prepolymers
Cryst. prepolymers
Me * O Me O
O *
n
3 溶剂的选择 溶剂选择的考虑因素 外因-——降低暴露性或可接触性
同环境扩散相关的性质 挥发/密度/熔点 水溶解度 残留/生物降解 转化成生物活性物质 转化成生物非活性物质
同被生物体吸收相关的性质 挥发性/ 亲油性/ 分子大小/ 降解性
二、 什么是绿色化学?
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绿色化学是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用并且 在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它是实现污染预防 的基本的和重要的科学手段，包括许多化学领域，如合成、催化、 工艺、分离和分析监测等。
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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。 很明显，绿色化学要求负作用尽可能小，它是一种理念，是 人们应该倾力追求的目标。
和应用。
日本则通过制定“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，成立了由 工业界、学术界和政府联合组织的“为地球而创新技术” 的研究院和日本化学创新研究院，以推动社会的可持续发 展。 总之，绿色化学的研究已迅速成为一些主要国家政府、 企业和学术界的重要研究开发方向。
C + H2O H2O + CO CaO + CO2
CO + H2 CO2 + H2 CaCO3
E多糖聚合物
多糖可再生，无毒，无事故隐患，还可生物降解。
2 试剂的选择 选择试剂时要考虑的因素： 试剂的危害性 废物的产生 产品的选择性 反应效率 试剂的数量
绿色试剂的例子
光化学法替代F-C酰化反应
C 葡萄糖作原料制造商品化学品 可通过利用葡萄糖来替代苯，以生物合成己二酸。
葡萄糖
大肠杆菌
3-脱 氢 莽 草 酸 Pt， H2/0.34MPa
大肠杆菌
顺 ， 顺 -粘 糠 酸
已二酸
没有有机毒物的使用；水为溶剂；压力较小，能耗低。
D 生物质气化制造氢气
开发以生物质为原料生产氢气的高效过程与技术 是重要的研究方向
1 原料的选择
一个化学反应类型或合成路径的特性在很 大程度上是由初始原料的的选择而决定的。 初始原料的选择决定了处理、生产及运输过 程中工人所要面对的危害性。因此原料的选 择十分重要，寻找环境无害的原料是绿色化 学主要研究方向之一。
甲烷 天然气 合成气 天然气液体 不可更新 原 料 石油 BTX 煤 油页岩 泥煤
废弃生物质 氧化钙 活性生物质 （饲料） 发酵
O O R1 R2
R=Me, Et, Pr,
Ca R H+
O R OH O2
2+
H
OH R1 R2
B 木质素作原料制造化学品 木质素可从生物质炼制中得到，是一种重要的可 再生资源。 木质素可通过氧化转换成苯醌。苯醌被广泛地用 作染料工业等。也是许多生物活性材料地主要结构 单元。 但木质素的结构非单一性限制了其应用，使其结 构均一化的方法与技术的开发研究具有重要的意义 。
我国在绿色化学方面的活动也非常活跃。
1995年，中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术— —推动化工生产可持续发展的途径》的院士咨询。
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团
公司联合立项，资助“九五”重大基础研究项目——“环境 友好石油化工催化化学与化学反应工程”。 1997年以来，中国科技大学、四川大学和上海大学等陆 续成立了绿色化学化工研发中心。
目前绿色化学的研究重点是:
(1)设计对人类健康和环境更安全的化合物，这是绿色化 学的关键部分; (2)探求新的、更安全的、对环境更友好的化学合成路线 和生产工艺; (3)改善化学反应条件、降低对人类健康和环境的危害， 减少废弃物的生产和排放。 绿色化学着重于"更安全"这个概念，不仅针对人类的健 康，还包括整个生命周期中对生态环境、动物、水生生物和 植物的影响;而且除了直接影响之外，还要考虑间接影响，如 转化产物或代谢物的毒性等。
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1995年3月16日，美国总统克林顿宣布设立“绿色化学挑战奖计
划”，以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究，鼓励支持 重大的创造性的科学技术突破，从根本上减少乃至杜绝化学污染源;
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随后美国科学基金会和美国国家环保局提供专门基金资助绿色化学的 研究，并于同年10月30日设立“总统绿色化学挑战奖”这项在化学化工 领域内唯一的总统奖，以表彰在该领域有重大突破和成就的个人与单位。
利用碳酸二甲酯选择性甲基化
NC O
NC
+ Me
O R O
Me
K2CO3 180~220
R
+ CH3OH + CO2
