绿色化学合成研究进展
绿色化学合成研究及进展
摘要：阐述了绿色化学的概念、发展状况和存在的问题，探讨绿色化学在化学合成的重要性以及必要性。并结合传统化学合成方法与新型绿色合成方法讨论传统化学以及绿色化学的优缺点。
关键词：绿色化学 合成 传统化学
1引言
化学是研究物质的性质、结构、组成及其变化规律的科学。它是一门实用的“中心学科”，
与数学、物理学等学科共同构成当代自然科学迅猛发展的大基础[1]。化学与其他学科的交叉与渗透，产生了很多边缘学科， 如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等， 使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。在人类发展历程中,
贯穿人类进步的主线是人类对物质世界认识的不断深化利用、改造和创造物质能力的不断提高。其发展过程可以分为3 个阶段: 第一阶段, 人类活动只为满足生存的基本需要; 第二阶段是要满足日益增长的生存质量的需要; 到第三阶段,则不仅要保证现今地球上的人类的生存质量, 也要保证未来子孙后代的需要。
近年来, 人类利用化学科学的成就, 创造和生产出大量的化学物质, 不断地满足人类社会的经济和文化需求, 为人类的进步作出了巨大的贡献。然而在化学变化过程中, 常有伴随着副反应生成的副产物、催化剂、分离提纯过程中形成的废弃混合物以及在反应过程中易挥发的有毒有害气体等排放到大气、水体、土壤等周边环境。化学在开发天然资源满足人类的生活需要方面作出巨大贡献的同时, 也给人类赖以生存的地球环境带来了污染, 直接威胁着人类生存的可持续发展, 因此化学科学的发展面临着挑战。人们在享受化学工业给医疗保健、娱乐及衣食住行等方面带来巨大进步的同时, 也逐步意识到其对人类健康、社区安全、生态环境的危害。因此, 可持续发展成为人类科研和生产的重要课题。为了解决这一问题, 人们提出了预防污染的新概念, 即从污染的源头减少甚至避免污染物的产生。绿色化学的概念由此应运而生。
1.1绿色化学概述
绿色化学又称为环境友好化学, 是指在制造和应用化学品时, 应有效利用原料, 消除废物和避免使用有毒、危险的化学试剂和溶剂, 并建立环境友好的生产工艺, 使化学工业可持续发展。其目的是节约资源, 从源头防止污染, 将治理环境从治标转向治本[2]。美国化学会提出, 绿色化学是旨在减少或降低化学产品的生产过程中有害物质的使用和产生的设计。绿色化学, 要求把现有化工生产技术路线从先污染, 后治理 , 改变为从源头上根除污染 。绿色化学的理想在于采用原子经济反应, 即原材料中的每一个原子都进入产品, 不产生任何废物, 实现废物的零排放, 以及不采用有毒、有害的原料、催化剂和溶剂, 生产出环境友好的产品。从科学的观点来看, 绿色化学的要求将导致化学学科基础性的变迁。绿色化学的核心内容是原子经济性, 即在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部( 100% ) 转变成产物, 不产生副产物或废物, 即实现废物的零排放。
绿色化学的主要内容：①开发新型原子经济性、高选择性反应, 特别是新型催化剂的开发和研制; ② 可再生资源和矿物的各种成分的多级、多层次转化和高效综合利用; ③新反 应条件及过程如超临界流体、环境无害的反应介质等; ④酶催化和仿生催化以及生物质分子和酶分子在催化过程中的构效关系; ⑤制备与环境相容的可生物降解的新材料; 重要农药和药物及其中间体的绿色生产[3]。
1．2绿色化学在我国的发展状况
在我国, 绿色化学已经提出15年。1995 年中科院提出绿色化学与技术推进化工生产可持续发展的途径 ; 1997 年国家自然科学基金委提出九五重大基础研究环境友好石油化工催化化学与化学反应工程; 1998年化学进展杂志出版绿色化学技术专辑; 1997 年、1999 年两次举办绿色化学论坛。全球环境保护的意识和呼声的增强推动了绿色化学的发展。世界各国逐渐认识到绿色化学的发展应该从大学化学教学着手。为此, 国内外很多大学都开设了绿色化学课程, 有些大学开始招收绿色化学硕士和博士研究生。
1.3绿色化学的重要性
绿色化学是当今国际化学学科的研究前沿, 它综合了化学、物理、生物、材料、环境和计算机等学科的最新理论和技术, 是具有明确社会需求和科学目标的新兴交叉学科。从科学观点来看, 绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展;从环境观点来看, 它是从源头上消除污染; 从经济观点来看, 它综合利用资源和能源, 降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。
传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。迄今为止，化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的，当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。近年来，由于化学工业向大气、 水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。所以，从环保、经济和社会的要求看。化学工业不能再承担使用和产生有毒有害物质的费用。需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学。绿色化学的研究已成为国外企业、政府和学术界的重要研究与开发万向。 这对我国既是严峻的挑战，也是难得的发展机遇。
2 传统化学合成方法和绿色化学合成方法事例
2.1 布洛芬合成工艺
布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静、止痛药物, 传统生产工艺Boots 法包括6
