第二章 綠色化學(xué)原理

1、整理pptDr. Paul T. Anastas John C. WarnerDr. Paul T. Anastas John C. Warner教授提出了有教授提出了有關(guān)關(guān)，為綠色化學(xué)奠定了，為綠色化學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)。第二章 綠色化學(xué)原理綠色化學(xué)是一門新興學(xué)科，有沒有獨立的理論基礎(chǔ)呢？綠色化學(xué)是一門新興學(xué)科，有沒有獨立的理論基礎(chǔ)呢？這十二條原則目前已被國際化學(xué)界所公認(rèn)，這十二條原則目前已被國際化學(xué)界所公認(rèn)，成為指導(dǎo)綠色化學(xué)的成為指導(dǎo)綠色化學(xué)的。整理ppt（1）防止污染優(yōu)于污染治理防止污染優(yōu)于污染治理 (Prevention) 防止產(chǎn)生廢物比在它產(chǎn)生后再處理或清除更好。（2）提高原子經(jīng)

2、濟(jì)性提高原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy) 設(shè)計合成方法時，應(yīng)盡可能使生產(chǎn)加工過程的材料都 進(jìn)入最后的產(chǎn)品中。（3）無害化學(xué)合成無害化學(xué)合成(Less Hazardous Chemical Syntheses) 所設(shè)計的合成方法應(yīng)使用和產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境毒 性小或沒有毒性。整理ppt（4）設(shè)計安全化學(xué)品設(shè)計安全化學(xué)品(Design Safer Chemicals) 化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)該有效功能而毒性最小。（5）采用安全的溶劑和助劑采用安全的溶劑和助劑 (Safer Solvents and Auxiliaries) 所使用的輔助物質(zhì)包括溶劑，分離試劑，和其它 物品使用時都應(yīng)是無害的。整理p

3、pt（6）合理使用和節(jié)省能源合理使用和節(jié)省能源(Design for Energy Efficiency) 化學(xué)過程的能源要求應(yīng)考慮其環(huán)境的和經(jīng)濟(jì)影響并應(yīng) 盡量節(jié)省。如果可能，合成應(yīng)在室溫和常壓下進(jìn)行。（7）使用可再生資源為原料使用可再生資源為原料(Use Renewable Feedstocks) 若技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行，原料和加工料都應(yīng)可再生。整理ppt（8）減少衍生化步驟減少衍生化步驟(Reduce Derivatives) 盡量減少和避免利用衍生化反應(yīng)，此步驟需要添加 額外的試劑并可能產(chǎn)生廢物。（9）催化反應(yīng)催化反應(yīng)(Catalysis) 具有高選擇性的催化劑比化學(xué)計量學(xué)的試劑優(yōu)越的多。（

4、10）設(shè)計可降解產(chǎn)品設(shè)計可降解產(chǎn)品(Design for Degradation) 化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)使它們在功能終了時分解為無害的降 解產(chǎn)物。整理ppt（11）預(yù)防污染的現(xiàn)場實時分析預(yù)防污染的現(xiàn)場實時分析(Real-Time Analysis for Pollution Prevention) 需要進(jìn)一步開發(fā)新的分析方法時可進(jìn)行實時的生產(chǎn)過程 監(jiān)測并在有害物質(zhì)形成之前給予控制。（12）防止生產(chǎn)事故的安全工藝防止生產(chǎn)事故的安全工藝(Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention) 減少或消除制備和使用過程中的事故和隱患。整理ppto以上十二條

5、原則習(xí)慣上被稱作綠色化學(xué)的原則。 Environ. Sci. & Tech.雜志的編輯W. H. Glage 認(rèn)為：化學(xué)轉(zhuǎn)化的綠色程度，只有在放大（放大（scale-up）、應(yīng)用（應(yīng)用（application）與實踐實踐（practice）中才能評估。這就要求在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與工業(yè)所導(dǎo)致的一些競爭的因素之間做出權(quán)衡。為了補充Anastas & Wanner的不足，結(jié)合Glage的意見，利物浦大學(xué)化學(xué)系Leverhulm催化創(chuàng)新中心的Neil Winterton提出簡稱，以幫助化學(xué)家們評估每個的綠色性。 整理ppt v1、鑒別與量化副產(chǎn)物（identify and quantify

6、by-products）v2、報道轉(zhuǎn)化率、選擇性與生產(chǎn)率（report conversions, selectivities and productivities）.v3、建立整個工藝的物料衡算（establish full mass-balance for process）.v4、測定催化劑、溶劑在空氣與廢水中的損失（measure catalyst and solvent losses in air and aqueous effluent）.v5、研究基礎(chǔ)的熱化學(xué)（investigate basic themochemistry）.v6、估算傳熱與傳質(zhì)的極限（anticipate hea

7、t and mass transfer limitation）v7、請化學(xué)或工藝工程師咨詢（consult a chemical or process engineer）v8、考慮全過程中選擇化學(xué)品與工藝的效益(consider effect of overall process on choice of chemistry)v9、促進(jìn)開發(fā)并應(yīng)用可持續(xù)性量度（help develop and apply sustainability measases）v10、量化和減用輔料與其他投入（quantity and minimize use of utilities and other inputs

8、）v11、了解何種操作是安全的，并與減廢要求保持一致（recognize where safety and waste minimization are incompatible）v12、監(jiān)控、報道并減少實驗室廢物的排放（monitor, report and minimize laboratory waste emitted） 整理ppt整理ppt整理ppt2.1 防止污染優(yōu)于污染治理防止污染優(yōu)于污染治理整理ppt整理pptNoImage2.2 提高原子經(jīng)濟(jì)性提高原子經(jīng)濟(jì)性整理pptv通常用通常用描述一個有機合成反應(yīng)的有效性和效率。描述一個有機合成反應(yīng)的有效性和效率。%100%目的產(chǎn)品的質(zhì)量

9、產(chǎn)率（或收率）（ ）= 理論上原料變?yōu)槟康漠a(chǎn)品所應(yīng)得產(chǎn)品的質(zhì)量A + BC + D產(chǎn)品副產(chǎn)物整理ppt經(jīng)典的氯乙醇路線制造環(huán)氧乙烷：CH2=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2H2CCH2O+ CaCl2 + H2O分子量4411118For exampleCH2=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2H2CCH2O+ CaCl2 + H2O分子量4411118如何解決產(chǎn)率對反應(yīng)效率評價的缺陷？原子經(jīng)濟(jì)性！CH2=CH2 + Cl2 + H2OClCH2CH2OH + HClClCH2CH2OH + Ca(OH)2 + HClH2CCH2O+ CaCl2 + 2H2O整理pptv為了克服產(chǎn)率

10、這一評價指標(biāo)的缺點，1991年，美國斯坦福大學(xué)（Stanford）著名有機化學(xué)家首次提出了反應(yīng)的的概念，并因此獲得了1998年美國“”中的。他認(rèn)為：什么是原子經(jīng)濟(jì)性（atom economy）？整理ppto具體的說，假如C是人們所要合成的化合物，若以A和B為起始原料，既有C生成又有D生成，且許多情況下D是對環(huán)境有害的，即使生成的副產(chǎn)物D是無害的，那么D這一部分的原子也是被浪費的，而且形成廢物對環(huán)境造成了負(fù)荷。A + BC + D所謂，即是使用E和F作為起始原料，整個反應(yīng)結(jié)束后只生成C，E和F中的原子得到了100%的利用，也沒有任何副產(chǎn)物生成。 E + FC產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物廢物為零為零整理p

