有震撼力的唯美詩(shī)句

環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究進(jìn)展講座綠色化學(xué)引論IntroductiontotheGreenChemistry/shiju/1

綠色化學(xué)引論內(nèi)容提要一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技1.綠色科技的含義及其發(fā)展2.環(huán)保事業(yè)對(duì)綠色科技的需求二.綠色化學(xué)引論1.綠色化學(xué)的定義和發(fā)展簡(jiǎn)史2.環(huán)境中的有毒化學(xué)品和事故危害3.綠色化學(xué)的12條原則4.綠色化學(xué)研究的典型原理及其效果5.有關(guān)綠色化學(xué)的專(zhuān)著和文獻(xiàn)資料6.前景和展望2

綠色化學(xué)引論一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技1.綠色科技的含義及其發(fā)展可持續(xù)發(fā)展的基本國(guó)策促進(jìn)了綠色科技的誕生，綠色科技是國(guó)家為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展實(shí)施的一項(xiàng)技術(shù)戰(zhàn)略。綠色科技是以保護(hù)人體健康和人類(lèi)賴以生存的環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為核心內(nèi)容的所有科技活動(dòng)的總稱。無(wú)論從內(nèi)涵和外延都超越了環(huán)境科技，然而，它將保護(hù)自然資源和生態(tài)環(huán)境作為主要價(jià)值目標(biāo)之一，對(duì)我國(guó)環(huán)保事業(yè)發(fā)展將提供全方位和系統(tǒng)的技術(shù)支持，對(duì)全國(guó)科技發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。3

綠色化學(xué)引論一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技國(guó)外綠色科技發(fā)展現(xiàn)狀近十年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家在扭轉(zhuǎn)環(huán)境保護(hù)困境、調(diào)整技術(shù)方向的過(guò)程中，逐漸出現(xiàn)和形成了綠色科技。綠色科技為開(kāi)發(fā)綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費(fèi)、開(kāi)拓未來(lái)市場(chǎng)和發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造機(jī)遇，已成為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。自20世紀(jì)90年代初，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼采取措施，使環(huán)保工作由污染治理向污染預(yù)防轉(zhuǎn)變。4

綠色化學(xué)引論一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技1994年7月，美國(guó)政府發(fā)布了“面向可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)技術(shù)”報(bào)告，強(qiáng)調(diào)指出環(huán)境技術(shù)發(fā)展的重心是預(yù)防而不是治理已經(jīng)發(fā)生的污染。德國(guó)也努力致力于以綠色科技推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)朝向良性循環(huán)方向發(fā)展，并使其成為現(xiàn)代化發(fā)展的重要組成部分。一個(gè)成功的例子就是制成“綠色電視”，它具有耗電省、電磁輻射低、使用材料種類(lèi)少且便于回收利用、避免過(guò)早淘汰等特點(diǎn)。加拿大聯(lián)邦政府早在1993年就已制定綠色計(jì)劃。日本政府非常重視節(jié)約資源和能源，倡導(dǎo)和推廣綠色技術(shù)，已把環(huán)境技術(shù)、電子技術(shù)和汽車(chē)技術(shù)并列為三大領(lǐng)先綠色技術(shù)。5

綠色化學(xué)引論一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技世界范圍綠色技術(shù)革命浪潮的中心在于：

利用綠色高新技術(shù)開(kāi)發(fā)綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費(fèi)。但是由于發(fā)達(dá)國(guó)家制訂苛刻的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，世界貿(mào)易中出現(xiàn)了所謂“綠色壁壘”。許多國(guó)家開(kāi)始實(shí)行環(huán)境標(biāo)志制度，對(duì)促進(jìn)綠色產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、引導(dǎo)綠色消費(fèi)起到了重要作用。環(huán)境標(biāo)志是對(duì)產(chǎn)品符合綠色要求的一種認(rèn)定。德國(guó)是率先實(shí)行環(huán)境標(biāo)志計(jì)劃的國(guó)家，美國(guó)的污染預(yù)防法，日本的環(huán)境協(xié)調(diào)型產(chǎn)品計(jì)劃，加拿大的“環(huán)境優(yōu)選”等都對(duì)綠色科技的發(fā)展起了重要的促進(jìn)作用。6

綠色化學(xué)引論一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技2.環(huán)保事業(yè)對(duì)綠色科技的需求21世紀(jì)初，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)事業(yè)的飛速發(fā)展，要求環(huán)境科技不僅要為污染治理提供技術(shù)支持，為管理提供決策依據(jù)，還要為預(yù)防可能出現(xiàn)的新污染問(wèn)題提供可行的方案和措施?？傊瑢⒓夹g(shù)取向從以治理污染為主調(diào)整到開(kāi)發(fā)綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費(fèi)、發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)方向上來(lái)。7