步化学计量反应, 原子的有效利用率低于40%。新工艺BHC 法采用3 步催化反应. 原子的有效利用率接近80% ( 若考虑副产物乙酸的回收则利用率达到99%)[4]。
Boots 法合成布洛芬:
BHC 法合成布洛芬:
与经典的Boots 工艺相比, BHC 工艺是一个典型的原子经济性反应, 不但合成简单, 原料利用率高,
而且无需使用大量溶剂和避免产生大量废物, 对环境造成的污染小。Boots 工艺肟化法从原料到产物要经过4 步反应, 每步反应中的底物只有一部分进入产物, 所用原料中的原子只有40%进入最后产品中。而BHC 工艺只需3 步反应即可得到产品布洛芬, 其原子经济性达到77%, 也就是说新方法可少产废物37%。如果考虑副产物乙酸的回收, BHC 合成布洛芬工艺的原子有效利用率则高达99%。
2.2 仲醇氧化成酮反应[5]
（1）传统方法是以CrO3 作氧化剂把醇氧化成酮：
上述反应 原子经济性=（192×3）／(194×3＋100×2＋98×3)＝53.3℅,原子利用率很低。
（2）在合适催化剂作用下直接用O2 氧化：
原子经济性=192／（194＋16）＝91.4℅ ，此反应原子利用率大幅提高，符合绿色化学要求。
2.3 反应条件对化学反应速率影响[6]
（1） 在如上所示氧化反应中，与常规反应相比，采用超声催化，使得化学反应时间大大缩短，且产率提高。常规机械搅拌7h，产率仅为48%，而超声波辐射1h，产率可达88%。
（2） 此外由于有机反应大多数在溶剂中进行，采用超临界溶剂可以减少污染，如采用新型催化剂如过渡态的氧化催化剂等都符合绿色化学的要求。
2.4 合成己二酸反应 （1）传统工艺：
此方法的缺点是笨是不可再生资源，且有毒，是严重的致癌物质；虽然第一步原子利用率高，但考虑经济和技术要求高，不具备经济性和环保要求。
（2）绿色化学工艺：
此反应采用无毒无害的原料。首先丁二烯经氢甲酰化反应生成己二醛，然后经氧化反应生成己二酸，避免了使用氢氰酸合成己二腈，从而没有用到剧毒化学原料，对环境和人类友好型，符合绿色化学要求。
2.5 合成芳香胺
芳香胺的合成一般以氯代芳烃为原料，用胺进行亲核取代。而已知氯代芳烃是对环境有害的。Monsanto公司的Stern等用芳烃代替氯代芳烃为原料，直接用胺进行亲和取代方法合成芳香胺，即NASH[7]。避免了运用有害原料进行生产。
2.6 Baeyer-Villiger 反应
（1）传统工艺：
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性为42%，产生3-氯苯甲酸废物。
（2）绿色工艺：
负载锡的β沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性为86%，副产物只有水，不污染环境。
2.7 制备帕金森病药物Lazabemide
传统工艺是从2-甲基-4-乙基吡啶出发经八步反应合成，总产率仅为8%。
绿色化学工艺：
利用Pd为催化剂可一步完成，且原子利用率可达100%。没有副产物产生。
2.8 N-苯基哌嗪衍生物的合成[8]
（1）传统合成方法：
此种合成方法反应使用二氯亚砜，反应过程中产生酸雾，污染比较严重，而且还消耗大量的碱。
（2）采用醇催化胺化合成：
此合成反应，原子利用率高，无污染的副产物产生，对环境影响小。
2.9 高哌嗪的合成
高哌嗪是治疗缺血性脑血管疾病药物盐酸法舒迪尔的重要中间体。高哌嗪通常合成方法如路线1和路线2所示
路线1：
路线2：
从路线1和路线2可以看出，反应过程中使用大量的酸碱，污染较严重，而且收率较低。
铜基催化剂催化合成高哌嗪
采用铜基催化剂，固定床连续反应器来催化合成高哌嗪，可以取得较好的结果，也不用消耗大量的酸碱。
2.10 N-乙基乙二胺（NEED）的合成
目前，工业上普遍采用乙二胺和卤代烷反应生产NEED，或者以乙醇胺为原料，经二氯亚砜氯化，再经乙胺氨解制得，污染较严重。 采用乙醇和乙二胺催化合成N-乙基乙二胺：
该法在生产过程中只有副产物睡生成，对环境污染很小。
3 结语
绿色意识是人类追求自然完美的一种高级表现。它不把人看成大自然的主宰者， 而是看作大自然中的普通一员， 追求的是人对大自然的尊重以及人与自然的和谐关系。绿色意识与环保不同， 它们属于两个不同层次的概念。通常所说的“环保意识” 带有明显的被动状态， 带有比较强的功利目的。人们经常谈到环境污染给人类带来多少疾病和多大经济损失，
实际上还是把人放在与自然相对立的位置上。在这种思想指导下， 人们可以去治理和解决一些急迫的污染问题， 但对于眼下不对人产生危害而仅仅对自然界产生危害的问题， 反应就不那么积极了。只有在以绿色意识为核心谈环保意识的时候， 才会有正确、持续的产物。
绿色意识的发展产物就是绿色科技， 绿色科技的范围比绿色化学广得多。所谓绿色科技是指以绿色意识为指导， 研究与环境兼容、不破坏生态平衡、节约资源和能源的绿色科学和工程技术。它的目标在于， 研究可持续发展的源头战略问题。由于当今世界主要的环境问题大部分直接与化学反应、化工生产过程及它们的产物有关， 因此绿色化学便自然而然地成为绿色科技的重要组成部分。
绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益， 而且说明化学的负面作用是可以避免的， 显现了人的能动性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用， 是化学科学高度发展以及社会对化学发展的产物， 对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代，不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学，以防止化学污染； 而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献。
引用文献
[1]李启正,谢恩,马良.绿色化学与人类社会的可持续发展[J].化学工业,2011,29(4):3～5.
