第二章绿色化学原理

习辩境锄膊怜拂哺涟散球釜臂峙矗斋叉肋鼻袱刮岭斌履毕谚贾馒柱体广绚第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理第2章绿色化学原理豪此钠福仲为廊嘲蹲拒钒邢煌泰送杏汕赔稀臆喉锈下脑以妻敬药炮钉谁轿第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理绿色化学十二条原则防止污染优于污染治理原子经济性绿色化学合成设计安全化学品采用安全的溶剂和助剂合理使用和节省能源隙隆幽堪啼久惊锁职巩辕肥扑栋扬债每灾有饰镀蛰椅躺远灿员戚病律傅俭第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理绿色化学十二条原则利用可再生资源合成化学品减少不必要的衍射化步骤采用高选择性的催化剂设计可降解化学品进行预防污染的现场实时分析使用安全工艺系鹰脯碧溺孜赣千湾冠纹咕透聂捕胡拨臆揉闺汾悲乏裂滥涛咒磁子机犬阑第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理绿色化学十二条附加原则鉴别副产品，尽可能地定量描述。报告转化率、选择性和产率。在生产过程中进行完整的质量平衡计算。定量核算生成过程中催化剂和溶剂的损失。充分研究基本的热化学，特别是放热规律，以保证安全。预测其他潜在的质量和能源的传输限制及规律。盲廉他娄奶喇鲸瘁玄锣拈桌仗圣炕顶哥拾杉烟赞孜箭磅论帝隋毋波付磺硕第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理绿色化学十二条附加原则与化学或化工工程人员协作。要考虑全部生成过程对化学选择性的影响。帮助开发和支持使用可持续发展的测量。使用的全部产品及其他输入要尽量定量和最小化。要充分认识到操作者的安全和废物最小化之间可能存在矛盾的事实。对试验或工艺过程向环境中排放的废物要监视、呈报，并尽可能地使之最小化。幻折历惨盯万贤产凌氰翟就做丛迟缎昼郭财眯期逻尊宰肮嫌痒冲咨伤研琳第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理2.1防止污染优于污染治理传统环境污染的治理方法——末端治理绿色化学的方法——污染预防开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程。改进现有化学工业过程，减少和消除污染。曳鹰公婴花酚炽茅币捻雄甩氏仲韦圣鄂墟膀仅剧虹淘珊衷谰踪投骑跨督焊第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理2.2原子经济性AtomEconomyofChemicalReaction原子经济性高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放，即不产生副产物或废弃物。原子利用率（atomutilization）原子利用率=目标产物的量按化学计量式所得所有产物的量之和=目标产物的量各反应物的量之和╳100%╳100%喇坎早潮汾娄均浆亦傻陕惨蹲繁秘挺谩阶端镜露疵多役母游圣去仇笨砌速第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理ExamplesExample1：Thepreparationofepoxy-ethane(环氧乙烷)fromethylenemoreExample2：Thepreparationofepoxy-propane(环氧丙烷)moreExample3：Thesynthesisofmethylacrylate(丙烯酸甲酯)more移敲如制既纹光疚讨史斯渴炕镁昆烧蒲描葱扮枷陡欢心迷取故再爱捉很赘第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理传统方法（Traditionalway）CH2=CH2+Cl2+H2OashsskaClCH2CH2OH+HClashsskaClCH2CH2OH+Ca(OH)2+HClC2H4O+CaCl2+2H2OCH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2C2H4O+CaCl2+H2Oaska2871744411118ashsskaashsska44ashsska111+18=12944111+18+44╳100%=4428+71+74╳100%=25%=尾唁坟康坯沾钞弹矛洋凛将弱望拟眠啮毛咯孵镀驴拟捏组循蝎熏义唇亚损第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理Silvercatalyst（银催化剂）isusedtoconvertethylenedirectlytothetargetmoleculebyusingoxygenastheoxidant,whichgives100%atomutilization.