綠色化學(xué)引論一.中國(guó)21世紀(jì)的綠色科技例如，21世紀(jì)環(huán)保所需的清潔生產(chǎn)技術(shù)主要包括綠色能源技術(shù)、環(huán)境協(xié)調(diào)材料新技術(shù)、廢物減量化技術(shù)等。環(huán)境協(xié)調(diào)材料是資源和能源消耗最少，對(duì)環(huán)境影響最小，再生循環(huán)利用率最高的各種新型材料。它的開(kāi)發(fā)和研制是21世紀(jì)初綠色環(huán)?？萍脊リP(guān)的重要方向之一。在污染治理技術(shù)方面重點(diǎn)是要發(fā)展高新分離和生物技術(shù)設(shè)備以解決難降解、高濃度有機(jī)廢水的處理問(wèn)題。在自然生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)方面，要著重探索資源開(kāi)發(fā)后的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，生態(tài)建設(shè)中的單元技術(shù)，如生物農(nóng)藥、生物肥料、可降解地膜、肥料等。還要重點(diǎn)推進(jìn)生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。8

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論1.綠色化學(xué)的定義和發(fā)展簡(jiǎn)史綠色化學(xué)，也可叫作可持續(xù)的化學(xué)（SustainableChemistry），它是一個(gè)概括性的概念：“化學(xué)是一種給予能力的或可操作的科學(xué)，利用它可使經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的發(fā)展協(xié)調(diào)地進(jìn)行?！保–hemistryisanenablingsciencethatwillalloweconomicprogressandenvironmentalprogresstoproceedinharmony）。按照定義，綠色化學(xué)就是利用一套原理在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和加工過(guò)程的實(shí)行中都應(yīng)減少或消除使用或產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境有害的物質(zhì)。9

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論有一些重要事件促使了綠色化學(xué)的誕生和迅速發(fā)展:1987年聯(lián)合國(guó)提出關(guān)于“OurCommonFuture”的報(bào)告，率先提出了可持續(xù)發(fā)展的概念。隨之，1992年在巴西里約舉行的聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上受到百余國(guó)家元首一致肯定。這意味著工業(yè)增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須既符合當(dāng)代社會(huì)需要并能為人類(lèi)后代保護(hù)資源和環(huán)境。美國(guó)1990年通過(guò)了污染預(yù)防法（PollutionPreventionActof1990）。這是關(guān)于著眼源頭污染預(yù)防的第一個(gè)環(huán)境法規(guī)。它促使USEPA于1991年建立了綠色化學(xué)規(guī)劃，當(dāng)時(shí)在OfficeofPollutionPrevention&Toxics的Dr.PaulT.Anastas創(chuàng)造并定義了綠色化學(xué)專(zhuān)名詞。此人現(xiàn)在WhiteHouseOfficeofScience&TechnologyPolicy。10

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論USEPA與USNSF合作支持開(kāi)展并在ACS范圍內(nèi)組織了題為“DesignfortheEnvironmentof21Century”，“EnvironmentallyBenignChemistry”，“EnvironmentalFriendlyChemistry”等專(zhuān)題學(xué)術(shù)討論會(huì)。通過(guò)美國(guó)EPA，學(xué)術(shù)界，工業(yè)界，政府部門(mén)等協(xié)作提出利用化學(xué)開(kāi)發(fā)新的污染預(yù)防技術(shù)并建議設(shè)立總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)以資鼓勵(lì)。美國(guó)于1995年建立了此種特殊獎(jiǎng)勵(lì)，每年頒發(fā)一次。目前在U.K.,Australia,Italy,&Germany等國(guó)都設(shè)立了類(lèi)似的國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。11

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論Dr.PaulT.Anastas

和麻省大學(xué)的JohnC.Warner教授提出了有關(guān)綠色化學(xué)的12條原則，為綠色化學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。美國(guó)建立了世界第一個(gè)綠色化學(xué)研究所（院，GCI）。1997年5月先是由工業(yè)界，學(xué)術(shù)界，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等在互聯(lián)網(wǎng)上組成的虛擬非盈利組織，目前已在17個(gè)國(guó)家有它的聯(lián)合組成部分。2001年初GCI已與ACS合作，以便加強(qiáng)化學(xué)在環(huán)境研究中的作用。GCI已在ACS總部中設(shè)立辦公室，并且ACS將提供給GCI核心基金。GCI所長(zhǎng)Dr.DennisL.Hjeresen

當(dāng)前致力于把綠色化學(xué)從學(xué)術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)展到社會(huì)各個(gè)方面，使其成為有力的重要工具。12

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論2.環(huán)境中有毒化學(xué)品和事故危害DDT是人所共知的曾是應(yīng)用廣泛的殺蟲(chóng)劑。13