11、pt（Atom Utilization, AU）原子經(jīng)濟(jì)性的量度%100%目的產(chǎn)品的分子量原子利用率（ ）反應(yīng)原料的原子量總和%100%目的產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)率（或收率）（ ）= 理論上原料變?yōu)槟康漠a(chǎn)品所應(yīng)得產(chǎn)品的質(zhì)量（AU）它可衡量在一個化學(xué)反它可衡量在一個化學(xué)反應(yīng)中，生產(chǎn)一定量目標(biāo)應(yīng)中，生產(chǎn)一定量目標(biāo)產(chǎn)物會生成多少廢物。產(chǎn)物會生成多少廢物。原子經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)率是兩個不同的概念，原子經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)率是兩個不同的概念，前者是從原子水平上來看化學(xué)反應(yīng)，前者是從原子水平上來看化學(xué)反應(yīng)，后者則從傳統(tǒng)宏觀量上來看化學(xué)反應(yīng)。后者則從傳統(tǒng)宏觀量上來看化學(xué)反應(yīng)。100目的產(chǎn)品的分子量全部生成物的原子量總和整理pptThe

12、 same example CH2=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2H2CCH2O+ CaCl2 + H2O分子量4411118改進(jìn)工藝: 通過催化氧化法來制備環(huán)氧乙烷： CH2=CH2 + O2H2CCH2O12Cat. 整理ppt在有機合成中最常見的反應(yīng)主要包括四類： o分子結(jié)構(gòu)互變或異構(gòu)化的分子結(jié)構(gòu)互變或異構(gòu)化的( (rearrangement) )。o兩個或多個分子結(jié)合在一起的兩個或多個分子結(jié)合在一起的(addition)。o由一個分子中脫除部分基團(tuán)的由一個分子中脫除部分基團(tuán)的(elimination)。o一個分子中的某一基團(tuán)被另一分子或基團(tuán)置換的一個分子中的某一基團(tuán)被另一分子或

13、基團(tuán)置換的(substitution)。整理ppt 重排反應(yīng) o重排反應(yīng)是構(gòu)成同一分子的原子的重新組合， 像這類結(jié)構(gòu)互變或異構(gòu)化的重排反應(yīng)以人名來命名的就有30種之多，如Beckmann重排、Claisen重排，F(xiàn)ischer-hepp重排，F(xiàn)ries重排，Wolff重排等等,皆為非常重要的有機合成反應(yīng)，其通式為：BAOCH2CH=CH2ClaisenOHCH2CH=CH2NOHBeckmannCONHexample重排必然是重排必然是100%100%的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，所有反應(yīng)物的原子都被包容在產(chǎn)物分子當(dāng)中了。的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，所有反應(yīng)物的原子都被包容在產(chǎn)物分子當(dāng)中了。整理ppt 加成反應(yīng)加成

14、反應(yīng) o加成反應(yīng)的通式為加成反應(yīng)的通式為 CA + B加成反應(yīng)是把反應(yīng)物的各個部分完全加進(jìn)另一種物質(zhì)中，充分利用了原加成反應(yīng)是把反應(yīng)物的各個部分完全加進(jìn)另一種物質(zhì)中，充分利用了原料中的原子。因此，也是原子經(jīng)濟(jì)的。料中的原子。因此，也是原子經(jīng)濟(jì)的。CH2CHH3CCH3CH2H3C+ H2NiClClClClClClClClClClClClexample艾氏劑（Aldrin）整理ppt 取代反應(yīng)取代反應(yīng) ABCDACBD+當(dāng)進(jìn)行取代反應(yīng)時，進(jìn)攻基團(tuán)取代一個離去當(dāng)進(jìn)行取代反應(yīng)時，進(jìn)攻基團(tuán)取代一個離去基團(tuán)，該離去基團(tuán)必然會成為該反應(yīng)的一個副基團(tuán)，該離去基團(tuán)必然會成為該反應(yīng)的一個副產(chǎn)品，因為它沒有被結(jié)

15、合到最終產(chǎn)物中去，從產(chǎn)品，因為它沒有被結(jié)合到最終產(chǎn)物中去，從而降低了該轉(zhuǎn)化過程的原子經(jīng)濟(jì)性。取代反應(yīng)而降低了該轉(zhuǎn)化過程的原子經(jīng)濟(jì)性。取代反應(yīng)的具體的非原子經(jīng)濟(jì)性程度是由所用的特定試的具體的非原子經(jīng)濟(jì)性程度是由所用的特定試劑和底物而定的。劑和底物而定的。CH3CH2CO OCH2CH3+H NHCH3CH3CH2CONHCH3+ CH3CH2OHexample取代反應(yīng)包括烷基化反應(yīng)（甲取代反應(yīng)包括烷基化反應(yīng)（甲基化，氯甲基化，羥甲基化等）基化，氯甲基化，羥甲基化等），芳基化，酰化（甲?；?，乙酰，芳基化，酰化（甲?；?，乙?；郊柞；奉愼；龋?，化，苯甲?；奉愼；龋?，以及磺化等反應(yīng)。以及

16、磺化等反應(yīng)。整理ppt 消除或降解反應(yīng) ABR1R2AB+R1R2消除反應(yīng)通過減少原子數(shù)目而使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)物。在這種情況下，所用的任何試劑（如果沒有成為產(chǎn)物的一部分）以及被消除掉的原子都成了廢物。因此，這類反應(yīng)是所有的基本合成轉(zhuǎn)化反應(yīng)中內(nèi)在的最不原子經(jīng)濟(jì)最不原子經(jīng)濟(jì)的一類反應(yīng)。H3CCHCH2HN+CH3CH3CH3OH-CH2CHH3C+ N(CH3)3 + H2Oexample整理ppto綠色化學(xué)的是實現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，但在目前的條件下還不可能將所有的化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性都提高到100%。因此，不斷尋找來提高合成反應(yīng)的過程的原子利用率，或者對傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)過程不斷，仍然是十分重要的手段

17、。這就要求從包括、到、等化學(xué)工程的研究，以及和學(xué)科交叉結(jié)合，由知識創(chuàng)新到技術(shù)創(chuàng)新，來不斷實現(xiàn)化學(xué)合成過程的綠色化。 整理ppt布洛芬布洛芬鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)靜、止痛藥的生產(chǎn)止痛藥的生產(chǎn)BootsBoots公司的公司的BrownBrown方法方法整理ppt布洛芬布洛芬鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)靜、止痛藥的生產(chǎn)止痛藥的生產(chǎn)獲獲1997年美國總統(tǒng)年美國總統(tǒng)“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”BHC公司新發(fā)明公司新發(fā)明的綠色方法的綠色方法整理ppt整理ppto在有些化學(xué)合成的過程中，由于使用了對人類健康和環(huán)境有害的原料原料和溶溶劑劑，或排放了大量的污染性廢物廢物，給人類的健康和環(huán)境帶來了嚴(yán)重的不利影響。v所以，在進(jìn)行化學(xué)合成方法設(shè)計