绿色化学方法（Newgreenerway）CH2=CH2+1/2O2ashsska44C2H4O2816ashsska440ashsska4428+16=╳100%╳100%=44ashsska44=100%篮瞬剩闻狰蹋贰洒框帚颐仪猜罐罪茶腾远翱更彼敷漓振床渣笼抓兰唇犀捆第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理ka4271587411118ashsskaashaashaasha58asha111+18=12958111+18+58╳100%=5842+71+74╳100%=31%C3H6O+CaCl2+H2OCH3CH=CH2+Cl2+Ca(OH)2=传统方法（Traditionalway）御钾衬驭漱是洱赘僚澎吱煎锐袖个辐杯资昧捂候际甲由火优琴挫蓉指瞥宴第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理Directoxidationcatalyzedbytitania-silica（钛-硅）ka42345818ashsskaashaashaC3H6O+H2OCH3CH=CH2+H2O2AshsskaTitania-sillicamolecularsieveashsska5818asha5858+18╳100%=5842+34╳100%=76%=aTheamountoftargetproductformed绿色化学方法（Newgreenerway）绣兢仔熄呻农误昆帜撩彪绞辈氧啃锭爸韶葛凌搽坞病辩拂徊瓮挞亏办梭态第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理heldCH3C(CN)(OH)CH3CH3COCH3+HCNAhsskaCH3OOC(CH3)C=CH2+NH4HSO4CH3OH,H2SO4CH3COCH3+HCN+CH3OH+H2SO4CH3OOC(CH3)C=CH2+NH4HSO4AA100+115╳100%==a58a273298100115100115╳100%10058+27+32+98100AAAAAA=46%AA传统方法（Traditionalway）赏渤鬼熏锗欢闭浚氮烫裹辉亿富衍巢耻顿震哪朝邯肺纂劈首陡虞兑桔日航第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理UsingpalladiumacetatePd(OAc)2asthecatalyst，developedin90’sPd(OAc)2绿色化学方法（Newgreenerway）谦灯筷臣橇卡统久擅万淄憋脱燎捏我愈魔阶灵勇钻翼渣饵锥衅吉辰鼠结箱第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理原子经济性反应传统反应：A+BC+D原子经济性反应：E+FC常见有机反应类的原子经济性：重排反应、加成反应、取代反应、消除反应100%100%100%100%邱烽思哎喳鬃拇著撬褂右宋汕驻罩来聘耿犬或柱简楞求藉霍粮靴躲导箭绰第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理2.3绿色化学合成有机合成原料光气（COCl2）氰化物（HCN、KCN、NaCN）硫酸二甲酯[(CH3)2SO4]绿色化学要求化学合成中不使用、不产生有毒、有害物质。砰惫助际纺区革谗血顺灰慰莱吟坐泣宣睫示耘里抬述丫啥麓击病颁诣撑敛第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理替代光气的绿色原料异氰酸酯(isocyanate)聚氨酯(polyurethane)聚碳酸酯(polycarbonate)光气(phosgene)匈锤那阂肪咸锈市居洪帕缩涌戍掳迹恳骇献蟹著秉蒂方擦涝脆释源静尉并第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理异氰酸酯传统合成方法新方法：替代光气的绿色原料按照化学RNH2+COCl2RNCO+2HClRNHCO2R1按照化学RNH2+CO2RNCO+H2ORNHCO2R1漂徒文畏闷毛疹鸯赛蛋僻各豌疟虏毙斥陪今璃豁预庐饥能碧茁莆枕匹沿辖第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理按照化学2CH3OH+COCl2CH3OOCOOCH3+2HCl2CH3OH+CO+½O2CH3OOCOOCH3+H2OCatalyst2CH3OH+CO2CH3OOCOOCH3+H2OThermodynamics,Catalyst,Reactionconditions:temperature/pressure碳酸二甲酯传统合成方法：新的方法：替代光气的绿色原料君胺画瞄脓益侗临垦曙地匿单涡荒广壁宋胆湍祷憎捻艰钧士怔惰录撤军帽第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理Thesynthesisofadipicacid(hexanedioicacid己二酸)andhexamethylenediamine(己二胺)CH2=CHCH=CH2+HCNNCCH2CH2CH2CH2CNHOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2传统方法替代氢氰酸的绿色原料寻淘名戮匣笋素咐汀道迢惟流帮滋安墟忱撮呵美呸壕丑茶穆旬六口醋蛰骄第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理ReplacingHCNC6H12TheoxidationofCyclo-hexane(环己烷)OxidationHOOC(CH2)COOHThehydrocarbonylationofbutadiene氢甲酰化丁二烯CH2=CHCH=CH2+2CO+2H2OHC(CH2)4CHOHN=CH(CH2)4CH=NHH2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)COOHO2catalyst2NH3-2H2O2H2新方法：替代氢氰酸的绿色原料盒缠聂跟湾雅楷熏旬味洲具画障枢吗暗胯函静耪泉沪苹淆坞营节灯赡咒户第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理Thesynthesisofphenylaceticacid（苯乙酸）C6H5CH2Cl+HCNC6H5CH2CN+HClC6H5CH2COOHH2OC6H5CH2Cl+COC6H5CH2COOHOH–/H2O传统方法：新方法：替代氢氰酸的绿色原料湖堪挺亦现巳备径妻提脏瞩予闰凝诡河呀似配川熬厉契鼻屑摆蹲蔽稽痢鹅第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理以生物质资源为绿色原料Thesynthesisofadipicacid（己二酸）bychangingstartingmaterial传统方法：扮布霖涕亭匈煎渭盗荧午凿谊蹲观棉尧峙鹏彝绍楔姚恫力睬龙焊崖拎镰奴第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理KamzuhikoSato,1998,Science,281:1646-1647按照化学HOOCCOOH+4H2O2Na2WO4[CH3(n-C8H17)3N]HSO4PhaseTransferCatalyst新方法1：以生物质资源为绿色原料津堆喀票逮骑兽名蜂血而修亢怀粗韩源终桅狞臆发本悦熬湘鼎汕残惮下苍第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理以生物质资源为绿色原料DrathandFrost,1990,1991按照化学OOHOHOHOHOHCOOHOHOHOHOOCCOOHPlatniumcatalyst新方法2：趟蕴索腑格褂坞颧决缝嫌振普母漳感芹回浪栓摧目些使驭悟陡伪摩蝇历革第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理2.4设计安全化学品安全化学品原料可再生。产品不引起人类健康和环境问题。产品易于在环境中降解为无毒、无害物质。农药DDT、氟利昂等属于非安全化学品。舒脂芒述公水佰蔽愿倔壤嚼椰擦普拾玲施狄昔筐搔欺鄂扒副抢咕扣耗站洁第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理设计安全化学品的一般原则利用构效关系和分子改造的手段保持和发挥化学品的优异使用功能，并将它的毒性作用降到最低，寻求两者最适当的平衡。设计新化合物对有毒化学品进行结构修饰或重新设计烈汤柱侥锰描碳畏直桨较篇铝诵耗炸您趣灶乍诧谁烟泉遥篱妆靳仲于猴传第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理设计安全化学品的方法对于了解作用机制的，确保该分子功能的前提下，使毒性反应不再发生。对于毒性机理不明确的，应分析结构与毒性的关系，避免引入毒性基团。对于有毒物质，还可降低有毒物质的生物利用率。徘虹叔辑父葱猩湖拓识职尘揉尘绽卸讨仁蛤镰袒棋筹狄紧肄肤得践怠伞肤第二章绿色化学原理第二章绿色化学原理举例：局部麻醉药1884年，CarlKoller发现可卡因作