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論然而，它在鳥(niǎo)類(lèi)體內(nèi)累積后，造成蛋殼變薄，使很多鳥(niǎo)類(lèi)種群顯著減少，如獵鷹，禿鷹，鶚和棕色鵜鶘等。RachelCarson在“寂靜的春天”著作中第一次提出了這類(lèi)問(wèn)題。目前仍有一些國(guó)家生產(chǎn)和使用。其它一些持久性多氯代化合物，如PCBs，二惡英，已知是具有雌激素性質(zhì)，成為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。14

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論在1950年代后期到1962年曾用作處理孕婦作嘔的藥劑，然而后來(lái)發(fā)現(xiàn)在46個(gè)國(guó)家中有8000個(gè)兒童具有出生缺陷。在巴西，曾用此種藥治療麻瘋病，導(dǎo)致數(shù)十個(gè)生育畸形。15

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論由于很多化學(xué)品有毒，出現(xiàn)了一些憎化學(xué)品（Chemphobia）的呼聲，認(rèn)為全天然(Allnatural)總比化學(xué)品為好！其實(shí)不然，天然物中也含有有毒化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)用發(fā)霉的花生喂火雞時(shí)造成火雞發(fā)病或死亡才發(fā)現(xiàn)了它，已知它是致癌物。AflatoxinB1，黃曲霉毒素16

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論人吃了由黑麥上生長(zhǎng)的麥角酸制成的麥角酸衍生物后，即變得發(fā)狂。Lysergicacid，麥角酸17

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論當(dāng)人吃了未處理好的河豚魚(yú)，可能中毒致死，由于它含有河豚毒素，可造成肺臟麻痹而死亡。有些商人用黃樟樹(shù)根提取物作軟飲料的香味劑，其中就含有黃樟素，它是一種致癌物。Safrole，黃樟素18

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論天然食物中有的也含有有益的化學(xué)物質(zhì)，比如水果和蔬菜中常常含有天然抗氧化劑，像葡萄中含有的resveratrol即可抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。綠色化學(xué)中盡量選擇無(wú)毒少毒原料并最少使用易燃易爆和具有高反應(yīng)活性的材料。Resveratrol19

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論加強(qiáng)研究，衛(wèi)生保健和食品監(jiān)督管理以及克服不良生活習(xí)慣對(duì)生命安全起很大作用。此處列舉一些美國(guó)的數(shù)據(jù)可見(jiàn)一斑。吸煙430，700酗酒100，000被動(dòng)吸煙53，000汽車(chē)事故43，300AIDS37，500殺害24，926火災(zāi)3，200可卡因4，202海洛因和嗎啡4，175氡氣2，500美國(guó)每年可防止的死亡估計(jì)(艾滋病)20

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論世界各國(guó)發(fā)生的關(guān)于有毒化學(xué)品的環(huán)境事故很多。

近年，著名的世界化學(xué)品事故如：1984年12月3日印度波帕爾40噸甲基異氰酸酯從一個(gè)農(nóng)藥廠泄漏到人口稠密區(qū)，造成3500人死亡，150，000人受傷。1986年4月26日，烏克蘭切爾諾貝利核反應(yīng)堆爆炸，使放射性物質(zhì)傳播遠(yuǎn)至瑞典。死亡了45人，并使500公里外的兒童甲狀腺癌患者明顯增加。1996年4-6月間，英國(guó)利物浦附近的一家化工廠溢出了704磅二氯乙烯和331，000磅的三氯甲烷。不久前，我國(guó)河南洛陽(yáng)公路上一輛載有若干噸氰化鉀的載重汽車(chē)翻倒在洛河中造成嚴(yán)重事件。21

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論3.綠色化學(xué)的12條原則（1）預(yù)防(Prevention)。防止產(chǎn)生廢物比在它產(chǎn)生后再處理或清除更好。（2）原子經(jīng)濟(jì)(AtomEconomy)。設(shè)計(jì)合成方法時(shí)，應(yīng)盡可能使用于生產(chǎn)加工過(guò)程的材料都進(jìn)入最后的產(chǎn)品中。（3）無(wú)害（或少害）的化學(xué)合成(LessHazardousChemicalSyntheses)。無(wú)論在哪里行得通，所設(shè)計(jì)的合成方法都應(yīng)該使用和產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境具有小的或沒(méi)有毒性。22

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論（4）設(shè)計(jì)無(wú)危險(xiǎn)的化學(xué)品(DesignSaferChemicals)?；瘜W(xué)產(chǎn)品應(yīng)該設(shè)計(jì)的使其有效地顯示受期望的功能而毒性最小。（5）安全的溶劑和助劑(SaferSolventsandAuxiliaries)。所使用的輔助物質(zhì)包括溶劑，分離試劑，和其它物品當(dāng)使用時(shí)都應(yīng)是無(wú)害的。（6）設(shè)計(jì)要有能效(DesignforEnergyEfficiency)?；瘜W(xué)加工過(guò)程的能源要求應(yīng)該考慮它們的環(huán)境的和經(jīng)濟(jì)的影響并應(yīng)該盡量節(jié)省。如果可能，合成方法應(yīng)在室溫和常壓下進(jìn)行。23