18、時，要注意將化學(xué)合成中使用和產(chǎn)生的將化學(xué)合成中使用和產(chǎn)生的物質(zhì)的毒害降至最低限度，甚至要達(dá)到消除毒害物質(zhì)的毒害降至最低限度，甚至要達(dá)到消除毒害，實現(xiàn)綠色合成也就是無害化學(xué)合成，從而達(dá)到對人類健康和環(huán)境安全的目標(biāo)。環(huán)保主義者要限制，甚至要消除化學(xué)和化學(xué)品！綠色化學(xué)家，通，通過過，來實現(xiàn)污染的防止。來實現(xiàn)污染的防止。 不僅決定采用何種原料，還決定該過 程的后續(xù)分離、廢物處理等程序。整理ppt整理ppt 合成方法綠色性的量度o荷蘭有機化學(xué)家荷蘭有機化學(xué)家提出了提出了的概念，用以衡量生產(chǎn)過程對的概念，用以衡量生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響程度。環(huán)境的影響程度。廢物質(zhì)量目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量v相對于每一種化工產(chǎn)品而言，目標(biāo)

19、產(chǎn)物以外的任何物質(zhì)都是廢物。相對于每一種化工產(chǎn)品而言，目標(biāo)產(chǎn)物以外的任何物質(zhì)都是廢物。環(huán)境因子(E-因子)定義為：E=環(huán)境因子越大，造成的資源浪費和環(huán)境污染也愈環(huán)境因子越大，造成的資源浪費和環(huán)境污染也愈 ? ?對于原子利用率為對于原子利用率為100%的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，其環(huán)境因子為的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，其環(huán)境因子為 ? ?大大0 0整理pptThe same example againThe same example again CH2=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2H2CCH2O+ CaCl2 + H2O分子量44111182.93E 111+1844E=CH2=CH2 + O2H2CCH

20、2O12Cat.E= 0整理ppto一般反應(yīng)都可逆，產(chǎn)率總一般反應(yīng)都可逆，產(chǎn)率總100%，必然要排廢。，必然要排廢。o為充分利用原料，往往使另一試劑過量。為充分利用原料，往往使另一試劑過量。o分離時往往用酸堿中和，產(chǎn)生無機廢料。分離時往往用酸堿中和，產(chǎn)生無機廢料。o反應(yīng)步驟多時，保護(hù)反應(yīng)步驟多時，保護(hù)/去保護(hù)時常帶來廢物。去保護(hù)時常帶來廢物。o無用或有害的光學(xué)異構(gòu)體也成為廢物。無用或有害的光學(xué)異構(gòu)體也成為廢物。o分離工程技術(shù)限制，常常不能達(dá)到完全分離，部分產(chǎn)分離工程技術(shù)限制，常常不能達(dá)到完全分離，部分產(chǎn)物也進(jìn)入環(huán)境。物也進(jìn)入環(huán)境。o分離單元中使用的一些溶劑，不能全部回收。分離單元中使用的一些溶

21、劑，不能全部回收。o 整理ppt 石油煉制與化工石油煉制與化工1061080.10.1大宗化工產(chǎn)品大宗化工產(chǎn)品10410650制藥工業(yè)制藥工業(yè)10110325100制藥、精細(xì)化工制藥、精細(xì)化工更需開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)更需開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)整理ppt 對E-因子的補充o環(huán)境因子僅僅體現(xiàn)，廢物排放到環(huán)境中后，其對環(huán)境的影響和污染程度還與相應(yīng)以及有關(guān)。要更為精確地評價一種合成方法、一個過程對環(huán)境的好壞，必須同時考慮廢物排放量廢物排放量和廢物的環(huán)境行為本質(zhì)廢物的環(huán)境行為本質(zhì)的綜合表現(xiàn)。o為此，Sheldon又提出了（the environment quotient）（EQ）的概念。環(huán)境商表示為：EQ=EQE

22、=E-因子Q=根據(jù)廢物在環(huán)境中的行為所給出的對環(huán)境不友好度。 整理ppto例如：將無害的氯化鈉的Q值定義為1，根據(jù)重金屬離子的毒性的大小，推算出其Q值為1001000。o盡管有時，對不同地區(qū)、不同部門、不同生產(chǎn)領(lǐng)域而言，同一物質(zhì)的環(huán)境商值可能不相同，但EQ值仍然是化學(xué)化工工作者衡量和選擇環(huán)境友好生產(chǎn)過程的重要因素，如再加上溶劑等反應(yīng)條件、反應(yīng)物性質(zhì)、能耗大小等各種因素，則對合理選擇化學(xué)和化學(xué)過程更有意義。o環(huán)境商的概念彌補了原子利用率僅僅用副產(chǎn)物的量來衡量不同工藝路線的不足。EQ值的相對大小可以作為化學(xué)合成和化工生產(chǎn)中選擇合成路線、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝的重要因素。 無害化學(xué)合成的評價標(biāo)準(zhǔn)整理pp

23、t基于基于E-E-因子和環(huán)境商的概念，美國斯坦福大學(xué)的因子和環(huán)境商的概念，美國斯坦福大學(xué)的Wender教授對理想的合成作了完整的定義教授對理想的合成作了完整的定義 整理ppt獲得的化學(xué)產(chǎn)品既要滿足需要，又要無毒無害！整理ppt什么是安全化學(xué)品什么是安全化學(xué)品? ?安全化學(xué)品的兩個特征:1、產(chǎn)品本身不會引起環(huán)境污染和健康問題，包括不會對野生生物、有益昆蟲或植物造成損害；2、當(dāng)產(chǎn)品被使用后，應(yīng)能再循環(huán)或易于在環(huán)境中降解為無害物質(zhì)。整理ppt早在1980年代，人們就提出了設(shè)計安全的化學(xué)品的觀念。如Ariens曾提出：藥物化學(xué)家在設(shè)計合成藥物時，應(yīng)該聯(lián)合考慮、和三方面的因素，從而使化學(xué)更好的為人類服務(wù)

24、。理想的情況：目標(biāo)分子具有最佳使用功效，而沒有一點毒性理想的情況：目標(biāo)分子具有最佳使用功效，而沒有一點毒性利用利用和和的手段，使化學(xué)品的的手段，使化學(xué)品的和其和其達(dá)到最適當(dāng)?shù)钠胶?。達(dá)到最適當(dāng)?shù)钠胶?。設(shè)計安全化學(xué)品的概念是什么? 為什么不說完全消除化學(xué)品的毒性呢，這是因為化學(xué)品往往，也很難達(dá)到最強的功效。所以，這兩個目標(biāo)的權(quán)衡是設(shè)計安全化學(xué)品的關(guān)鍵兩個目標(biāo)的權(quán)衡是設(shè)計安全化學(xué)品的關(guān)鍵，應(yīng)該在這些產(chǎn)品的期望的功效得以實現(xiàn)的同時，可以將他們的毒性降低到最低限度。整理ppt設(shè)計安全有效化學(xué)品包括兩方面內(nèi)容1 1、新的安全有效化學(xué)品的設(shè)計、新的安全有效化學(xué)品的設(shè)計 人類社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展向我們提出需要

25、具有某種功能的新型分子，這就需要我們根據(jù)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，進(jìn)行分子設(shè)計，設(shè)計出新的安全有效的目標(biāo)分子。2 2、對已有的有效但不安全的分子進(jìn)行重新設(shè)計、對已有的有效但不安全的分子進(jìn)行重新設(shè)計 保留其已有的功效，消除掉其不安全的性質(zhì)，得到改進(jìn)過的安全有效的分子。美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎中設(shè)有設(shè)計安全化學(xué)品獎!整理ppt設(shè)計安全化學(xué)品所考慮的因素設(shè)計安全化學(xué)品所考慮的因素 o通常，設(shè)計化學(xué)品時希望其最好通常，設(shè)計化學(xué)品時希望其最好，或，或者即使進(jìn)入生物體，也者即使進(jìn)入生物體，也。然而這種期望往往很難實現(xiàn)。必須能。然而這種期望往往很難實現(xiàn)。必須能，同時還必須考慮，同時還必須考慮。o所以，不僅要考慮化

