绿色化学答案

思考题第一章31、21世纪人类面临的4大问题是什么？2、人类面临的几大环境问题及其原因是什么？3、绿色化学定义的5个内涵是什么？4、绿色化学的内涵－5个R是什么？5、原子经济性是什么？6、绿色化学的5大任务是什么？7、绿色化学十二原则－Anastas原则的内容是什么？第二章41、简述化学工业与现代社会的关系。

2、化学工业的发展历史阶段及内涵。

3、环境友好的化学技术的含义是什么？4、生物质化工转化的主要内涵。

5、纤维素制乙醇的主要过程和技术难点。

6、简述催化技术的特点。

7、催化技术的进展主要在哪几个方面？第三章51、设计安全无毒化学品的一般原则是什么？2、设计安全无毒化学品的外部和内部效应原则是什么？3、设计安全无毒化学品的外部效应原则主要包括哪几个方面？4、设计安全无毒化学品的内部效应原则主要包括哪几个方面？5、设计安全有效化学品的方法主要有哪几种？6、化学品的致毒途径和根源。

7、化学品的吸收、分散和代谢。

8、含有那些化学结构的物质毒性较大？9、等电排置换设计。

第四章 91、硅-碳等电排置换法设计安全无毒化学品的原理是什么？2、设计可生物降解的化学品的重要性。

3、生物降解的细菌基础是什么？4、不易生物降解的化学结构有哪些？5、水生生物毒性定量构效关系构筑的常用物理性质有哪些？6、影响水生生物毒性的物理和化学因素有哪些？7、表面活性剂对水体和水生生物的危害？如何防止？第六章111、绿色化学反应举例。

2、亚氨基二乙酸钠合成的新路线。

3、环氧丙烷生产方法有哪几种？各有何优缺点？4、合成己二酸和邻苯二酚的传统方法和新方法的原理和优缺点？5、绿色原料举例。

6、超临界CO2中的反应举例。

7、对比异布洛芬的新、旧合成路线，说明其技术创新的关键。

8、更安全的化学品举例，所得到的启示。

第七章171、高效均相和多相催化技术有哪几类？2、生物催化和仿生催化的优点。

3、酶的分类。

4、固定化酶技术的优点。

5、环境友好的溶剂中的有机反应。

6、固相合成对载体的基本要求。

7、不对称催化合成有哪几种方法？有何优缺点？作业第一章1、21世纪人类面临的4大问题是什么？21世纪人类面临的4大问题分别是：环境、资源、健康、可持续发展。

2、人类面临的几大环境问题及其原因是什么？（1）全球气候变暖原因：温室气体－CO2、NOx、卤代烃等的大量排放，引起全球气温升高。

（2）核冬天的威胁原因：核爆炸形成的大气烟尘，长时间漂浮遮蔽太阳光，地球气温骤降。

（3）臭氧层的破坏原因：氟氯烃、溴氟氯烃等，通过紫外线引发的自由基反应消耗臭氧分子；NOx 的排放加速臭氧的分解。

（4）光化学烟雾和大气污染原因：化学物质光化学反应的结果。

（5）酸雨原因：降水的酸度来源于大气降水对大气中的酸性物质的吸收。

形成酸雨的物质是SO2和NOX以及工业排放的HCl，造成的酸雨占酸雨中总酸量的绝大部分。

（6）生物多样性锐减原因：环境污染、掠夺式的过度开发、外来物种入侵。

（7）森林的破环原因：1集中砍伐，消耗量大于生产量 2计划外采伐量大，难以控制 3森林火灾及病虫害 4毁地开荒和乱伐现象。

（8）荒漠化原因：候变化以及人类生活和经济活动造成的土地退化、水蚀、风蚀、水土流失、沙化和盐碱化。

3、绿色化学定义的5个内涵是什么？（1）采用无毒、无害的原料;（2）在无毒无害的反应条件(催化剂、溶剂) 下进行;（3）具有“原子经济性”,即反应具有高选择性,极少副产品,甚至实现“零排放”;（4）产品应是环境友好的。