[2]张凤秀,叶霞.绿色化学在我国化学实验教学改革中的应用[J].大学化学，2010,25(3).
电化学合成技术的研究进展
电化学合成技术的研究进展
电化学合成技术是一种新兴的绿色化学合成技术，通过电流作用下的化学反应来合成化学品。相比传统化学合成技术，电化学合成技术具有环保、高效的特点，并且能够在合成过程中控制化学反应的选择性和效率，因此受到了越来越多的关注。本文将对电化学合成技术的研究进展进行探讨。
一、 电化学合成技术的研究背景和意义
电化学合成技术的出现得益于工业化进程所带来的环境问题日益突出。传统化学合成技术使用大量的有机溶剂，产生大量的废水和废气，对环境造成巨大压力。与此相比，电化学合成技术是一种绿色、环保的化学合成技术，能够在无机电极的作用下直接将电子转移给反应物，从而实现环境友好型的化学合成过程。
同时，在实现绿色化合成的同时，电化学合成技术还具有高效化、可控性等优点。由于化学反应发生在电极表面，因此可以直接控制反应情况和反应速度。同时，通过调节反应条件，也能够实现反应产物的选择性。因此，电化学合成技术拥有广阔的应用前景，特别是在高科技材料的制备和新能源储存领域。
二、 电化学合成技术的研究现状
目前，电化学合成技术已成为化学合成领域的研究热点之一。自上世纪初克服了电极表面氧化物的问题开始，电化学合成技术就逐渐发展起来。近年来，随着化学合成技术的不断进步和绿色环保意识的提高，电化学合成技术也取得了重要进展，涵盖了各个化学领域。
在合成材料领域，电化学合成技术被广泛用于钙钛矿太阳能电池的制备。传统的制备方法需要高温高压反应，而电化学合成技术可以在室温下制备钙钛矿太阳能电池，具有更低的制备成本和更短的制备时间。同时，在电催化领域，电化学合成技术也被广泛用于催化剂的制备，特别是贵金属催化剂的制备，通过电化学合成技术可以大大降低催化剂的成本。
在有机合成领域，电化学合成技术也有着广泛的应用。例如，利用电化学合成技术可以实现对非对称的有机分子的高选择性合成。另外，电化学还被用于药物合成，通过控制电化学反应条件和电化学反应体系，可以实现更快捷，更高效的药物生产过程。
有机化学2011-绿色化学试剂过氧化氢在有机合成中的应用研究进展
2011年第31卷 有 机 化 学 Vol. 31, 2011 第7期, 986～996 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 7, 986～996
* E-mail: qingle
ze
ng@ Received July 8, 2010; revised October 25, 2010; accepted December 30, 2010. 国家自然科学基金(No. 20672088)、国家人力资源与社会保障部2010年度留学人员科技活动项目择优资助(优秀类项目)、成都理工大学优秀创新团队培育计划资助项目. ·综述与进展·
绿色化学试剂过氧化氢在有机合成中的应用研究进展
刘 洋b 曾庆乐*,a,b 唐红艳b 高 珊b
杨治仁b 张 颂b 刘建川b
(a成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 成都 610059) (b成都理工大学材料与化学化工学院 成都 610059)
摘要 综述了近十年来绿色化学试剂过氧化氢在合成亚砜、砜、环氧化物、醇、酚、醛、酮、酸、酯、卤代物等各种有机化合物中的研究进展, 也论述了一些新的合成反应介质体系, 如离子液体、氟相、超临界流体等绿色介质与过氧化氢结合在有机合成中的应用, 希望能促进绿色化学技术的研究与应用, 促进化学的可持续发展. 关键词 绿色化学; 过氧化氢; 有机合成; 进展; 离子液体; 氟相; 超临界流体; 环境保护
Progress on Organic Synthesis Using Hydrogen Peroxide as a Green
Chemical Reagent
Liu, Yangb Zeng, Qingle*,a,b Tang, Hongyanb Gao, Sanb
Yang, Zhirenb Zhang, Songb Liu, Jiangchuanb
(a State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059) (b College of Materials, Chemistry and Chemical Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)
绿色化学的研究现状与发展趋势
绿色化学的研究现状与发展趋势
摘 要：随着社会的高速发展和科技水平的飞快进步。化学化工是生产发展不可缺少的要点和环节。在运作过程中间，由于材料特性和工艺水准的限制。无法避免的造成污染和有害物质的产生。而人们面临的巨大危机便是可持续发展问题，经济发展也被环境所影响。怎样实现化学的绿色化，怎样在生产过程中减小对环境的影响，是绿色化学发展的重点方向。本文叙述了现如今绿色化学的发展趋势和研究现状。
关键词：绿色化学；发展趋势；污染防治
绿色化学的研究现状与发展趋势
1.引言
化学在为我们创造出有用价值的时候，给我们也带来严重的危害。每一种科学的发展都是充满曲折的，我们必须在曲折中不断的探索和创新，但是每一门的科学都是具有不确定性的，尤其是化学，化学领域的专家偶然情况下肯定会合成出不确定的物质，这些不确定的物质必须经过长期的应用和实验才能了解它们的性质，而这时这些新的物质可能已经对环境造成了非常严重的危害[1]。