26、學(xué)品對生物的所以，不僅要考慮化學(xué)品對生物的，還要警惕，還要警惕，如酸雨、臭氧層破壞等。，如酸雨、臭氧層破壞等。o在設(shè)計安全的化學(xué)品的時候，需要考慮哪些因素呢，主在設(shè)計安全的化學(xué)品的時候，需要考慮哪些因素呢，主要有要有外部因素外部因素和和內(nèi)部因素內(nèi)部因素。 整理ppt外部因素外部因素 外部因素包括那些？外部因素包括那些？首先是與化學(xué)品在環(huán)境中的分布擴散相關(guān)的性質(zhì)首先是與化學(xué)品在環(huán)境中的分布擴散相關(guān)的性質(zhì)（1）揮發(fā)度揮發(fā)度/ /密度密度/ /熔點熔點（2 2）在水中的溶解度）在水中的溶解度（3 3）殘留性）殘留性/ /生物降解性能生物降解性能（4 4）轉(zhuǎn)化為生物活性（毒性）物質(zhì)的可能性）轉(zhuǎn)化為生物

27、活性（毒性）物質(zhì)的可能性（5 5）轉(zhuǎn)化為生物非活性物質(zhì)的可能性）轉(zhuǎn)化為生物非活性物質(zhì)的可能性 整理ppt其次，是與化學(xué)品被生物體吸收其次，是與化學(xué)品被生物體吸收相關(guān)的性質(zhì)相關(guān)的性質(zhì)（1 1）揮發(fā)性）揮發(fā)性（2 2）油溶性）油溶性（3 3）分子大小）分子大?。? 4）降解性質(zhì)）降解性質(zhì)外部因素包括那些？外部因素包括那些？再次，是化學(xué)品被人類、動物再次，是化學(xué)品被人類、動物或水生生物吸收的途徑或水生生物吸收的途徑（1）皮膚吸收）皮膚吸收/ /眼睛吸收眼睛吸收（2 2）肺吸收肺吸收（3 3）消化道吸收消化道吸收（4 4）呼吸系統(tǒng)吸收或其他特呼吸系統(tǒng)吸收或其他特定生物的吸收途徑定生物的吸收途徑最后，是

28、雜質(zhì)的減少最后，是雜質(zhì)的減少/ /消除消除（1）是否有各種化學(xué)雜質(zhì)產(chǎn)生？）是否有各種化學(xué)雜質(zhì)產(chǎn)生？（2 2）是否有有毒的同系物存在？是否有有毒的同系物存在？（3 3）是否有有毒的幾何構(gòu)象或立體異構(gòu)是否有有毒的幾何構(gòu)象或立體異構(gòu)體的存在？體的存在？整理ppt外部因素的作用外部因素的作用農(nóng)藥農(nóng)藥DDTDDT在環(huán)境中的遷移和生物放大作用在環(huán)境中的遷移和生物放大作用生物聚集和生物放大（化學(xué)物生物聚集和生物放大（化學(xué)物質(zhì)隨食物鏈向上一級進(jìn)展在組質(zhì)隨食物鏈向上一級進(jìn)展在組織中濃度增大）織中濃度增大）整理ppt外部因素的作用外部因素的作用o每年夏天，數(shù)百萬紅大馬哈魚都要從太平洋北部地區(qū)長途跋涉數(shù)千公里來到每

29、年夏天，數(shù)百萬紅大馬哈魚都要從太平洋北部地區(qū)長途跋涉數(shù)千公里來到它們原來的出生地阿拉斯加湖產(chǎn)卵。它們在產(chǎn)卵完畢后便隨即死去，而后就它們原來的出生地阿拉斯加湖產(chǎn)卵。它們在產(chǎn)卵完畢后便隨即死去，而后就地分解并沉積在當(dāng)?shù)睾吹胤纸獠⒊练e在當(dāng)?shù)睾粗械某练e巖上。加拿大渥太華大學(xué)的尤里中的沉積巖上。加拿大渥太華大學(xué)的尤里-布列等人布列等人研究發(fā)現(xiàn)，這些魚帶有大量的聚氯聯(lián)二苯。在這些魚類經(jīng)常出沒的湖泊中，研究發(fā)現(xiàn)，這些魚帶有大量的聚氯聯(lián)二苯。在這些魚類經(jīng)常出沒的湖泊中，聚氯聯(lián)二苯的濃度要比它們從未到達(dá)過的其它湖泊高聚氯聯(lián)二苯的濃度要比它們從未到達(dá)過的其它湖泊高7倍。倍。o那些已經(jīng)死去的大馬哈魚成了處于食物

30、鏈最底層的昆蟲最理想的食物，而有那些已經(jīng)死去的大馬哈魚成了處于食物鏈最底層的昆蟲最理想的食物，而有害化學(xué)物質(zhì)便從這些昆蟲開始層層攀升入侵食物鏈上層。生態(tài)環(huán)境保護(hù)專家害化學(xué)物質(zhì)便從這些昆蟲開始層層攀升入侵食物鏈上層。生態(tài)環(huán)境保護(hù)專家們擔(dān)心，大馬哈魚所攜帶的有害化學(xué)物質(zhì)聚氯聯(lián)二苯將可能對該地區(qū)的高級們擔(dān)心，大馬哈魚所攜帶的有害化學(xué)物質(zhì)聚氯聯(lián)二苯將可能對該地區(qū)的高級飛禽猛獸飛禽猛獸熊、鷹熊、鷹乃至人帶來毀滅性的災(zāi)難。乃至人帶來毀滅性的災(zāi)難。o而令問題進(jìn)一步復(fù)雜化的是這些大馬哈魚尸體中所含的有害化合物分解進(jìn)程而令問題進(jìn)一步復(fù)雜化的是這些大馬哈魚尸體中所含的有害化合物分解進(jìn)程異常緩慢，所以生態(tài)環(huán)境保護(hù)專

31、家們在這一領(lǐng)域還有很長的路要走。異常緩慢，所以生態(tài)環(huán)境保護(hù)專家們在這一領(lǐng)域還有很長的路要走。受污染的大馬哈魚將對所有生物構(gòu)成威脅受污染的大馬哈魚將對所有生物構(gòu)成威脅整理ppt內(nèi)部因素內(nèi)部因素 (1)(1)容易排泄容易排泄可以通過選擇親水性化合物可以通過選擇親水性化合物 如含有硫酸根的分子難于穿越生物膜，親水性好，即使如含有硫酸根的分子難于穿越生物膜，親水性好，即使發(fā)生吸收也易于排泄。發(fā)生吸收也易于排泄。增大物質(zhì)分子與葡萄糖醛酸、硫酸鹽、氨基酸結(jié)合的可增大物質(zhì)分子與葡萄糖醛酸、硫酸鹽、氨基酸結(jié)合的可能性或使分子易于乙?；苄曰蚴狗肿右子谝阴；?(2)(2)容易生物降解容易生物降解可以通過氧化，還