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論（7）使用可再生的原料(UseRenewableFeedstocks)。當(dāng)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行，原料和加工廠粗料都應(yīng)可再生。（8）減少衍生物(ReduceDerivatives)。如果可能，盡量減少和避免利用衍生化反應(yīng)，因?yàn)?，此種步驟需要添加額外的試劑并且可能產(chǎn)生廢物。（9）催化作用(Catalysis)。具有高選擇性的催化劑比化學(xué)計(jì)量學(xué)的試劑優(yōu)越的多。24

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論（10）設(shè)計(jì)要考慮降解(DesignforDegradation)?；瘜W(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)使它們?cè)诠δ芙K了時(shí)分解為無(wú)害的降解產(chǎn)物并不在環(huán)境中長(zhǎng)期存在。（11）為了預(yù)防污染進(jìn)行實(shí)時(shí)分析(Real-TimeAnalysisforPollutionPrevention)。需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的分析方法使可進(jìn)行實(shí)時(shí)的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)并在有害物質(zhì)形成之前給予控制。（12）防止事故發(fā)生的固有安全化學(xué)(InherentlySaferChemistryforAccidentPrevention)。在化學(xué)過(guò)程中使用的物質(zhì)和物質(zhì)形態(tài)的選擇應(yīng)使其盡可能地減少發(fā)生化學(xué)事故的潛在可能性，包括釋放，爆炸以及著火等。25

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論4.綠色化學(xué)的一些原理和效果由于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要和工業(yè)產(chǎn)品必須符合工業(yè)生態(tài)學(xué)的原則要求，傳統(tǒng)的化學(xué)品的設(shè)計(jì)、合成方法面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。綠色化學(xué)作為國(guó)際上學(xué)科前沿一個(gè)十分有生命力的發(fā)展方向涉及多學(xué)科交叉非常廣泛的領(lǐng)域。主要研究發(fā)展趨勢(shì)如下：26

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論主要研究發(fā)展趨勢(shì)：探索利用化學(xué)反應(yīng)的選擇性（包括位置選擇性，化學(xué)選擇性和立體選擇性），這不僅與合成產(chǎn)品的效率有關(guān)，且可能影響產(chǎn)品的生態(tài)效應(yīng)和對(duì)環(huán)境的友好程度。發(fā)展和應(yīng)用對(duì)人和環(huán)境無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)性的試劑和溶劑，特別是開(kāi)發(fā)以水或超臨界流體為反應(yīng)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。大力開(kāi)發(fā)新型環(huán)境友好催化劑。新型分離技術(shù)。27

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論一些綠色化學(xué)成果舉例無(wú)有機(jī)溶劑的化學(xué)反應(yīng)（1）超臨界CO2（SupercriticalCO2fluid）作溶劑。

CO2無(wú)毒，不可燃，相對(duì)惰性，豐富來(lái)源，價(jià)廉。作為溶劑它必須處于超臨界流體狀態(tài)（亦即需在它的臨界溫度31.1℃和臨界壓力73atm之上），改變溫度和壓力將改變它的密度和溶劑能力。其性質(zhì)介于氣體和液體之間，而其擴(kuò)散性和質(zhì)量轉(zhuǎn)移都優(yōu)于通常的有機(jī)溶劑。28

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論由于許多化學(xué)物質(zhì)不溶于SC-CO2，所以可用它進(jìn)行選擇性提取。常用于從食物中提取有效成分，如從蛇麻草中提取香料，從咖啡中提取咖啡因，從食物中提取膽固醇等。此法可避免原來(lái)用有機(jī)溶劑可能遺留有毒殘余物的缺點(diǎn)。由于超臨界流體易滲透于物質(zhì)之中，因此可借以將某些物質(zhì)帶入其中，比如用SC-CO2將殺蟲(chóng)劑滲入木材中，將聚乙烯乙二醇滲入皮革。SC-CO2適于作小分子反應(yīng)的介質(zhì)，包括氫化，胺化，羰基化，烷基化，異構(gòu)化，氧化，成環(huán)作用等，也可用于無(wú)機(jī)的和有機(jī)金屬的反應(yīng)，自由基反應(yīng)。29

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論其它的超臨界流體也可用作反應(yīng)介質(zhì)，例如：氫醌（對(duì)苯二酚）可在超臨界甲醇介質(zhì)中于350℃/120bars下反應(yīng)一小時(shí)進(jìn)行單烷基化反應(yīng)，非常干凈地生成產(chǎn)物。only30