绿色化学关注的是削弱对我们人类有着坏的影响的化学反应的过程，主张化学反应的过程中充足的利用各个原子，不浪费，所以绿色化学对我们有效的资源有很好的利用，而且还很好的控制了污染。这种绿色的化学理念是我们每个人应该达到的目标。我们生产的时候，就应该把这种理论变为实际，变为实际后这是一种非常强大的力量，把绿色化学的理念和实践强大的结合在一起，使得不同的操作不同的工艺得到不同的产品，实现了原料的最大化利用，节省了原料，防止了污染。扼杀污染源是处理污染最好的方式，化工厂的生产要符合绿色化学的基本要求。 2. 国际上绿色化学活动
1989开始，人们最先留意到能够经由化学的方法，削减化学造成的污染，这类方法很快的就在美国、法国、英国和德国等发达国家中推行开来。1984年的时候，EPA就提出了废物尽可能少的思想[2]，废物尽可能少的思想是有一定的约束性，这个主要是围绕有害的废物展开的，但是在将来我们必须把中心思想围绕生产上来。1989年EPA又在之前的思想上又提出了一个新的思想，这便是“污染预防”。污染预防是指化工厂在生产的过程中尽最大的能力减少有害物质，和更加合理的利用资源。这个时候绿色化学的思想初具雏形。
绿色化学及其研究进展
２００６年６月 第２６卷第３期 郧阳师范高等专科学校学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙｕｎｙａｎｇ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｊｕｎ．２００６ Ｖｏ１．２６ ＮＯ．３
绿色化学及其研究进展
李业梅 ，夏明俊 （１．郧阳师范高等专科学校 化学系，湖北 丹江口４４２７００； ２．房县教师进修学校，湖北 房县４４２１００）
［摘 要］绿色化学是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原 料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用，同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品． 绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物．从科学观点看，绿色化学是化 学科学基础内容的更新；从环境观点看，它是从源头上消除污染；从经济观点看，它合理利用资源和能源，降低 生产成本，符合经济可持续发展的要求． ［关键词］绿色化学；环境保护；环境污染；评述 ［中图分类号ＩＸ１３１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］ｌＯ０８—６ｏ７２（２００６）ｏ３一Ｏ０２ｏ—ｏ４
１ 引言 随着全球化环境污染的日益加剧和资源的急剧耗竭， 人类的发展受到前所未有的威胁．人类正面临着有史以来 最严重的环境和生态危机．当代全球的十大环境问题是： （１）大气污染；（２）臭氧层破坏；（３）全球变暖；（４）海洋污 染；（５）淡水资源的紧张和污染；（６）土地的退化和沙漠化； （７）森林锐减；（８）生物多样性减少；（９）环境公害；（ｉ０）有 害化学品和危险废物．其中大部分与化学和化工产品的化 学物质有关． 迄今为止，化学工业的绝大多数工艺都是２Ｏ多年前 开发的，当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力 的费用．近年来，由于化学工业向大气、水和土壤等排放了 大量有毒、有害的物质．以１９９３年为例，美国仅按３６５种 有毒物质排放估算，化学工业的排放量为３Ｏ亿磅．因此， 加工费用又增加了废物控制、处理和埋放，环保监测、达 标，事故责任赔偿等费用．１９９２年．美国化学工业用于环 保的费用为ｌ１５０亿美元，清理已污染地区花去７０００亿美 元．１９９６年美国Ｄｕｐｏｎｔ公司的化学品销售总额为１８０亿 美元，环保费用为１Ｏ亿美元．所以，从环保、经济和社会的 要求看．化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质 的费用．需要大力研究与开发从源头上减少和消除污染的 绿色化学 ． １９９０年美国颁布了污染防止法案．将污染防止确立 为美国的国策．所谓污染防止就是使废物不再产生．不再 有废物处理的问题．绿色化学正是实现污染防止的基础和 重要工具．１９９５年４月美国副总统Ｇｏｒｅ宣布了国家环境 技术战略，其目标为：至２０２０年地球日时，将废弃物减少 ４ｏ～５ｏ ，每套装置消耗原材料减少０～２５ ．１９９６年美 国设立了总统绿色化学挑战奖．这些政府行为都极大地促 进了绿色化学的蓬勃发展．另外．日本也制定了新阳光计 划，在环境技术的研究与开发领域，确定了环境无害制造 技术、减少环境污染技术和二氧化碳固定与利用技术等绿 色化学的内容．总之，绿色化学的研究已成为国外企业、政 府和学术界的重要研究与开发方向． ２绿色化学概念及其特点 绿色化学又称环境无害化学（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ Ｂｅｎｉｇｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、环境友好化学（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、清洁化学（Ｃｌｅａｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）．绿色化学即是 用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区 安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过 程中的使用，同时也要在生产过程中不产生有毒有害的产 物和副产物．绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的 物质，不再产生废物．不再处理废物．它是一门从源头上阻 止污染的化学 ２］． 绿色化学所研究的中心问题是使化学反应及其产物 有以下特点：（１）采用无毒．无害的原料；（２）在无毒无害的 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 品应该是环境友好的．此外它还应满足“物美价廉”的传统 标准．因此绿色化学可以看做进人成熟期的更高层次的 化学． ３ 绿色化学的原则与范围 Ｒ．Ｔ．Ａｎａｓｔａｓ和Ｊ．Ｃ．Ｗａｎｅｒ曾提出绿色化学的１２ 条原则：１、防止废物的生成比其生成后再处理更好；２、设 计合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进人
绿色化学及其发展概述
绿色化学及其发展概述
田爱琴
(河南科技大学林业职业学院,河南洛阳471002)
1绿色化学的概念
绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、
清洁化学.绿色化学即是用化学的技术和方法去避
免或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有
害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使
用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产
物、废物.绿色化学是当今国际化学学科的研究前
沿,是具有明确社会需求和科学目标的新兴交叉学
科.从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方
式的更新和发展;从环境观点看,它是从源头上消
除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,
降低生产成本,符合经济可持续发展的要求.
1.1绿色化学的12条原则
目前,国际化学界公认,R.T.Anastas和J.C.
Waner提出的12条原则是衡量一个化学反应、一条
合成路线、一个生产过程、一种物质是不是绿色的
标准,其内容如下:
1.最好是防止废物的产生而不是产生后再处
理;
2.合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌
入最终产物中;
3.只要可能,反应中使用和生成的物质应对人
类健康和环境无毒或毒性最小;
4.设计的化学产品应在保持原有功效的同时,
尽量使其无毒或毒性最小;
5.应尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试
剂等),若一定要用,应使用无毒物质;
6.能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面
的考虑所接受;
7.只要技术和经济上可行,使用的原材料应是
能再生的;
8.应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保
护与去保护,物理与化学过程的临时性修改等);
9.尽量使用选择性高的催化剂,而不是靠提高
反应物的配料比;10.设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的
产物;
11.分析方法也需要进一步研究开发,能做到
实时、现场监控,以防有害物质的形成;
12.一个化学过程中使用的物质或物质的形
态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体
释放、爆炸和着火等.
1.2绿色化学的科学思想和基本原理
绿色化工技术的研究进展
２０１３年第ｌ２期 科技嚣向导 ◇科技论坛◇ 绿色化工技术的研究进展 姚迪 （黑龙江省化工研究院黑龙江哈尔滨１ ５００７６） 【摘要】近年来，随着人们环保意识不断增强，绿色化工技术的到了广泛的应用，文章对绿色化工进行了定义阐明运用绿色化工技术的必 要性，绿色化工技术的应用，分析了绿色化工业当前存在的问题了解决方法，最后谈论了绿色化工业的发展前景。 【关键词】绿色化工；环保；技术；前景 ０．前言 目前保护环境成了我国一项基本国策．化工业作为我国国民的经 济基础和先导产业．首当其冲该投入环境保护中来．如今绿色化工产 品随处可见．开发绿色化工技术与生产的应用前景越来越广阔。 １．什么是绿色化工技术 绿色化学”与“绿色化学化工”概念相同．绿色化工是利用先进的 化工技术和方法来减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境 有害的各种物质的一种技术习惯。绿色化工技术是指在绿色化学基础 上开发的从源头上阻止环境污染的化工技术 绿色化工是研究和开发 环境友好的新反应、新工艺和新产品。 绿色技术的核心是利用化学 原理从根本上消除化学工业对环境的污染．它具有少产生废物．甚至 不产生废物．达到“零排放”的特点 在全球提倡可持续发展、绿色发展的今天．绿色化工责无旁贷的 成为了化工行业可持续发展的必然选择．它是人类和化工行业可持续 发展的客观要求．是控制化工污染的最有效手段 近年来这类技术最 理想是采用“原子经济”反应，即原料中的每一原子转化成产品．