32、原，水解等作用使化學(xué)品降解?？梢酝ㄟ^氧化，還原，水解等作用使化學(xué)品降解。整理ppt內(nèi)部因素內(nèi)部因素避免使用有毒官能團(tuán) 如過去擋風(fēng)玻璃膠粘劑全部采用異氰酸脂作交聯(lián)劑，毒性很大。如過去擋風(fēng)玻璃膠粘劑全部采用異氰酸脂作交聯(lián)劑，毒性很大?，F(xiàn)在采用乙酰醋酸脂代替異氰酸脂作粘性交聯(lián)劑，避免了毒性?，F(xiàn)在采用乙酰醋酸脂代替異氰酸脂作粘性交聯(lián)劑，避免了毒性。對有毒官能團(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽 就是為了避免毒害暫時將有毒官能團(tuán)轉(zhuǎn)化，當(dāng)需要時再將原來的就是為了避免毒害暫時將有毒官能團(tuán)轉(zhuǎn)化，當(dāng)需要時再將原來的官能團(tuán)釋放出來。其缺點是是原子經(jīng)濟(jì)性降低。官能團(tuán)釋放出來。其缺點是是原子經(jīng)濟(jì)性降低。(1)(1)選擇的化學(xué)品種類或母體化

33、合物無毒選擇的化學(xué)品種類或母體化合物無毒(2)(2)在選擇官能團(tuán)的時候，避免有毒的官能團(tuán)，利用結(jié)構(gòu)屏蔽在選擇官能團(tuán)的時候，避免有毒的官能團(tuán)，利用結(jié)構(gòu)屏蔽有毒集團(tuán)的作用等。有毒集團(tuán)的作用等。整理ppt再次，還要避免因生物活化引起的間接中毒再次，還要避免因生物活化引起的間接中毒這里間接中毒（也稱生物活化）是指物質(zhì)在初始結(jié)構(gòu)時這里間接中毒（也稱生物活化）是指物質(zhì)在初始結(jié)構(gòu)時并不具有毒性，但它進(jìn)入人體后，會轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)并不具有毒性，但它進(jìn)入人體后，會轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)如致癌物質(zhì)。如致癌物質(zhì)。(1)(1)避免具有生物活化途徑的化學(xué)品，比如具有高親電或親避免具有生物活化途徑的化學(xué)品，比如具有高親電或親核

34、基團(tuán)，帶有不飽和鍵等等的分子。核基團(tuán)，帶有不飽和鍵等等的分子。(2)(2)對可生物活化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽。對可生物活化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽。整理ppt設(shè)計安全化學(xué)品的方法設(shè)計安全化學(xué)品的方法 一、一、如果已知某一反應(yīng)是毒性產(chǎn)生的必要條件，則可以通過改變結(jié)構(gòu)，使如果已知某一反應(yīng)是毒性產(chǎn)生的必要條件，則可以通過改變結(jié)構(gòu)，使這反應(yīng)不發(fā)生，從而避免或降低該化學(xué)品的危害性。注意！任何結(jié)構(gòu)這反應(yīng)不發(fā)生，從而避免或降低該化學(xué)品的危害性。注意！任何結(jié)構(gòu)的改變必須確保分子的性質(zhì)與功效不變。的改變必須確保分子的性質(zhì)與功效不變。For exampleFor example: 有機腈化合物在生物體系中由于能發(fā)生如下反應(yīng)

35、而產(chǎn)生毒有機腈化合物在生物體系中由于能發(fā)生如下反應(yīng)而產(chǎn)生毒性性RCH2CN “RCH2” + “CN” 如果在-位上引入取代基，如甲基，則釋放氰基的反應(yīng)就被抑制，該物質(zhì)就幾乎是無毒的。整理ppt設(shè)計安全化學(xué)品的方法設(shè)計安全化學(xué)品的方法整理ppt設(shè)計安全化學(xué)品的方法設(shè)計安全化學(xué)品的方法o三、降低有毒物質(zhì)的生物利用率三、降低有毒物質(zhì)的生物利用率（bioavailability）的方法。的方法。v該方法的理論基礎(chǔ)是，該方法的理論基礎(chǔ)是，v化學(xué)家可以利用改變分子的物理化學(xué)性質(zhì)，如水溶性、極性的知化學(xué)家可以利用改變分子的物理化學(xué)性質(zhì)，如水溶性、極性的知識，控制分子使其難于或不能被生物膜和組織吸收，通過降

36、低吸識，控制分子使其難于或不能被生物膜和組織吸收，通過降低吸收和生物利用率，毒性可以得到削弱。因此，只要降低分子的生收和生物利用率，毒性可以得到削弱。因此，只要降低分子的生物利用率而不影響該分子的功能于用途，則該方法是十分有效的。物利用率而不影響該分子的功能于用途，則該方法是十分有效的。例如：化合物在水相和脂相之間的分配比例例如：化合物在水相和脂相之間的分配比例LogP是決是決定其進(jìn)入生物體能力大小的主要因素，通過改變結(jié)構(gòu)可定其進(jìn)入生物體能力大小的主要因素，通過改變結(jié)構(gòu)可以調(diào)控以調(diào)控LogP的大小，使分子具有較小的穿透表皮的能的大小，使分子具有較小的穿透表皮的能力，不能表現(xiàn)出原有的毒性。力，不

37、能表現(xiàn)出原有的毒性。整理ppt安全化學(xué)品設(shè)計的成功范例安全化學(xué)品設(shè)計的成功范例 用甲苯代替苯用甲苯代替苯苯是合成塑料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥等工業(yè)苯是合成塑料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥等工業(yè)的的，也是重要的，也是重要的。苯會引起肝苯會引起肝，這是因為苯在肝中會發(fā)生氧化反應(yīng)，這是因為苯在肝中會發(fā)生氧化反應(yīng)，生成一系列物質(zhì)，其中包括毒性很強的酚。苯還是一種生成一系列物質(zhì)，其中包括毒性很強的酚。苯還是一種，且能誘發(fā)人的染色體畸變。且能誘發(fā)人的染色體畸變。19991999年福州收治了年福州收治了8 8名再生障礙性貧血名再生障礙性貧血患者，均為刷膠工人，患者，均為刷膠工人，1

38、1人搶救無效死亡。原因是生產(chǎn)中使用了含人搶救無效死亡。原因是生產(chǎn)中使用了含高濃度苯的膠粘劑。高濃度苯的膠粘劑。如果在苯環(huán)上引入一個甲基如果在苯環(huán)上引入一個甲基變成甲苯，則變成甲苯，則，依次生成苯甲醇、苯甲酸，其中苯甲酸是無毒的，因，依次生成苯甲醇、苯甲酸，其中苯甲酸是無毒的，因而甲苯的毒性比苯有所降低。而甲苯的毒性比苯有所降低。甲苯與苯的性質(zhì)有許多甲苯與苯的性質(zhì)有許多之處，在許多情況下可用甲苯代替苯。之處，在許多情況下可用甲苯代替苯。整理ppt安全有效的毛蟲克星安全有效的毛蟲克星ConfirmTMo長期使用化學(xué)農(nóng)藥，會使害蟲產(chǎn)生抗藥性，導(dǎo)致殺蟲劑用量大增，長期使用化學(xué)農(nóng)藥，會使害蟲產(chǎn)生抗藥性，