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論苯胺也能在同樣條件下以98%的選擇性進(jìn)行單甲基化。與上述條件相同31

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論（2）水作為反應(yīng)介質(zhì)超臨界水（374℃，218atm），它可在存在（或不存在）O2和催化劑的情況下，分解有機(jī)廢物。當(dāng)被分解的化合物含有氯時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生腐蝕問(wèn)題，最好用鈦質(zhì)反應(yīng)器。Na2CO3可減輕腐蝕。利用此系統(tǒng)在380℃可將樣品中PCBs的含量從20mg/L減至少于0.5μg/L。三氯乙烯，1,1,1-三氯乙烷和三氯乙酸可在450℃使用1.5%H2O2和NaHCO3的條件下以99.96%的效率被分解。32

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論水的臨界溫度為374℃，對(duì)大部有機(jī)化合物是太熱了，然而在接近此種溫度下已成功地開(kāi)拓了不少工作。在300℃水的極性和密度接近于室溫下丙酮的性質(zhì)。如:33

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論利用立體化學(xué)手性對(duì)映體的原理立體化學(xué)（Stereochemistry），手性（Chirality），對(duì)映體（Enantiomer）大部分活有機(jī)體中的有機(jī)分子含有非對(duì)稱中心，存在光學(xué)異構(gòu)體（opticalisomer）。大部分制備化合物用于植物和動(dòng)物的應(yīng)是單光學(xué)異構(gòu)體。它們包括農(nóng)用化學(xué)品，藥物，香料，食品添加劑，香水等，尤其對(duì)于藥物重要，不需要的異構(gòu)體可能產(chǎn)生毒副作用。這有幾種可能：34

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論（a）不需要的異構(gòu)體是惰性的，它成為廢物；（b）不需要的異構(gòu)體可用于另一種完全不同的目的；（c）不需要的異構(gòu)體能破壞需要異構(gòu)體的效應(yīng)并可能有毒；（d）此種異構(gòu)體可在身體中外消旋化?，F(xiàn)在可利用不對(duì)稱合成方法使反應(yīng)產(chǎn)生人類(lèi)需要的光學(xué)異構(gòu)體而盡量抑制不需要光學(xué)異構(gòu)體的生成。35

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論天門(mén)冬酰胺青霉胺36

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論新型工業(yè)清除溶液——離子液體（IonicLiquid）的出現(xiàn)和酶催化的貢獻(xiàn)20世紀(jì)末出現(xiàn)了可廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)、有機(jī)和高分子化合物的優(yōu)良溶劑，即在室溫下是液體狀態(tài)的離子液體（IonicLiquid）。典型的離子液體實(shí)際是鹽類(lèi)，由含氮的有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子組成。它們?nèi)菀谆厥眨豢扇?，沒(méi)有可檢測(cè)的蒸氣壓，例如：37

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論室溫下為液體的幾種磷酸聚銨鹽Polyammoniumphosphatesareliquidsatroomtemperature38

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論近來(lái)研究表明，可以在離子液體中進(jìn)行酶催化和其它類(lèi)型的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)。美國(guó)Univ.ofPittsburgh大學(xué)，荷蘭的Delft技術(shù)大學(xué)，北愛(ài)爾蘭的Quees’sUniv.ofBelfast等校的科學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)了在離子液體介質(zhì)中進(jìn)行酶催化反應(yīng)。以匹茲堡大學(xué)Dr.MarkusErbeldinger研究組的工作為例，他們?cè)谑覝叵掠陔x子液體中用酶催化反應(yīng)合成了甜味素天門(mén)冬酰胺。39

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論Carbobenzoxy-L-aspartate(芐酯基-L-天冬氨酸鹽）L-phenylalaninemethylesterL-苯基丙氨酸甲酯Thermolysin嗜熱菌蛋白酶IonicliquidProtectinggroup(Z)Z-Aspartame,Z-天門(mén)冬酰胺95%產(chǎn)率40

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論目前已開(kāi)發(fā)出來(lái)的離子液體，作用如有機(jī)溶劑，已可溶解廣泛的有機(jī)分子，包括原油、墨汁、塑料，甚至DNA。它可幫助工業(yè)合成，在300℃條件下有良好的熱穩(wěn)定性。離子液體可溶解不帶電荷的共價(jià)鍵分子，比如非極性的苯可50%（V/V）溶于AlCl4-為基礎(chǔ)的離子液體。從理論上向化學(xué)家的“拇指規(guī)則”即“l(fā)ikedissolveslike”（相似相溶）提出了挑戰(zhàn)！也可用離子液體從水體中去除有毒重金屬，如汞：41

