绿色化学绿色化学原理.pptx

2 绿色化学的基本原理
⑴防止污染优于污染治理 Prevent waste
⑵提高原子经济性 Maximize atom economy
⑶无害化学合成 Design less hazardous chemical syntheses
⑷设计安全化学品 Design safer chemicals and products
⑸采用安全的溶剂和助剂 Use safer solvents and reaction conditions
⑹提高能源经济性 Increase energy efficiency
⑺利用可再生资源合成化学品 Use renewable feedstocks
⑻减少衍生物 Avoid chemical derivatives
⑼采用高选择性的催化剂 Use catalysts, not stoichiometric reagents
⑽设计可降解化学品Design chemicals and products to degrade after use
⑾预防污染的现场实时分析 Analyze in real time to prevent pollution
⑿防止生产事故的安全工艺 Minimize the potential for accidents
2．1 防止污染优于污染治理 Prevent waste
It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed.
污染治理 污染防止 可持续发展
绿色化学及其应用技术
从源头
2．2 提高原子经济性 Maximize atom economy
Synthetic methods should be designed to maximize the incorporation of all materials used in the process into the final product.
原子经济性：1991年，“原子经济性”（Atom Economy）的概念。他认为高效的化学反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合成目标产物。原子经济性可用原子利用率衡量：
原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。
原子利用率仅为26%
Wittig反应:
2009
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Witing 反应是一个精细合成中非常有用的反应，Witing因此于1979年获得诺贝尔化学奖。Witing反应过程为：
计算由乙烯制备环氧乙烷反应的原子利用率。
（1）经典方法    二步法
CH2=CH2 + Cl2 + H2O → ClCH2CH2OH + HCl
ClCH2CH2OH + Ca（OH)2 +HCl → C2H4O + 2CaCl2+2H2O
C2H4 + Cl2 + Ca（OH）2→C2H4O+CaCl2+H2O
   28 71 74 44
①原子利用率只有25%。生产1kg的目标产物的同时产生3kg的废物。
②Cl2是有害物质，腐蚀设备且对人体具有伤害，需要特殊的设备和保护措施。
③为了得到产品，需要分离和纯化步骤。
(2）新方法      一步法
C2H4 + ½ O2 C2H4O
28 16 44
绿色化学评价：
①原子利用率100%，是原子经济反应。
②O2是对人体和环境都无害的物质。
③不需要分离纯化步骤。
克莱森重排：烯醇或酚的烯丙基醚当加热到一定温度时，可发生分子内重排。苯酚的烯丙基醚在200℃时，不用催化剂顺利的重排。
原子利用率100%
反应类型及其原子经济性
⑴分子重排反应。原子利用率100%
重排反应是构成分子的原子通过改变相互的位置、连接、键的形式等产生一个新的分子的反应。
反应类型及其原子经济性
⑴ 分子重排反应。原子利用率100%
重排反应是构成分子的原子通过改变相互的位置、连接、键的形式等产生一个新的分子的反应。
原子利用率100%
比克曼重排：酮污转化为酰胺。
⑵ 加成反应。是原子经济反应,原子利用率100%.
加成反应一般分为亲电加成、亲核加成、催化加氢和环加成等类型。
CH2=CH2+HBr ---->CH3CH2Br