39、導(dǎo)致殺蟲劑用量大增，不僅增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且容易造成人畜中毒。不僅增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且容易造成人畜中毒。o聯(lián)合國有關(guān)組織曾對使用殺蟲劑作出嚴(yán)格規(guī)定，并禁用和限制使用聯(lián)合國有關(guān)組織曾對使用殺蟲劑作出嚴(yán)格規(guī)定，并禁用和限制使用500500種化學(xué)農(nóng)藥。種化學(xué)農(nóng)藥。oRohm Rohm Haas Haas 公司發(fā)現(xiàn)了一個新的殺蟲劑家族公司發(fā)現(xiàn)了一個新的殺蟲劑家族二酰基肼，能二?；?，能有效地控制履帶式害蟲，而對人和生態(tài)系統(tǒng)沒有顯著的危險。有效地控制履帶式害蟲，而對人和生態(tài)系統(tǒng)沒有顯著的危險。 Confirm ConfirmTMTM 的殺蟲機制非常獨特。它是通過模仿在昆蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的的殺蟲機制非常獨特。它是通

40、過模仿在昆蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的叫做叫做20-20-羥基蛻化素的物質(zhì)而起作用的，這種蛻化素能導(dǎo)致昆蟲脫皮羥基蛻化素的物質(zhì)而起作用的，這種蛻化素能導(dǎo)致昆蟲脫皮（脫皮階段不能進(jìn)食）并調(diào)節(jié)昆蟲的發(fā)育。毛蟲食用（脫皮階段不能進(jìn)食）并調(diào)節(jié)昆蟲的發(fā)育。毛蟲食用ConfirmConfirmTMTM后，后，使脫皮過程延長，致使它們因停食、脫水而死亡。使脫皮過程延長，致使它們因停食、脫水而死亡。 由于由于20-20-羥基蛻化素對許多非節(jié)肢動物不具有生物功能羥基蛻化素對許多非節(jié)肢動物不具有生物功能 ，所以，所以ConfirmConfirmTMTM對于各種各樣的哺乳動物、植物、水生動物、益蟲（蜜蜂、對于各種各樣的哺乳動物、植

41、物、水生動物、益蟲（蜜蜂、瓢蟲、甲蟲等）以及其它食肉節(jié)肢動物（如蜘蛛）都非常安全。它瓢蟲、甲蟲等）以及其它食肉節(jié)肢動物（如蜘蛛）都非常安全。它是迄今發(fā)現(xiàn)的最安全、最具選擇性、最有效的昆蟲控制劑之一，該是迄今發(fā)現(xiàn)的最安全、最具選擇性、最有效的昆蟲控制劑之一，該成果獲得成果獲得19981998年美國年美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”的設(shè)計更安全化學(xué)品的設(shè)計更安全化學(xué)品獎。獎。整理ppt海洋船舶防垢劑海洋船舶防垢劑 o船體表面往往會長滿海藻和貝殼，形成積垢。船體表面往往會長滿海藻和貝殼，形成積垢。o危害：結(jié)垢危害：結(jié)垢1mm，阻力增加約阻力增加約80%，每年多消耗燃料費用約，每年多消耗燃

42、料費用約30億元；同時對環(huán)境帶來不利影響。億元；同時對環(huán)境帶來不利影響。o傳統(tǒng)對策：在油漆中添加有機錫防垢劑傳統(tǒng)對策：在油漆中添加有機錫防垢劑TBTO。o存在問題：存在問題：TBTO有毒副作用，降低生育能力，引起生物變種；有毒副作用，降低生育能力，引起生物變種；半衰期長，在生物體內(nèi)產(chǎn)生積累放大效應(yīng)，最高可達(dá)半衰期長，在生物體內(nèi)產(chǎn)生積累放大效應(yīng)，最高可達(dá)10000倍。倍。oRohm & Haas公司研究出公司研究出Sea-NineTM抗浮游生物劑：抗浮游生物劑：該產(chǎn)品毒副作用小，降解快（海該產(chǎn)品毒副作用小，降解快（海水中半衰期為水中半衰期為1 1d d，沉積物中為沉積物中為1 1h h，

43、在生物體中積累基本為零，獲得在生物體中積累基本為零，獲得19961996年美國年美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎獎”的設(shè)計更安全化學(xué)品獎。的設(shè)計更安全化學(xué)品獎。整理ppt可生物降解螯合劑可生物降解螯合劑 o傳統(tǒng)的螯合劑的生物降解能力很弱，有些會持久存在，對水體產(chǎn)生影響。同時，許多螯合劑，例如氨基羧酸鹽，是以劇毒的氫氰酸為原料生產(chǎn)的，這對從業(yè)人員的健康和安全是一個極大的威脅。o美國拜爾公司以順丁烯二酸酐、氫氧化鈉和氨為原料，水為溶劑生產(chǎn)了一種新的環(huán)境友好螯合劑亞氨二丁二酸鈉，該產(chǎn)品不僅具有優(yōu)秀的螯合性能，而且無毒、可生物降解，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生廢物，無污染，是傳統(tǒng)螯合劑的理想替代物。拜爾公司

44、因此獲得了2001年美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎的新合成路線獎。整理ppt2.5 采用安全的溶劑和助劑采用安全的溶劑和助劑整理ppt在化學(xué)品的制造、加工和使用中，可以說處處都離不開溶劑和助劑。常用有機溶劑常用有機溶劑鹵化物溶劑鹵化物溶劑芳香烴類溶劑芳香烴類溶劑助劑的使用主要是為了克服在合成中的一些障礙助劑的使用主要是為了克服在合成中的一些障礙如分離助劑如分離助劑整理ppt超臨界流體超臨界流體壓力壓力/MPaOAC超臨界超臨界流體流體Tc=31.06 溫度溫度/CPc=1.38固固液液氣氣o超臨界流體是指當(dāng)物質(zhì)處于起臨界溫度和臨界壓力以上時所形成的一種特殊狀態(tài)的流體，是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體狀態(tài)

45、。這種流體具有液體一樣的密度、溶解能力和傳熱系數(shù)，還具有與氣體一樣的低粘度和高擴散系數(shù)。并且，只需要改變壓力或溫度即可控制其溶解能力，并影響它為介質(zhì)的合成速率。CO2 的相圖的相圖 應(yīng)用范圍應(yīng)用類別醫(yī)藥工業(yè) 中草藥有效成分的提取、分離，藥品原料的濃縮、精制食品工業(yè)啤酒花、動植物油、咖啡因、植物色素的提取化妝品香料工業(yè)天然香料、合成香料的分離和精制，化妝品原料的萃取超臨界萃取的應(yīng)用 整理ppt水水水還可以作為超臨界流體。整理ppt固定化溶劑固定化溶劑 o有機溶劑對人類健康與環(huán)境健康的影響很大程度上來自于其揮發(fā)性，因此，人們想到了采用固定化溶劑的方法來解決問題。即，保持一種材料的溶解能力而使其不揮

46、發(fā)，并將其危害性不暴露于人類和環(huán)境。整理ppt離子液體離子液體o離子液體是最近一些年興起的一種具有廣泛發(fā)展前景的綠色溶劑和催化劑。o離子液體離子液體（ionic liquids），就是指完全由離子構(gòu)成，就是指完全由離子構(gòu)成，在低溫在低溫(100)下呈液態(tài)的物質(zhì)，又稱為室溫離子液體下呈液態(tài)的物質(zhì)，又稱為室溫離子液體(Ambient temperature ionic liquids)、室溫熔融鹽室溫熔融鹽(Room temperature melting salts)等。等。 離子液體通常由大的有機陽離子和無機陰離子構(gòu)成，這些陰陽離子千變?nèi)f化，因此，離子液體的種類也十分繁多，具有廣闊的研究空間。