綠色化學(xué)引論Hg2+摘自ES&T,Oct.1,2001,410A42

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論5.有關(guān)綠色化學(xué)的專(zhuān)著和文獻(xiàn)資料專(zhuān)著：GreenChemistry:TheoryandPracticebyPaulT.Anastas,JohnC.Warner,NewYork;OxfordUniversityPress,1998GreenChemistry:FrontiersinBenignChemicalSynthesesandProcesses,byPaulAnastas,TracyC.Williamson,1998GreenChemistry:ChallengingPerspectives(GreenChemistrySeries),byPietro

Tundo,PaulAnastas,2000IntroductiontoGreenChemistry,byAlbertS.Matlack,MarcelDekker,Inc,200143

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論ResourcesareavailableontheInternetUSEPA’sGreenChemistryProgram,

http:///greenchemistry;ACS’sgreenchemistrywebsite,http:///education/greenchem;GCI’swebsite,http:///greenchemistry;RoyalSocietyofChemistry’sGreenChemistryNetwork,http:///networks/gcn/index.htm44

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論6.前景與展望２００１年６月，約２００名來(lái)自３０多個(gè)國(guó)家的科學(xué)家聚集在美國(guó)Colorado大學(xué)（Boulder）討論綠色化學(xué)的進(jìn)展和展望，主題是“朝向環(huán)境友好的過(guò)程和產(chǎn)品（TowardEnvironmentallyBenignProcessesandProducts）”。會(huì)議名稱為CHEMRAWN(ChemistryResearchAppliedtoWorldNeeds)ＸＩＶ，它是由ＩＵＰＡＣ倡導(dǎo)的一個(gè)計(jì)劃。會(huì)議目的是評(píng)價(jià)當(dāng)代綠色化學(xué)的現(xiàn)狀并討論化學(xué)研究和科學(xué)政策在推進(jìn)全球環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展中的作用。會(huì)議提供一個(gè)機(jī)會(huì)使學(xué)術(shù)界、政府部門(mén)、非政府組織（ＮＧＯ）和工業(yè)界四方面共同探討影響人類(lèi)環(huán)境條件的很多世界問(wèn)題，例如全球氣候變化，能源消耗和水資源管理等。45

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論就綠色化學(xué)領(lǐng)域，覆蓋了廣泛的專(zhuān)題：包括選擇的反應(yīng)和分離介質(zhì)（如ScCO2和離子液體）；環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)實(shí)踐；新出現(xiàn)的生物技術(shù)，如酶催化反應(yīng)；生產(chǎn)周期影響；原料的回收和再利用；建立國(guó)家綠色化學(xué)計(jì)劃；以及綠色化學(xué)教育等。出席代表中包含多位有重要影響的人物，如Nobel獎(jiǎng)得主，白宮科技政策辦公室負(fù)責(zé)人，美國(guó)化學(xué)會(huì)主席，美國(guó)科學(xué)進(jìn)展協(xié)會(huì)主席，以及綠色化學(xué)創(chuàng)始人和奠基專(zhuān)家。中國(guó)科技大學(xué)校長(zhǎng)朱清時(shí)院士也參加了會(huì)議。46

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論會(huì)上對(duì)綠色化學(xué)成就和發(fā)展的總估價(jià)是：已經(jīng)出現(xiàn)和存在很多滿足綠色化學(xué)目的的技術(shù)，并提供了減輕環(huán)境負(fù)荷和增進(jìn)經(jīng)濟(jì)效能的直接機(jī)會(huì)；應(yīng)將綠色化學(xué)及相關(guān)方法納入培養(yǎng)現(xiàn)在和潛在的年輕科學(xué)人才的內(nèi)容以增強(qiáng)在這個(gè)極重要的領(lǐng)域吸收新成員的努力；政府和工業(yè)界都應(yīng)投資促進(jìn)在廣泛的企業(yè)中開(kāi)發(fā)和利用綠色化學(xué)技術(shù)。47

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論會(huì)上提出的動(dòng)議包括：建立并擴(kuò)展國(guó)家綠色化學(xué)中心，它們應(yīng)該聯(lián)系并創(chuàng)造一個(gè)有效的世界范圍網(wǎng)絡(luò)；綠色化學(xué)教育啟動(dòng)基金需要集中于課程材料開(kāi)發(fā)，師資培訓(xùn)中心，以及吸收和蓄集人才活動(dòng)；對(duì)于工業(yè)實(shí)行綠色化學(xué)技術(shù)需要進(jìn)行鼓勵(lì)以抵消在投資、政策和管理等方面可能存在的障礙；加強(qiáng)信息傳播以教育工業(yè)、公眾和環(huán)境組織接受綠色化學(xué)的效益。48

