绿色化学经典讲义Chapter_1_上 - 副本

05 结论
绿色化学的贡献
环境保护
绿色化学通过减少废物 和污染物的产生，有效 保护环境，降低对生态
系统的破坏。
资源高效利用
绿色化学提倡资源的循 环利用，提高资源利用 率，降低对自然资源的
依赖。
可持续发展
绿色化学有助于推动经 济、社会和环境的协调 发展，实现可持续发展
。
人类健康改善
绿色化学通过减少有毒 有害物质的产生和使用 ，降低对人类健康的危
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VS
详细描述
绿色催化剂是实现绿色化学的关键之一， 它们可以加速化学反应，提高产物的纯度 和收率，同时降低能耗和资源消耗，减少 废物和有害物质产生。常见的绿色催化剂 包括酶、金属催化剂和有机催化剂等。
绿色溶剂
总结词
具有低毒或无毒、低挥发性、可再生或可降 解的溶剂。
详细描述
在化学反应中，溶剂是必不可少的物质，但 传统的有机溶剂对环境和人类健康存在危害 。绿色溶剂是采用环境友好的、可再生或可 降解的溶剂，如水、离子液体、超临界流体 等，以替代传统的有机溶剂，减少对环境的 负担。
详细描述
随着人们对环境问题的关注，绿色化学逐渐发展起来。1998年，美国国家科学研究委员会发表了《绿 皮书》，提出了绿色化学的12个原则和25个研究目标，成为绿色化学发展的重要里程碑。此后，绿色 化学在全球范围内得到了广泛关注和应用，涉及领域包括能源、材料、医药、农业等。
02 绿色化学的核心原则
预防污染
03 绿色化学的应用实例
绿色合成路径
总结词
采用环境友好的合成方法，减少或消除对人类健康和环境的影响。
详细描述
绿色合成路径旨在减少或消除化学过程中产生的废物和有害物质，通过使用高效、选择性高的反应和催化剂，降 低能耗和资源消耗，实现可持续的化学工业发展。

• 最后还得提醒广大烟民一句：一包香烟 中含有0.32μg/kg的苯并芘，不要忽视小
数目的日积月累，尽量少抽烟，最好是 不吸烟。
1.3.4 减少苯并芘危害的建议
• 少吃油炸熏烤食品，不吸烟，注意定期 清理厨房中的抽油烟机和炒菜锅。不在 马路上晒压粮食.
1.2.3 食品中的苯并芘
• 苯并[a]芘接触皮肤的危害尚且如此之大， 那从“口”进入人体的强致癌性就更可 想而知了。除了一些职业和环境因素的 接触外，苯并[a]芘又是如何被“吃”进 人体的呢？
• 国内外研究证明，食物的熏烤煎炸等烹 调方式所造成的污染都可使食品产生苯 并[a]芘。焦糊的食品中其含量比普通食 物的要增加10-20倍；脂肪，蛋白质或糖 经高温烧烤或油炸的热解过程都会产生 这种化学致癌物；而熏制食品不仅食品 表面有部分变焦，还被附着许多烟雾颗 粒，所以苯并[a]芘的含量也很高。可能 发生如下反应而产生苯并[a]芘。
（3）熏烤食品
• 熏烤所用的燃料木炭含有少量的苯并芘，在高 温下它们便有可能伴随着烟雾侵入食品中。另 一方面，则与熏烤的鱼或肉等自身的化学成分 有关——糖和脂肪不完全燃烧也会产生苯并[a] 芘以及其它多环芳烃。比如熏鱼，制作过程中 其脂肪燃烧不完全，加上烟雾的污染，成品中 苯并芘含量高达6.7μg/kg；其它熏烤食物，如 烧焦的咖啡豆、熏红肠甚至淀粉等，也含有不 同程度的苯并[a]芘。
• 油脂在高温加热时可水解生成甘油和脂 肪酸。甘油进一步脱水变成丙烯醛，丙 烯醛与脂肪酸中的共轭不饱和键通过D-A 反应形成环状物，经进一步脱水环化产 生苯并[a]芘。
CH2-OCOR CH-OCOR CH2-OCOR
CH2-OH CH-OH CH2-OH
RCOOH
CH2-OH CH-OH CH2-OH