不产生 任何废物和副产品，实现废物的“零排放”，也不采用有毒有害的原料、 催化剂和溶剂．并生产环境友好的产品 ２．运用绿色化工技术的必要性 近年来．我国环境污染问题越来越严重．很大程度上是由于化工 产品造成的．我们生活中使用的化工产品越来越多．自然就造成了化 工污染，因此发展绿色化工很有必要，那么如何发展绿色化工呢？首先 充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料：其次在无毒、无害的条 件下进行反应，以减少向环境排放废物：还要提高原子的利用率．力图 使所有作为原料的原子都被产品所消纳．实现“零排放”：最后才能生 产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。 化学工业对环境的污染越来越引起人们的关注，人们已经深刻认 识到，化工生产造成环境污染的根本原因在于人们的环境社会意识和 化工工艺的落后。在这种形势下，人类要求得自身的生存与可持续发 展，就必须综合考虑环保、经济、社会以及化学工业本身发展的要求，大 力开发。 近二十年来．随着全球性环境污染的加剧、能源的匮乏和社会公 众对环境保护及人类可持续发展的日益关注．人们开始对造成环境与 生态恶化的主要元凶——化学和化学工业的重要性提出了质疑 人类 的生存和发展是利用和消耗自然资源的过程 这个过程的科学基础就 是化学学科。化学工业是人类文明和社会发展的基石 随着世界人口 的剧增、人类消费的日益增加．我们越来越感受到了来自大自然的巨 大压力，其中最主要的是人１：３、能源和环境三大问题。化学化工的发展 为人类的生活的改善提供了源源不断的能源和物质基础．但同时又是 造成能源和环境问题的罪魁祸首之一。很长时间里，人们一直觉得发 展化工业一定会造成环境的污染和能源浪费．因此．化学和化工工业 又倍受人们的质疑 绿色化学的出现．为人类最终从化学的角度解决 环境和能源问题带来了新希望 ３．绿色化工技术的应用 绿色化工技术的应用正在不断增多，这些应用包括原料、溶剂、催 化剂、多元醇等及使用低能耗的工艺。发展环保型产品，采用先进技 术，实现清洁生产，最大限度地降低三废排放量。逐步淘汰落后的生产 工业；降低原材料消耗；增加节水措施，提高谁的重复利用率等。加快 化工废水处理设备、药剂、废气处理设备、排烟设备的系列化、成套化． 以提高化工环保产业技术和装备水平 ３．１要选择可更新的原材料 要做到化工产品绿色化，在选材时．必须选择可更新的原材料：设 计危害尽可能最低的化学合成方法；原子经济性化学反应：应用催 １８８ 化转化并开发新催化剂：设计更安全的化学产品和化工过程；降低化 学过程能源耗费．尽可能采用在环境温度和常压下进行的合成方法； 要尽可能不用助剂或附料．即使使用到也要选用无毒的助剂或附料： 选用本质上更安全的化学产品：要选择可降解或者易降解的产品包装 等等。 ３－２生产具有可循环性清洁化学产品 人类的自然资源是有限的．但智慧是无限．在生产化工产品时要 考虑产品是否能够具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能。 例如近年来的色涂料产品：传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合 物（ＶＯＣ）．污染环境。危害人身健康。不含ＶＯＣ的绿色涂料产品主要 为：水基涂料、粉末涂料和无溶剂涂料。 ３－３可替代原料和各种化学剂的研究 在发展绿色化工的过程中．研发可替代的原料、试剂、溶剂，新 型催化剂与合成过程也特别重要。如通过对废弃的物质进行处理，将 其转化为动物饲料和有机化学品：利用无毒无害的原料代替剧毒的光 气、氢氰酸生产有机原料；利用生物技术以废弃物为原料生产常用的 有机原料：采用超临界Ｃ０２代替有机溶剂作为油漆和涂料的喷雾剂 等。 ４．绿色化工当前存在的问题和解决措施 当前我国绿色化工技术在化工业的到了推广．但技术上还不够纯 熟．传统的化工体系制约着绿色化工技术的发展．另一方面人们对绿 色化工产品半信半疑．都直接或间接的制约着绿色化工的发展。那么 我们应该如何解决这些问题呢？ 首先要采用分子设计技术设计所需要的化工新产品，做到从源头 上控制化工污染的发生．还可以利用国际上流行的提供持定分子理论 合成路线的几种计算机软件协助新产品合成路线的设计，其次要采用 化工新产品生命周期全过程的绿色化控制的策略．利用各种高新技术 把握住原料的绿色化、化学反应绿色化获得绿色化工产品（即采用绿 色化的原料、在绿色化的催化剂、绿色化的溶剂和绿色化的助剂作用 下．进行最优化的反应。使原料分子中的原子百分之百地转变成所需要 的绿色化工产品，达到转化率、选择性和收率为１００％、不产生副产物、 废水、废渣和废气。实现废物的／零排放为零，以致使用或废弃后的回 收、再利用及处理各个阶段。改革传统化工产品体系，寻求新的无污染 的新产品或替代品，满足经济发展、环境保护的需要利用可再生资源 和生物化工方法生产绿色化工产品，是化工行业可持续发展的重要途 径．要把绿色化工作为一个重要的研究内容，将绿色化工的思想贯穿 于整个化学化工的教学活动中。通过一系列绿色化学化工的教学，使广 大化工类沉重认识到化工科技、自然和社会的统一性，认识到绿色化 工技术在人类和化工行业可持续发展中的重要作用 从而培养出具有 绿色环境意识和国际竞争力的新一代化工高级人才 ５．结论 总之绿色化学”已被公认为是２１世纪最重要的科学领域之一．是 实现污染预防最基本的科学手段．具有光明的前景．我们需要的就是 不断的发展和研究绿色化工技术．生产绿色化工产品．提高我们生活 质量，从而保护我们的生存环境。 【参考文献】 ［１］王永华．现代电气控制及ＰＬＣ应用技术（第三版）【Ｍ＿．北京：北京航空航天大学 出版社．２００８．１９３—１９６． ［２］戴文进，杨植树．电气工程及其自动化专业英语［Ｍ】．北京：电子工业出版社， ２ｏ０７． ［３］丁玉美高西全数字信号处理（第二版）［Ｍ１西安：西安电子科技大学出版社．
