生產(chǎn)、生活、科教、交通、國防等各項活動中被開發(fā)利用一次并報廢后，還可反復(fù)回收加工再利用的物質(zhì)資源。它包括以礦物為原料生產(chǎn)并報廢的鋼鐵，有色金屬、稀有金屬、合金、無機非金屬、塑料、橡膠、纖維、紙張。2.托品酮仿生合成路線此法不僅僅因為縮短了合成步驟，而且因為合成策略非常類似于托烷（tropane）骨架的生源路線，所以這個合成可以認(rèn)為屬于仿生合成范疇。3.農(nóng)業(yè)廢棄物利用的基本方法：第四章1.甲基異氰酸酯光氣與非光氣合成方法這個反應(yīng)中用到毒性很大的光

6、氣，并有HCl釋放出來。杜邦公司研究出一條非光氣合成甲基異氰酸酯的安全生產(chǎn)路線：在多端隔熱反應(yīng)器中，以空氣來氧化N-甲酰甲基胺。 2.布洛芬合成工藝Hoechst-Celanese的化學(xué)家采用催化的逆合成分析（Catalytic retro synthetic analysis）方法，選擇了原子利用率高的生產(chǎn)布洛芬的路線：3生物催化法的優(yōu)點它們通常是在水介質(zhì)中、常溫常壓下便可完成，比傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)步驟要少；一般無需進(jìn)行功能基的保護(hù)與脫保護(hù)；另一好處是有化學(xué)、位置、立體選擇性，這些在化學(xué)法中很難實現(xiàn)甚至是不可能達(dá)到的。第五章1.常見的綠色溶劑:水、近鄰界水、離子液體2.近鄰界水的特點：與常態(tài)水一

7、樣，近鄰界水也能夠水合離子，但它也能溶解非極性的有機化合物。近鄰界水的另一個特征是強化電離為H+與OH-，這有利于酸堿催化的反應(yīng)，從25到250離解常數(shù)增加了三倍。3.離子液體的特點：1熔點低，作為溶劑能適應(yīng)于-100200之間操作，熔點的高低由組成的離子調(diào)節(jié)，因此又可稱為“設(shè)計者的溶劑”。2蒸氣壓等于零，沒有蒸氣壓。從環(huán)保觀點來看，就意味著無泄漏，不逸散。3從催化的角度來看，其優(yōu)點在于溶解性獨特，如N-取代反應(yīng)中，催化劑溶解而產(chǎn)品不溶，因此可以自動地分出產(chǎn)品，不存在分離出均相催化劑的困難。4不燃燒。第六章1.提高有機合成效率的相關(guān)技術(shù)：相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)、手性技術(shù)、電解合成技術(shù)、超聲波技術(shù)、微波

8、技術(shù)2.Hydroxynaproxen電解合成工藝: 第七章1.生物技術(shù)：是利用生物體或其體系或該生物體的衍生物來制造人類所需要的各種產(chǎn)品的一門新型的跨學(xué)科的技術(shù)體系.2.生物工程的特點：高效和經(jīng)濟(jì)的特點。清潔、低耗和可持續(xù)發(fā)展的特點。可遺傳、易擴散與自主擴展的特點。對人類倫理和人性尊嚴(yán)有直接的影響。3.模擬酶：就是從天然酶中揀選出起主導(dǎo)作用的一些因素，如活性中心結(jié)構(gòu)，疏水微環(huán)境與底物的多種非共價鍵相互作用及其協(xié)同效應(yīng)等，用以設(shè)計合成既能表現(xiàn)酶的優(yōu)異功能又比較簡單、穩(wěn)定得多的非蛋白質(zhì)分子或分子集合體。4.化學(xué)酶：是一類催化作用像酶的催化作用那樣，立體選擇性和催化效率都很高，但手性配體是通過化學(xué)

9、方法合成得到的小分子而非蛋白質(zhì)的催化劑。5.發(fā)酵工程：是通過現(xiàn)代技術(shù)手段，利用微生物的特殊功能生產(chǎn)有用的物質(zhì)，或直接將微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)體系。第八章1.靛藍(lán)各種生產(chǎn)工藝的評價經(jīng)典方法評價：缺點很多，原子利用率很低，而且伴生出大量的無機鹽。催化法評價：相比較經(jīng)典法，其收率大大提高，最好時可達(dá)到81%。葡萄糖發(fā)酵法評價：是種可行的綠色路線。2.己二酸各種生產(chǎn)工藝的評價硝酸氧化法制己二酸評價：缺點：硝酸不好操作，過程中要生產(chǎn)N2O，以及一定量的C5C6二元酸。優(yōu)點：二元酸的酯可以作為清潔溶劑以替代常用的氯烴（有害溶劑），因此，C5C6二元酸經(jīng)酯化、蒸餾、分離出售，變副產(chǎn)為聯(lián)產(chǎn)，一項措施解

10、決了二個環(huán)境問題。H2O2氧化法制己二酸評價：以30H2O2為氧化劑兼溶劑，這是個環(huán)境相容性的試劑。不要氯烴作溶劑，也不產(chǎn)生N2O，只生成產(chǎn)物與水。 比HNO3法的反應(yīng)條件溫和，溫度、壓力均低。所以比硝酸法“綠化”了一步，但還要用石油原料苯。Frost方法評價：用生化方法處理生物資源，而且遵循生源合成的路線，在分子水平上架起了工農(nóng)業(yè)之間的橋梁，是真正綠色工藝。3.零排放：在由人類建立起來的經(jīng)濟(jì)社會里，一個企業(yè)的廢棄物會成為另一個企業(yè)的原材料，如果把這個產(chǎn)業(yè)組合起來，那么，從整個社會來說，每個企業(yè)在生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的廢棄物將會成為“零”。4.工業(yè)生態(tài)學(xué)：簡稱IE，是一種通過減少原料消耗和改善生產(chǎn)程

11、序以保護(hù)環(huán)境的新科學(xué)。其基本特點是沒有廢棄物。第九章1.綠色化學(xué)的發(fā)展方向：一是開發(fā)的“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則的新化學(xué)反應(yīng)過程；另一個是改進(jìn)現(xiàn)有的化學(xué)工業(yè)，減少和消除污染。2.我國綠色化學(xué)的研究戰(zhàn)略：突出強調(diào)綠色合成技術(shù)、方法和過程的研究。重視發(fā)展可持續(xù)再生資源的利用和轉(zhuǎn)化技術(shù)。加快解決礦物資源高效利用中的綠色化學(xué)問題第十章1. 綠色汽油添加劑：含有有機物，如乙醇、二甲醚、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)，以及茂金屬的化合物，如甲基環(huán)戊二烯三羰基錳等。 2.氯氣消毒、漂白的危害：氯氣對有機物的氯化作用，可能會生成有毒有機物。如氯仿CHCl3、二噁英。（而二噁英的毒性約是氰化鉀KCN的1000倍有“毒中之王“之稱）第十一章1. 離子液體在化學(xué)反應(yīng)中的優(yōu)點：為化學(xué)反應(yīng)提供了一個不同于傳統(tǒng)分子溶劑的環(huán)境，可改變反應(yīng)機理使催化劑活性、穩(wěn)定性更好，轉(zhuǎn)化率、選擇性更高。離子液體的種類多、選擇余地大；將催化劑溶于離子液體中，與離子液體一起循環(huán)使用，使催化劑兼有均相催化效率高，多想催化易分離的優(yōu)點；產(chǎn)物分離可用傾析、萃取