47、 NNPF6BMIMNC6H13BF4NNNO3BMIM整理pptv有機陽離子主要是含氮、硫、磷的陽離子。目前研有機陽離子主要是含氮、硫、磷的陽離子。目前研究最多的是烷基銨類、咪唑啉類和烷基吡啶類等。究最多的是烷基銨類、咪唑啉類和烷基吡啶類等。陽離子對離子液體的性能具有較大影響，可以選擇陽離子對離子液體的性能具有較大影響，可以選擇其他的含氮雜環(huán)化合物作為母體，進(jìn)行組合和調(diào)變，其他的含氮雜環(huán)化合物作為母體，進(jìn)行組合和調(diào)變，以及設(shè)計不同的側(cè)鏈，得到新型的有機陽離子，從以及設(shè)計不同的側(cè)鏈，得到新型的有機陽離子，從而達(dá)到所需的性能要求。而達(dá)到所需的性能要求。v組成離子液體的陰離子主要有兩類：組成離子液

48、體的陰離子主要有兩類：(1) (1) 多核陰離多核陰離子，如子，如AlAl2 2ClCl7 7- -、AlAl3 3ClCl1010- -、GaGa2 2ClCl7 7- -、FeFe2 2ClCl7 7- -、SbSb2 2F F1111- -等；等；(2) (2) 單核陰離子，如單核陰離子，如BFBF4 4- -、PFPF6 6- -、SbFSbF6 6- -、InClInCl3 3- -、CuClCuCl2 2- -、SnClSnCl3 3- -、AlClAlCl4 4- -、等等。等等。整理ppt因此，可以從分子水平實現(xiàn)離子液體的設(shè)計，因此，可以從分子水平實現(xiàn)離子液體的設(shè)計，以期達(dá)到理

49、想的性能。以期達(dá)到理想的性能。離子液體具有以下特點：離子液體具有以下特點：1、熔點低。作為溶劑能適應(yīng)于-100200之間的操作，熔點的高低由組成的離子來調(diào)節(jié)，因此，離子液體又可以成為“設(shè)計者的溶劑”。2、蒸汽壓等于零。從環(huán)保的觀點來看，沒有蒸汽壓就意味著無泄漏，不逸散。3、離子液體還具有溶解性獨特的優(yōu)點，如N-取代反應(yīng)，催化劑溶解而產(chǎn)品不溶，因此可以自動的分出產(chǎn)品，不存在分離均相催化劑的困難。4、不燃燒。整理ppt離子液體的這些顯著優(yōu)點，在學(xué)術(shù)界和企業(yè)界都離子液體的這些顯著優(yōu)點，在學(xué)術(shù)界和企業(yè)界都引起了高度重視，有關(guān)離子液體的研究層出不窮引起了高度重視，有關(guān)離子液體的研究層出不窮o另外離子液體

50、除了用作溶劑之外，也是一種很好的催化劑。目前，離子液另外離子液體除了用作溶劑之外，也是一種很好的催化劑。目前，離子液體在經(jīng)典的有機合成反應(yīng)中都得到了應(yīng)用。體在經(jīng)典的有機合成反應(yīng)中都得到了應(yīng)用。oChem. Common. 1998，p.2097就報道了在離子液體中，常溫下進(jìn)行經(jīng)典就報道了在離子液體中，常溫下進(jìn)行經(jīng)典的的F-C?；磻?yīng)，合成?；磻?yīng)，合成Traseolide的成功實例的成功實例H3CH3CCH3CHCH3H3C3-isopropyl-1,1,6-trimethyl-2,3-dihydro-1H-indene+CH3CClOemin AlCl4+-H3CH3CCH3HCCH3C

51、H3COH3CTraseolide99%離子液體以其優(yōu)異的溶解性能及無毒、無煙、穩(wěn)定、價廉、易制備等特點，給化學(xué)帶來了革命性變化，離子液體以其優(yōu)異的溶解性能及無毒、無煙、穩(wěn)定、價廉、易制備等特點，給化學(xué)帶來了革命性變化，為綠色工業(yè)鋪了一條嶄新道路。因此，離子液體作為綠色化學(xué)中一個嶄新領(lǐng)域，有廣闊的前景為綠色工業(yè)鋪了一條嶄新道路。因此，離子液體作為綠色化學(xué)中一個嶄新領(lǐng)域，有廣闊的前景Traseolide: :特拉斯麝香，人造香料特拉斯麝香，人造香料整理ppt無溶劑反應(yīng)無溶劑反應(yīng) v可通過三種途徑來實現(xiàn)無溶劑反應(yīng)：可通過三種途徑來實現(xiàn)無溶劑反應(yīng)：一、是試劑和原料本身充當(dāng)溶劑來進(jìn)行反應(yīng)，比如，可以使

52、原料中毒一、是試劑和原料本身充當(dāng)溶劑來進(jìn)行反應(yīng)，比如，可以使原料中毒性小，價格比較便宜的物質(zhì)過量性小，價格比較便宜的物質(zhì)過量二、是將原料和試劑在熔融狀態(tài)下充分混合進(jìn)行反應(yīng)二、是將原料和試劑在熔融狀態(tài)下充分混合進(jìn)行反應(yīng)三、是實現(xiàn)固體表面反應(yīng)。三、是實現(xiàn)固體表面反應(yīng)。2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以后，無溶劑合成受到了重視，而直到年代以后，無溶劑合成受到了重視，而直到微波爐、超聲波反應(yīng)器出現(xiàn)之后，不需要溶劑，即可使微波爐、超聲波反應(yīng)器出現(xiàn)之后，不需要溶劑，即可使反應(yīng)物質(zhì)之間均勻分散和接觸，這才使得無溶劑反應(yīng)更反應(yīng)物質(zhì)之間均勻分散和接觸，這才使得無溶劑反應(yīng)更加容易實現(xiàn)。加容易實現(xiàn)。整理ppt2整理pp

53、t化學(xué)工業(yè)中所需要使用的能量化學(xué)工業(yè)中所需要使用的能量1 1、化學(xué)反應(yīng)中的能量需求、化學(xué)反應(yīng)中的能量需求v提供反應(yīng)所需能量提供反應(yīng)所需能量v化學(xué)反應(yīng)通常是原料和試劑一起在溶劑中加熱回流，直到反應(yīng)完全。但一個反應(yīng)到底需要多少熱能或其他能量卻沒有分析過。在工業(yè)化國家里，化學(xué)工業(yè)消耗了很大部分的能量，是耗能最大的工業(yè)之一。v用熱能加速化學(xué)反應(yīng)用熱能加速化學(xué)反應(yīng)v對于一個需要加入外界能量才能發(fā)生的反應(yīng)，往往需要加入一定的熱量用以克服其活化能。這類反應(yīng)可以通過選擇合適的催化劑來降低反應(yīng)活化能，從而降低反應(yīng)發(fā)生所需的初始熱量。如果反應(yīng)是吸熱的，則反應(yīng)開始后需要持續(xù)加入熱量以使反應(yīng)進(jìn)行的完全。v用冷卻的方法