比如，由硝基苯合成对苯二胺，可以选择如下4条合成路线： (1)
NO2 NH2 NHCOCH3 NHCOCH3
+3Fe+6HCl 3FeCl22H2O
NH2
+(CH3O)2O 3CH3COOH
HNO3/H2SO4 H2 O
NH2
NO2
H2O/H+ CH3COOH
+3Fe+6HCl 3FeCl22H2O
(4)
NO2 +
CONH2 1 - O2/OH+2 -H2O
O N H
NO2
NH3/CH3OH CONH2
NH2
NH2
骨架镍催化氢化 -H2O
NO2
NH2
NO2
NH2
+1/2O2 +NH3 +3H2
+3H2O
NH2
反应物中原子利用率的相对质量之总和为162，而目标产 物仅为108，即每生产108g对苯二胺就会产生54g废物， 反应的原子利用率为67%。
二、绿色化学的特点——从注重产率到注重原子经济性 传统上，描述某一合成方法的有效性和效率的概念是产率。
产率
实际产量 预期产量
100%
可以用一个传统的例子，即Witting反应来说明计算产率方 法的缺点。
Ph3P
CH2
O
CH2
Ph3P=O 废物 278
98
需求 276(总）
产物 96(总)
第二部分方兴未艾的绿色化学—— 绿色化学的基本内容与实例
第三章绿色化学的基本概念
第一节 绿色化学的诞生
1991年，美国著名有机化学家Trost在Science上提出了“原 子经济性(原子利用率)”的概念。 1992年，荷兰有机化学家Sheldon提出了“E因子”的概念。 这两个重要的绿色化学的基本概念的提出，引起了化学界的 极大关注，也标志这绿色化学开始萌芽。

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（3）不对称合成 不对称合成：采用某些方法，使反应生产的两个对映体中 一个过量，甚至全部为单一的对映体，从而避免和减少拆
分过程，有利于节约资源，提高原子利用率。
A、手性诱导的光催化加成 例：5-(R)-(l)-孟氧基-2(5H)-呋喃酮诱导的不对称光化学 加成反应 B、手性催化 例：左旋薄荷醇的生产、L-多巴的生产、舞毒蛾引诱剂右旋 环氧十九烷的合成。
漳州师范学院化学与环境科学系
第三章 绿色化学的主要内容
主讲：张婷
第一节 反应经济化
一、化学反应类型的原子经济性
为评估化学反应可能对环境的影响，反应类型可分为：
重排反应 加成反应 取代反应 消去反应
周环反应
氧化－还原反应
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重排反应
重排反应：构成分子的原子只改变它们互相连接的方位、 顺序和化学键而产生新的分子的反应。 反应通式：A→B
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1、手性化合物的获得途径
手性化合物的获得途径： （1）从自然界提取 如：天然存在的氨基酸、糖类、羟基酸、萜类、生物碱 等物质及它们的衍生物。该法简单，但可提取的种类有 限，存在稀少。 （2）外消旋体的拆分 通过人工合成可获得大量的手性化合物。但工业合成的 对映体是两种对映体的1:1混合物（外消旋体），需要 通过各种方法来进行拆分，以获得所需的纯的对映体。 该法只能利用合成反应中的一半，原子利用率最大为50 ％，拆分的工作量大。 分离方法有化学法、酶法、超临界流体色谱法等。
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（2）采用新催化材料
1）环氧乙烷 经典氯代乙醇法： CH2=CH2+Cl2+H2O→ClCH2CH2OH+HCl ClCH2CH2OH +HCl +Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2 +2H2O 总反应： C2H4+Cl2+Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2+H2O 分子量 44 111 18 原子利用率=44/173=25% 现在的化工生产中：