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論綠色化學(xué)技術(shù)涉及問(wèn)題非常廣泛而復(fù)雜，有很大的難度，需要相關(guān)交叉學(xué)科進(jìn)行緊密合作。特別是化學(xué)家、生物學(xué)家和工程專(zhuān)家，必須聯(lián)手作出貢獻(xiàn)。在大力推進(jìn)綠色化學(xué)、清潔生產(chǎn)等高新技術(shù)的同時(shí)，絲毫不能放松加強(qiáng)對(duì)已有環(huán)境中有毒化學(xué)品的控制、清除和管理的工作。２０００年１２月在南非約翰內(nèi)斯堡ＵＮ（ＵＮＥＰ）舉行了１２２個(gè)國(guó)家代表參加的持久性有機(jī)污染物（ＰＯＰs）禁用公約簽定會(huì)議。會(huì)議通過(guò)對(duì)１２種POPs控制生產(chǎn)、進(jìn)出口、處置和使用的公約，決定對(duì)其中大部分應(yīng)立即禁用。49

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論１２種禁用的POPs：Aldrin—農(nóng)藥，艾氏劑Chlordane—農(nóng)藥，氯丹DDT—農(nóng)藥Diedrin—農(nóng)藥，狄氏劑Dioxins—工業(yè)副產(chǎn)物，二惡英Eldrin—農(nóng)藥，滅鼠劑Furans—工業(yè)副產(chǎn)物，呋喃Heptachlor—農(nóng)藥，七氯Hexachlorobenzene—?dú)⒄婢鷦I(yè)副產(chǎn)物，六氯（代）苯Mirex—農(nóng)藥，滅火劑Polychlorinatedbiphenyls—電絕緣劑，PCBsToxaphene—農(nóng)藥，毒殺芬50

綠色化學(xué)引論二.綠色化學(xué)引論7.美國(guó)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)51

綠色化學(xué)引論年度獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)項(xiàng)目1996學(xué)術(shù)獎(jiǎng)（AcademicAward）Prof.MarkHoltzapple,Dept.ofChem.Eng.,TexasA&MUniv.廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成動(dòng)物飼料、化學(xué)品和燃料（ConversionofWasteBiomasstoAnimalFeed,Chemicals,andfuel)新合成路線獎(jiǎng)（AlternativeSyntheticPathwaysAward）Pharmacia(formerlyMonsantoCompany)二乙醇胺的催化脫氫(TheCatalyticDehydrogenationofDiethanolamine)新工藝獎(jiǎng)（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）TheDowChemicalCompany開(kāi)發(fā)純的二氧化碳作為與環(huán)境友好的聚苯乙烯泡沫包裝材料的發(fā)泡劑及其在商業(yè)中的應(yīng)用(ThedevelopmentandcommercialImplementationof100percentCarbonDioxideasanEnvironmentallyFriendlyBlowingAgentforthePolystyrenefoamPackagingMarker)安全化學(xué)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)（DesigningSaferChemicalsAward）RohmandHaasCompany設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境更安全的抗海藻貝殼生長(zhǎng)的涂料(DesigninganEnvironmentallySaferMarineAntifoulant)中小企業(yè)獎(jiǎng)（SmallBusinessAward）TheDonlarCorporation熱聚天冬氨酸的制備和應(yīng)用(ProductionanduseofThermalPolyasparticAcid)52

綠色化學(xué)引論年度獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)項(xiàng)目1997學(xué)術(shù)獎(jiǎng)（AcademicAward）Prof.JosephM.DeSimone,Univ.ofNorthCarolinaandNorthCarolinaStateUniv.二氧化碳表面活性劑的設(shè)計(jì)和應(yīng)用(DesignandApplicationofSurfactantsforCarbonDioxide)新合成路線獎(jiǎng)（AlternativeSyntheticPathwaysAward）BHCCompanyBHC公司的布洛芬生產(chǎn)工藝(BHCCmpanyIbuprofenProcess)新工藝獎(jiǎng)（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）ImationDryViewTM成像體系(DryViewTMImagingSystems)安全化學(xué)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)（DesigningSaferChemicalsAward）AlbrightandWilsonAmericasTHPS滅除有害生物藥劑：新的抗微生物化學(xué)(THPSBiocides:ANewClassofAntimicrobialChemistry)中小企業(yè)獎(jiǎng)（SmallBusinessAward）LegacySystemsIncorporatedColdstripTM:除去有機(jī)物和濕法清洗的新技術(shù)(ColdstripTM:RevolutionaryOrganicRemovalandWetCleaningTechnology)53