54、控制反應(yīng)用冷卻的方法控制反應(yīng)v相反，若反應(yīng)是放熱的，則需要冷卻以移出熱量來控制反應(yīng)。在化工生產(chǎn)中有時也需要降低反應(yīng)速度以防止反應(yīng)失控而發(fā)生事故。無論加熱還是冷卻，均需要較大的費用并對環(huán)境產(chǎn)生影響。整理ppt化學(xué)工業(yè)中所需要使用的能量化學(xué)工業(yè)中所需要使用的能量2 2、分離過程中的能量需求、分離過程中的能量需求v化工過程中的分離、提純是一個相當(dāng)消耗能量的步驟。通化工過程中的分離、提純是一個相當(dāng)消耗能量的步驟。通常的純化和分離可以通過精餾，萃取，重結(jié)晶等操作實現(xiàn)，常的純化和分離可以通過精餾，萃取，重結(jié)晶等操作實現(xiàn)，但均需要大量的能量來實現(xiàn)產(chǎn)品從雜質(zhì)中的分離。但均需要大量的能量來實現(xiàn)產(chǎn)品從雜質(zhì)中的分離

55、。v因此，我們必須在化學(xué)過程的設(shè)計中充分考慮能量的節(jié)約因此，我們必須在化學(xué)過程的設(shè)計中充分考慮能量的節(jié)約與最佳利用，要考慮能量的需求因素以讓化學(xué)過程更為有與最佳利用，要考慮能量的需求因素以讓化學(xué)過程更為有效?；瘜W(xué)工業(yè)節(jié)能的一個重要方法是通過優(yōu)化過程設(shè)計，效。化學(xué)工業(yè)節(jié)能的一個重要方法是通過優(yōu)化過程設(shè)計，減少分離操作的需要，從而可以大大降低能量需要。減少分離操作的需要，從而可以大大降低能量需要。 整理ppt除了傳統(tǒng)的熱能，可以利用的能量有哪些？除了傳統(tǒng)的熱能，可以利用的能量有哪些？ 電電 能能電化學(xué)過程是清潔技術(shù)的重要組成部分，由于電解一般無需使用危險或有毒試劑，通常在常溫常壓下進(jìn)行，在清潔合成

56、中具有獨特的魅力。如，自由基反應(yīng)是有機合成中一類非常重要的C-C鍵形成反應(yīng)，實現(xiàn)自由基環(huán)化的常規(guī)方法是使用過量的三丁基錫烷。這樣的過程不僅原子使用效率低，而且使用和產(chǎn)生有毒的，難以除去的錫試劑。這兩方面的問題用維生素B12催化的電還原方法可完全避免。利用天然、無毒、手性的維生素B12為催化劑的電催化反應(yīng)，可產(chǎn)生自由基類中間體，從而實現(xiàn)在溫和中性條件下的自由基環(huán)化反應(yīng)OOBrOMee-, B12OOOHH整理ppt光光 能能o運用環(huán)境友好的光化學(xué)反應(yīng)來替代一些需用有毒試劑的運用環(huán)境友好的光化學(xué)反應(yīng)來替代一些需用有毒試劑的化學(xué)反應(yīng)是近年來研究較多的課題。例如，傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)是近年來研究較多的課題。

57、例如，傳統(tǒng)的Friedel-CraftsFriedel-Crafts反應(yīng)會產(chǎn)生有污染的副產(chǎn)物，而用光化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生有污染的副產(chǎn)物，而用光化學(xué)替代反應(yīng)，由醌和醛反應(yīng)可以衍生出一系列的環(huán)系產(chǎn)物。替代反應(yīng)，由醌和醛反應(yīng)可以衍生出一系列的環(huán)系產(chǎn)物。這一方面避免了使用傳統(tǒng)液體酸（如這一方面避免了使用傳統(tǒng)液體酸（如AlClAlCl3 3，硫酸等）硫酸等）和硝基苯，二硫化碳等溶劑。和硝基苯，二硫化碳等溶劑。OOhvRCHOROAldrich AceAldrich Ace光化學(xué)反應(yīng)器光化學(xué)反應(yīng)器整理ppt微微 波波o許多情況下，微波技術(shù)顯示了極許多情況下，微波技術(shù)顯示了極大的優(yōu)勢，既不需要通過持續(xù)加大的優(yōu)勢，

58、既不需要通過持續(xù)加熱來使反應(yīng)進(jìn)行，而且在固體狀熱來使反應(yīng)進(jìn)行，而且在固體狀態(tài)下的微波反應(yīng)避免了在有溶劑態(tài)下的微波反應(yīng)避免了在有溶劑的反應(yīng)中溶劑所需的額外的熱量的反應(yīng)中溶劑所需的額外的熱量需求狀況。微波協(xié)助萃取在環(huán)境需求狀況。微波協(xié)助萃取在環(huán)境樣品的有機氯化合物的檢測中就樣品的有機氯化合物的檢測中就顯示了其優(yōu)越性。在微波條件下顯示了其優(yōu)越性。在微波條件下的萃取不需熱能，萃取時間短，的萃取不需熱能，萃取時間短，且萃取效果更完全。且萃取效果更完全。微波反應(yīng)裝置微波反應(yīng)裝置整理ppt聲聲 波波o一些反應(yīng)如環(huán)加成、周環(huán)反應(yīng)可采用超聲波的能量來催一些反應(yīng)如環(huán)加成、周環(huán)反應(yīng)可采用超聲波的能量來催化進(jìn)行。在運

59、用以上這些技術(shù)時，環(huán)境可以得到改善，化進(jìn)行。在運用以上這些技術(shù)時，環(huán)境可以得到改善，但是針對每一個具體反應(yīng)，需視其獲得合成目標(biāo)產(chǎn)物的但是針對每一個具體反應(yīng)，需視其獲得合成目標(biāo)產(chǎn)物的效率而定。效率而定。AldrichAldrich超聲波反應(yīng)器超聲波反應(yīng)器整理ppt綠色原料整理ppt反應(yīng)初始原料的選擇決定了反應(yīng)類型或合成路線的許多特征。反應(yīng)初始原料的選擇決定了反應(yīng)類型或合成路線的許多特征。一旦原料決定下來，其他的選擇就相應(yīng)改變。一旦原料決定下來，其他的選擇就相應(yīng)改變。原料的選擇很重要，它不僅對合成路線的效率有影響，而且反應(yīng)原料的選擇很重要，它不僅對合成路線的效率有影響，而且反應(yīng)過程對環(huán)境、人類健康

60、的作用也受原料選擇的影響。過程對環(huán)境、人類健康的作用也受原料選擇的影響。原料的選擇決定了生產(chǎn)者在制造化學(xué)品的操作中面臨的危害、原原料的選擇決定了生產(chǎn)者在制造化學(xué)品的操作中面臨的危害、原料的提供者生產(chǎn)時的危害以及運輸?shù)娘L(fēng)險，所以原料的選擇是綠料的提供者生產(chǎn)時的危害以及運輸?shù)娘L(fēng)險，所以原料的選擇是綠色化學(xué)的決定性部分。色化學(xué)的決定性部分。整理ppto150150年前，大多數(shù)工業(yè)有機化學(xué)品都是來自植物提供的年前，大多數(shù)工業(yè)有機化學(xué)品都是來自植物提供的生物質(zhì)（生物質(zhì)（biomass)biomass)，少數(shù)來自動物。少數(shù)來自動物。所謂生物質(zhì)（biomass），是光合作用產(chǎn)生的所有生物有機體的總稱，包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物、林產(chǎn)廢棄物、海產(chǎn)