（5）满足“物美价廉”的传统标准。

4、绿色化学的内涵－5个R是什么？（1）减量－Reduction （2）重复使用—Reuse （3）回收—Recycling （4）再生—Regeneration （5）拒用—Rejection5、原子经济性是什么？美国化学家Barry M Trost，1991年提出：原子经济性（Atom Economy）是指反应物中的原子有多少进入了产物，理想的原子经济性的反应－原子利用率100％的反应。

6、绿色化学的5大任务是什么？绿色化学的5大任务是: （1）设计安全有效的目标分子（2）寻找安全有效的反应原料（3）寻找安全有效的合成路线（4）寻找新的转化方法（5）寻找安全有效的反应条件7、绿色化学十二原则－Anastas原则的内容是什么？绿色化学十二原则－Anastas原则的内容是:（1）防止：不让废弃物产生，而不是生成后再处理。

（2）原子经济性：最有效地设计化学反应和过程，最大限度地提高原子经济性。

（3）绿色化学合成：尽可能不使用、不产生对人类健康和有毒有害的物质。

（4）绿色化学品：尽可能有效地设计功效卓著而又无毒无害的化学品。

（5）绿色溶剂和助剂：尽可能不使用辅助物质，如需使用也应是无毒无害的。

（6）节能过程：在考虑环境和经济效益的同时，尽可能降低能耗。

（7）可再生原料：技术和经济上可行时，尽可能以可再生资源为原料。

（8）避免衍生反应：尽可能不使用或避免衍生反应。

（9）催化过程：尽可能使用催化过程和优异、无毒无害的催化剂。

（10）可降解化学品：设计可降解为无害物质的化学品。

（11）实施分析和监控：发展实时分析方法，监控和避免有毒有害物质的生成。

（12）安全原则：尽可能选用安全的化学物质，最大程度地减少化学事故。

第二章1、简述化学工业与现代社会的关系。

（1）化学工业与制药：今天制药已成为化学工业的重要行业。

手性化合物的催化合成， 2001年Nobel Prize（化学奖）。

（2）化学工业与农业：使粮食、蔬菜丰收，满足了人口增长的需求，化学的作用解决了人类生存难题。

化肥、农药也成为化学工业的重要行业。

（3）化学工业-化工原料：1921年天然气和轻烃蒸汽裂解制造乙烯奠定了石油化学工业发展的基础；1930年生产聚氯乙烯；1938年生产化纤尼龙。

之后，开始生产橡胶、聚乙烯、丙烯腈等重要的化工原料。

从二十世纪五十年代，开始进入石油化学工业时代。

煤化学工业逐渐被石油化学工业取代。

2、化学工业的发展历史阶段及内涵。

从化学工业一个半世纪以来及今后的原料和加工工艺的变更看，可以确定化学工业经历大致三个阶段：（1）、以牺牲环境为代价的污染生产；以生产为首要任务，先污染后治理，对由于利用矿物资源为原料而造成的环境污染问题，采取二次防范的办法，即采用净化气体、净化污水和净化废渣的路线来解决。

（2）、环境友好的清洁生产；在一个相当长的历史时期，人类还不得不利用矿物资源作为化工原料，但是与以往不同的是必须开发一系列环境友好的新工艺，以改造以往污染工艺，并建立继续利用这些原料的无污染新工艺。

（3）、可持续发展的绿色生产。

原料丰富、可再生，整个过程不产生任何污染物。

3、环境友好的化学技术的含义是什么？指能够保护环境的化学技术。

它可通过使用自然能源，避免给环境造成负担、避免排放有害物质。

利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发，并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。