綠色化學(xué)引論年度獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)項(xiàng)目1998學(xué)術(shù)獎(jiǎng)（AcademicAward）(a)Prof.BarryM.Trost,StanfordUniversity(b)Dr.KarenM.Draths,andProf.JohnW.Frost(a)原子經(jīng)濟(jì)性概念的提出(b)應(yīng)用微生物作為與環(huán)境友好的合成反應(yīng)的催化劑(a)ThedevelopmentoftheConceptofAtomEconomy;(b)UseofMicrobesasEnvironmentally-benignSyntheticCatalysts新合成路線獎(jiǎng)（AlternativeSyntheticPathwaysAward）FlexsysAmericaL.P.合成4－氨基二苯胺的新路線(NewProcessfor4-Aminodiphenyl-amine)新工藝獎(jiǎng)（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）ArgonneNationalLaboratory以膜分離為基礎(chǔ)的生產(chǎn)乳酸酯的新工藝：替代鹵代和有毒溶劑的無(wú)毒工藝(NovelMembrane-basedprocessforProdcingLactateEsters:NontoxicReplacementsforHalogenatedandToxicSolvents)安全化學(xué)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)（DesigningSaferChemicalsAward）RohmandHaasCompany以CONFIRMTM代表的新型系列化學(xué)殺蟲(chóng)劑的發(fā)明和商業(yè)化(TheInventionandcommercializationofaNewChemicalFamilyofInsecticidesExemplifiedbyCONFIRMTMInsecticide)中小企業(yè)獎(jiǎng)（SmallBusinessAward）PYRPCOOLTechnologies,Inc.新千年的技術(shù)：開(kāi)發(fā)與環(huán)境友好的滅火劑和冷卻劑(TechnologyfortheThirdMillennium:theDevelopmentofanEnviron.ResponsibleFireExtinguishmentandCoolingAgent)54

綠色化學(xué)引論年度獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)項(xiàng)目1999學(xué)術(shù)獎(jiǎng)（AcademicAward）TerrenceJ.Collins,CarnegieMellonUniv.活化氧化劑的試劑TAMLTM

：綠色氧化技術(shù)中過(guò)氧化氫的活化(TAMLTMOxidantActivators:GeneralActivationofHydrogenPeroxideforGreenOxidationTechnologies)新合成路線獎(jiǎng)（AlternativeSyntheticPathwaysAward）LillyResearchLaboratory生物催化劑在藥物制備方面的實(shí)際應(yīng)用(PracticalApplicationofaBiocatalystinPharmaceuticalManufacturing)新工藝獎(jiǎng)（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）NalcoChemicalCompanyULTIMER的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化：第一個(gè)新型水溶性聚合物分散體系(TheDevelopmentandCommercializationofULTIMER:TheFirstofNewFamilyofWaterSolublePolymerDispersions)安全化學(xué)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)（DesigningSaferChemicalsAward）DowAgroSciencesLLCSpinosad,一種新的控制昆蟲(chóng)的天然產(chǎn)物(Spinosad,aNewNaturalProductforInsectControl)中小企業(yè)獎(jiǎng)（SmallBusinessAward）BiofineIncorporated(nowBioMetics,Inc.)由纖維素生物質(zhì)經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化成化學(xué)品(EconomicConversionofCellulosicBiomasstoChemicals)55

綠色化學(xué)引論年度獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)項(xiàng)目2000學(xué)術(shù)獎(jiǎng)（AcademicAward）Prof.Chi-HueyWong,TheScrippsResearchInstitute酶催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用(UseofEnzymesasCatalystsinOrganicSynthesis)新合成路線獎(jiǎng)（AlternativeSyntheticPathwaysAward）RocheColoradoCorporation開(kāi)發(fā)合成高活性的抗病毒試劑Ganciclovir(Cytovene)的新的和高效的方法(DevelopmentofaNewandEficientSynthesisofthePotentAntiviralAgentGanciclovir(Cytovene))新工藝獎(jiǎng)（AlternativeSolventsandReactionConditionsAward）BayerCorporation利用水作載體的雙組分(2K)聚氨酯涂料(Two-Component(2K)PolyurethaneCoatingsthatUseWaterasCarrier)安全化學(xué)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)（DesigningSaferChemicalsAward）DowAgroSciencesSentricon：開(kāi)發(fā)滅除白蟻群的新體系(DevelopmentoftheSentriconTermiteColonyEliminationSystem)中小企業(yè)獎(jiǎng)（SmallBusinessAward）RevTech,IncEnvirogluvTM

：用可輻照固化并環(huán)境可接受的油墨裝飾玻璃和水泥制品的技術(shù)(EnvirogluvTM:ATechnologyforDecoratingGlassandCeramicwarewithRadiatonCurableBnvironmentallyCompliantInks)56

綠色化學(xué)引論年度獎(jiǎng)項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)項(xiàng)目2001學(xué)術(shù)獎(jiǎng)（AcademicAward）Prof.Chao-JunLi,TulaneUniv.設(shè)計(jì)一系列能在水和空氣