避免使用卤代甲烷或硫酸二甲酯；高选择性 >99%；可控制活性亚甲基的多甲基化反应；无副 产无机盐类化合物。
利用碳酸二苯酯进行非结晶聚合物的固态聚合
Me HO Me OH
+
O Ph O O Ph
非光气异氰酸酯合成
1
RNH2 + COCl2 RNCO + R'OH
RNCO + 2HCl RNHCOOR'
2
RNH2 + CO2 RNCO + R'OH
RNCO + H2O RNHCOOR'
液体氧化反应器
Praxair开发了使有机化学品与纯氧气或近 似纯氧气安全地反应过程。 优点：减少了废气量；反应条件降低；由 于温度低而减少了向空气中挥发的物质。
有关内容为主题。
以美国化学会、美国化学工程师协会等多家单位发起 的第一届“绿色化学与工程会议”，于1997年6月在华盛顿 国家科学院召开，主题为“2020年的应用展望”。此后每 年举行的历届会议，均包括绿色化学的内容。
由美国环保局Paul T. Anastas等编写的《 绿色化学 》 丛书1996年出版的第一辑副标题为“为环境设计化学”； 1998年出版的第二辑副标题为“无害化学合成和工艺的 前沿”。
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此后，人们赋予这一新事物不同的取名: 环境无害化学(Environmental Benign Chemistry)、 清洁化学(Clean Chemistry) 原子经济学(Atomic Economy) 绿色化学(Green Chemistry)等等。 美国环保局率先在官方文件中正式采用“绿色化学” 这个名称，以突出化学对环境的友好;
此外，Anastas等在1998年出版的《 绿色化学——理
论与实践 》一书中，详细阐述了绿色化学的定义、原则、 评估方法及发展趋势，是绿色化学的经典之作。
站在现代化学研究前沿的、由英国皇家化学会
主办的国际性杂志《绿色化学》，于1999年1月创
刊。其内容涉及清洁化工生产技术各个方面的研究 成果和综述，其信息涵盖了通过化学品的应用或加 工来减轻对环境影响的所有研究活动。 /greenchem
1994年8月，美国化学会第208届年会就举办了以“为 环境而设计：21世纪的新范例”为专题的讨论会，讨论了 环境无害化学、环境友好工艺和绿色技术等问题。 1996年，著名的哥顿会议第一次以“环境无害有机合 成”为主题讨论了原子经济、环境无害溶剂等问题。这是 世界高水平学术论坛首次讨论绿色化学专题。这次会议与 “绿色化学挑战奖”一起，被时任美国化学会主席的R. Brealow在“化学的绿色化”的评论中称为1996年“两项重 要的第一次”。 1997年8月，在英国召开的哥顿会议，仍以绿色化学的
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绿色化学的核心是利用化学知识和技术预防
污染，从源头消除污染。发达国家对环境的治
理，已开始从治标(即从末端治理污染)，转向
治本(即减少污染源头，生产环境友好产品)。
从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改
革现有的科学制度，并发展可持续发展的科学
技术。
四、绿色化学的研究内容
绿色化学研究什么? 一般说来，一个化学反应主要受四个方面的影响: (1)原料或起始物的性质; (2)试剂或合成路线的特点; (3)反应条件; (4)产物或目标分子的性质。 众所周知，这四个因素相互紧密联系，而且在一 定条件下息息相关。因此，这四个方面也是绿色化学 所研究的方面。
同人类、动物/水生物吸收途径方面的考虑 皮肤/眼睛/ 肺/胃肠道/腮
氨 甲醇 丙烯 乙烯 甲苯 二甲苯 苯 பைடு நூலகம்乙烯
纤维素 木质素 纤维品 谷物 可更新 资源 糖作物 半纤维素 木质素 淀粉 碳水化合物 葡萄糖 果糖 蔗糖 乙醇 乙酰丙酸 乳酸 糠醛
油作物 类萜作物 藻
甘油三酯
脂肪酸
脂肪醇
石油炼制与生物质炼制示意图
a废弃生物质转化动物饲料、工业化学 品及燃料 Texas A & M 大学的M Holtzapple小组开发的利 用废弃生物质转化动物饲料、工业化学品及燃料 的技术获得1996年度美国总统绿色化学挑战技术 奖。
共有5个奖项：学术奖、中小企业奖、新合成路线奖、新工艺奖
和安全化学品设计奖。
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由于上述原因，使得"绿色化学"这个名称广为传播。目前全世界比较 发达的国家的许多行业都以浓厚的兴趣大力研究绿色化学课题。
德国于1997年通过实施有关绿色化学的“为环境而
研究”计划。 荷兰利用税法条款等方法来推动绿色化学技术的开发
一、绿色化学的提出与发展
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化学在保证和提高人类生活质量、保护自然环境以及增强化学工业的竞争力 方面均起着关键作用。 如药品的研究和开发有助于治愈疾病，延长人类的寿命。 分子聚合技术的发展，有助于合成纤维和各种材料的更新换代。 化肥农药的研发，控制了病虫害，提高了农作物的产量。
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