1、安徽理工大学课程论文 环境与绿色合成化学 指导老师：胡劲松浅谈绿色合成化学应化 08-3 班 2008302090 金磊摘要：当今，化学的发展十分迅猛，合成化学为重要发展分支之一越来越受人们关注，随着环境压力增大，绿色合成化学成为合成化学的一个焦点，本文主要介绍了绿色合成化学产生因素及其背景、研究内容和标准、途径及目标等一系列内容。关键词：绿色化学；合成化学；环境1.绿色化学产生的定义从 1960 起，化学废物的污染问题被提出来，人们开始注意到人口的急剧增加，工业的高度发达，资源的极度消耗，污染的日益严重，使人类不得不面对严重的环境危机。当今世界各国生产使用着约十万种化学品。仅美国化学工业每年
2、就要排放约三十亿吨化学废弃物，其中进入大气的约 60%，土壤 10%，表面水系 10%和地下 20%。这些问题不但影响一个国家的经济发展，而且对环境造成的危害将对人类自身的健康甚至是生存都造成了严重的威胁。解决问题的办法初期主要以治理为主，但这些办法效果有限，费用昂贵。在积累了 30 年治理污染的经验后，人们提出了污染预防这一新的概念，最后美国环保局提出了“绿色化学”这一新的概念。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和
3、零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。2.绿色合成化学的研究内容和标准 绿色化学应用有多个领域，包括分析检测、合成研发和工业生产等等。下面主要介绍绿色合成化学领域。2.1 绿色合成化学的研究内容绿色合成化学是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发制备单位产品产污系数最低,资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术,从合成反应入手,从根本上消除或减少环
4、境污染。研究内容绿色化学是对传统化学的挑战，是对传统化学思维方式的更新和发展，因此，绿色化学的研究内容是从反应原料、 反应条件、 转化方法或开安徽理工大学课程论文 环境与绿色合成化学 指导老师：胡劲松发绿色产品等角度进行研究，打破传统的化学反应，设计新的对环境友好的化学反应。 包括 :使用无毒无害的原料； 利用可再生资源；新型催化剂的开发研究；不同反应介质的研究； 寻找新的转化方法； 设计对人类健康和环境安全的化学产品。2.2 绿色化学的研究原则在绿色化学中，人们常用 P.T.Anastns 和 J.C.Waner 提出 12 项原则和 5R理论作为绿色化学的指导标准。 其中 12 项原则为：
5、（1）防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 （2）应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 （3）无论如何要使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 （4）设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。 （5）尽量不同辅料（如溶剂或析出剂）当不得已使用时，尽可能应是无害的。 （6）尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 （7）只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之变坏。（8）应尽可能避免或减少多余的衍生反应（用于保护基
6、团或取消保护和短暂改变物理、化学过程） ，因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。（9）催化剂（尽可能是具选择性的）比符合化学计量数的反应物更占优势。（10）按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。 （11）需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。 （12）在化学过程中，反应物（包括其特定形态）的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。5R 理论为：减量，减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排
7、放量。主要是减少废气、废水及废弃物排放量，必须达到排放标准以下。重复使用，重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。回收，收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。再生，再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。拒用，拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。3.绿色合成化学的研究途径方法安徽理工大学课程论文 环境与绿色合成化学 指导老师：胡
8、劲松从绿色化学的定义出发，我们研究绿色化学的合成方法，绿色合成化学的研究方法大致有以下几种：（1）提高原子的经济性。1991 年化学家 B.M.Trost 提出用“原子经济性”来评价化学反应效率，他打破了传统的用收率衡量反应，注重了反应所消耗的能量和产生的副产物，这是一种新的衡量方法，从衡量标准上促使人们在设计和优化实验方法时注重原子的经济性，从而达到绿色化学的目的。（2）高选择性、高效的催化剂。 绿色化学所追求的目标是实现高选择性、高效的化学反应，极少的副产物，实现零排放，继而达到高原子经济性的反应。显然，相对化学当量的反应，高选择性、高效的催化反应更符合绿色化学的基本要求。往往催化剂的引入
9、会使反应条件、耗能和产率等条件改变，降低排放量，达到绿色化学的标准。（3）采用新的合成的方法。随着各学科的交叉互补发展，新的化学合成方法逐渐替代传统的工艺方法，比如电化学合成方法、固相有机合成方法以及生物合成方法等等一系列方法，它们在不同方面相对于传统方法的优势我们应该加以综合利用设计出环境友好的合成方法。除了上述介绍的方法，还可以通过各种途径来达到绿色化学的目的。4.结语绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成，但真正发展还需要从观念上、理论上、合成技术上等进行不断的改革和创新。我相信绿色化学将会逐渐成为化学的主流。安徽理工大学课程论文 环境与绿色合成化学 指导老师：胡劲松参考文献:1 崔得良，郝霄鹏，于晓强.利用纳米晶的催化性质合成二联苯中国科学，2001， （5）：4514552 纪红兵,佘远斌.绿色化学化工基本问题的发展与研究J.化工进展,2007,5.3 王大全.中国的绿色化工J.广州化工，2000,（4）1-3.4 杨海贤. 绿色合成技术的新进展J. 济南职业学院学报, 2006,(03).