从它的原料，中间放映过程，都是比较环保的，产物原子利用率高。

4、生物质化工转化的主要内涵。

由生物原料出发，利用生物技术生产化工原料。

整个过程不产生污染物，所以被称为真正意义的绿色化工。

5、纤维素制乙醇的主要过程和技术难点。

（1）从生物质（如农作物的秸秆中）提取纤维素；（2）纤维素降解到葡萄糖；（3）葡萄糖发酵到乙醇或其它精细化工品。

技术关键是由纤维素降解到葡萄糖。

6、简述催化技术的特点。

新催化材料是创造发明新催化剂和新工艺的源泉，新反应工程是开发新催化工艺的重要途径，新化学反应的发现和应用是开发新催化工艺的基础。

将组合化学引入催化研究领域而形成的组合催化技术，是近年来发展起来一种用于催化研究的有效手段，该技术已在催化剂的设计、制备、评价、筛选和表征等发面得到应用及发展。

其克服了传统催化剂开发过程中催化剂筛选周期长及偶然性等缺点，大大简化并缩短发现具有目标性能化合物的过程，其研究的核心问题是构筑分子多样性的催化剂库，以及建立高灵敏度、高选择性的筛选或鉴定方法。

组合催化可以一次合成7、催化技术的进展主要在哪几个方面？（1）、新催化材料-大孔分子筛（2）、生物催化：包括酶、微生物|抗体酶等，是一类高效催化剂。

生物催化具有选择性高、副反应少、反应条件温和、设备简单等优点。

（3）、光催化氧化技术第三章1、设计安全无毒化学品的一般原则是什么？（1）避免化学品有害的方法▲不能进入机体－“外部效应”原则；▲对机体的生物化学和生理过程不产生有害的影响－“内部效应”原则。

（2）分子释放于环境后的行为或释放后结构的变化在空气、水、油中的分散性和在环境中可能引发的直接和间接的有害效应。

（3）2个关系：分子结构与功能的关系分子的结构与生物效能的关系2、设计安全无毒化学品的外部和内部效应原则是什么？（1）外部（External）效应原则:物质分子与人、动物、生物和植物机体减少接触的可能性（2）内部（Internal）效应原则物质分子对人、动物、生物和植物机体产生和预防中毒的可能性（3）化学品安全无毒的保障：自身无毒（包括原始、转化和代谢毒性）不容易接触和吸收3、设计安全无毒化学品的外部效应原则主要包括哪几个方面？（1）外部效应原则1与物质在环境中的分布相关的物理化学性质－尽可能减少在环境中的扩散和分布♥挥发性(小)/密度(大)/熔点(高)；♥水溶性(小)/脂溶性(大)；♥残留性(小)/生物降解性(大)；氧化水解光解微生物降解♥有毒转化－转化为具有生物活性（毒性）物质的可能性，尽量避免。

♥无毒转化－转化为无生物活性物质的可能性，越大越好。

（2）外部效应原则2与机体吸收有关的物理化学性质－尽可能降低机体吸收的可能性♥挥发性，小；♥油溶性，大；♥分子大小，大；♥降解性质，大；水解，容易pH值的影响，大对消化酶的敏感性，大（3）外部效应原则3对人、动物和水生生物吸收途径的考虑－尽可能减少生物体吸收的可能性♥皮肤吸收/眼睛吸收；♥肺和呼吸系统吸收；♥肠胃系统吸收；♥其他特定生物的吸收途径。

外部效应原则4消除或减少不纯物－尽可能减少杂质造成的毒性♥不同化学类别的不纯物；♥有毒或更毒的同系物；♥有毒或更毒的几何异构体、构象异构体和立体异构体。

4、设计安全无毒化学品的内部效应原则主要包括哪几个方面？（1）内部效应原则1增大解毒性能－尽可能提高在生物体内的无毒代谢和转化♥增大排泄的可能性；选择亲水性化合物；增大物质分子与葡萄糖醛酸、硫酸盐、氨基酸结合的可能性，或使分子易于乙酰化；其他相关考虑。

♥增大可生物降解性；氧化/还原/水解（2）内部效应原则2避免物质的直接毒性－尽可能降低本征毒性♥选择一类无毒的物质♥选择功能团避免使用有毒功能团；让有毒结构在生物化学过程中消去；对有毒功能团进行结构屏蔽；改变有毒基团的位置。