绿色化学的研究与进展
２００７年第１—２期 矿业科学技术 ７３
绿色化学的研究与进展
尹 强 （淮南矿业集团，安徽淮南２３２００１） 摘 要：本文主要介绍了绿色化学的由来、重要性、原则、研究内容、特点及发展方向。 关键词：绿色化学；由来；原则；内容；方向
绿色化学又称清洁化学、环境友好化学、环境 无害化学。其目的是依靠科技发展创造污染系数 低、资源和能源消耗少的化学反应和生产工艺。其 理想是不再使用有毒、有害物质，不再产生废物，是 一门从源头阻止污染的化学。 １ 绿色化学的由来绿色化学的由来 １９８４年美国环保局（ＥＰＡ）提出“废物最小 化”，基本思想是通过减少产生废物和回收利用废 物以达到废物最少，这也是绿色化学的最初思想。 １９９０年美国联邦政府通过了“防止污染行动”的法 令，将污染的防止确立为国策，该法案条文中第一 次出现了“绿色化学”一词，其定义为采用最少的资 源和能源消耗，产生最小排放的工艺过程。１９９５年 美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”，每年奖励 那些利用化学原理和方法在绿色化学方面作出贡 献的科学家和企业。１９９９年英国皇家化学会创办 了第一份国际性杂志——《绿色化学》。日本也制定 了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的“新阳 光计划”，绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。 ２绿色化学的重要性 近年来，化学工业向大气、水和土壤等排放了 大量有毒有害的物质。人类为先污染后治理的作法 付出了惨重的代价，而且有些污染是很难彻底根治 的，如气候变暖、臭氧层破坏、重金属和农药在环境 介质间的传递等等。近年来，绿色化学与技术的发 展证明，绿色化学是化学科学与化学工业可持续发 展的必由之路。 ３绿色化学的原则 Ａｎａｓｔｆｉｓ和Ｗａｎｅｒ在绿色化学发展的基础上 提出了十二条原则。这些原则可作为实验化学家开 发和评估一条合成路线，一个生产过程，一个化合 物是不是绿色化学的指导方针和标准：（１）从原料 源头制止污染，而不是在产品末端治理污染；（２）合 成方法应具“原子经济性”，即尽量使参加反应过程 的原子都进入最终产物；（３）在合成方法中尽量不 使用对人类健康和环境有毒、有害的物质；（４）设 计具有高使用效益、低环境毒性的化学产品；（５）尽 量不使用溶剂等辅助物质，不得已使用时它们必须 是无害的；（６）生产过程应该在温和的温度和压力 下进行，而且能耗最低；（７）尽量采用可再生的原 料，特别是用再生物质并且能使其进入自然生态循 环；（８）尽量减少副产品；（９）使用高选择性的催化 剂；（１Ｏ）化学产品在使用完后应能降解成无害的物 质并能进入自然生态循环；（１１）发展适时分析技术 以便监控有害物质的形成；（１２）选择参加化学过程 的物质，尽量减少发生意外事故的风险。 ４绿色化学的内容和特点
己二酸的绿色合成探究——绿色化学实验在基础有机化学实验中的应用
２０１１年第１１期 总第１２３期 中国观代；姘装备 ＳＳＮ１６７２－１４３８ ＣＮ１１－４９９４／＇１＂
己二酸的绿１色合成探究
绿色化学实验在基础有机化学实验中的应用
王继业张轩冯玉玲
河北师范大学化学与材料科学学院河北石家庄０５００１６
摘要：以３Ｏ％过氧化氢为氧化剂，用钨磷酸催化氧化环己醇合成己二酸，考察了催化剂用量，反应物配比和反应时间对 己二酸产率的影响。当反应物物质的量比为钨磷酸：环己醇：过氧化氢＝１：２５０：１１２５，在一定温度下回流反应４－６ｈ，产率可达 到５０％；且催化剂可以重复使用。结果表明：本方法操作简单，无污染，符合绿色化学发展的要求，可用于基础有机合成 实验。 关键词：己二酸；钨磷酸；催化氧化；绿色化学
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ
——Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
Ｗａｎｇ Ｊｉｙｅ，Ｚｈａｎｇ Ｘｕａｎ，Ｆｅｎｇ Ｙｕｌｉｎｇ
Ｈｅｂｅｉ ｎｏｒｍａｌ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，０５００１６，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ ｉｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｔｕｎｇｓｔｏｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｌ ｗｉｔｈ ３０ ｐｅｒｃｅｎｔ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｒｅａｃｔａｎｔｓ’ｐｒｏｐｏ￣ｉｏｎ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ ａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｕｎｇｓｔｏｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ：ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｌ：ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｅｑｕａｌｓ ｌ：２５０：ｌ １２５．ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ５０％ ｕｎｄｅｒ ｓｕｃｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ４－６ ｈ．Ｔｈｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｓ ｍａｎｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｍｐｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｎｏ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ；ｔｕｎｇｓｔｏｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ；ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｇｒｅｅｎ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
化学合成的绿色技术
化学合成的绿色技术
随着人们对环境保护意识的不断提高，绿色技术在各个领域中得到了广泛应用。化学合成作为一种重要的工艺手段，在过去被认为是环境污染的主要源头之一。然而，随着科技的进步和创新，绿色化学合成技术得到了迅速发展，大大减少了对环境的负面影响，并为可持续发展做出了重要贡献。
一、绿色化学合成的定义与原则
绿色化学合成，是指在化学合成过程中，以最大限度地减少对环境的影响，并通过替代化学物质、减少废弃物产生、节约能源使用等方式，实现可持续发展的合成技术。
绿色化学合成的几个原则是：
1. 原子经济性：合成过程中尽量减少废弃物的产生，最大限度地利用原始材料。
2. 高效能源：选择和使用更加高效的能源，减少不必要的能源浪费。
3. 高效催化剂：研发和应用高效的催化剂，提高反应效率，减少反应时间和废物产生。
4. 可再生资源的利用：尽可能使用可再生的原材料，减少对有限资源的依赖。
二、绿色化学合成的技术与方法
1. 可再生资源的利用 绿色化学合成技术中广泛应用了可再生资源，例如生物质、CO2、水，来替代传统的石化原料。通过充分利用农作物残渣、废弃物等生物质资源，可以生产出环境友好的替代品，如生物基塑料、生物柴油等。同时，将CO2作为碳源进行合成反应，不仅能减少CO2的排放，还可以将其转化为高附加值的化学品。
2. 无机催化剂与天然催化剂
绿色化学合成中，催化剂的选择至关重要。无机催化剂和天然催化剂被广泛应用于反应中，可以提高反应效率和选择性。与传统的有机催化剂相比，无机催化剂不易受到空气、湿气等外界因素的影响，有较高的稳定性和活性。天然催化剂则是从天然产物中提取的活性物质，具有高效、环境友好等特点。
3. 溶剂的优化和替代
合理选择和使用溶剂是绿色化学合成的重要一环。有机溶剂通常会产生大量有机废弃物，对环境造成严重污染。绿色合成技术中，通过优化反应条件，选择具有较低环境风险的溶剂或使用溶剂替代物，如超临界流体、甘油、离子液体等，来实现无溶剂或低溶剂体系的反应。
绿色化学研究现状及展望
旌凳 蒜 应用科学 ９５
绿色化学研究现状及展望
陈梦，徐双，陈雅楠
（中国矿业大学化工学院，江苏徐州２２００１８）
摘 要近几年，绿色化学迅速发展，受到社会的广泛关注。从绿色原料、反应、催化剂、溶剂、产品等方面对绿色化学进行简述。
关键词绿色化学；原料；催化剂；溶剂；产品
中圈分类号ＴＱ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２ＯＬＯ）Ｏ７１—００９５一Ｏ１
绿色化学即环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学是从
源头开始阻Ｉ 对环境污染的化学，是用化学技术与方法避免或减少有毒有 害物质的使用与产生，以达到更佳的环境、社会效益的化学。绿色化学是 目前化学发展领域的热点及前沿学科，受到学术界的广泛关注。绿色化学
主要研究绿色原料、反应方法、绿色催化剂、绿色溶剂及绿色产物。
１绿色化学的特点
采用无毒无害的原料；在无毒无害条件下进行反应；反应方法洁净 环保；实现无废物排放；产品为环境友好型。
２绿色化学的研究进展
２．１绿色原料
在绿色化学中，主要是采用无毒无害的原料和采用生物技术将可再 生资源合成等方法实现反应原料的绿色化。
２＿２绿色化学反应 １）开发“原子经济性”反应。原子经济性反应是指原料分子中的
原子ｌ（ＫＩ％地转化成产物，反应过程不产生副产物或废物，以实现废物的 零排放。原子经济性反应已经在工业上应用，目前我们需要做的是从环
境保护和技术经济等方面继续进行研究和改进，这也是绿色化学研究的
一个重要领域。２）提高反应的选择性。提高反应选择性方面的研究主 要集中在提高烃类氧化反应的选择性上。
２．３绿色溶剂 １）离子溶液。离子液体由特定阳离子和阴离子构成，在室温或近
于室温下呈液态。离子液体具有良好环境友好性和可设计性等优点，这 些优点使其作为新型的反应介质成为绿色化学的研究热点。２）超临界
流体。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色 化学的重要研究方向。目前，开发超ｌ｝缶界流体成为最活跃的研究，特别