2 绿色化学-绿色化学原理PPT课件

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1、2绿色化学的基本原理⑴防止污染优于污染治理Preventwaste⑵提高原子经济性Maximizeatomeconomy⑶无害化学合成Designlesshazardouschemicalsyntheses⑷设计安全化学品Designsaferchemicalsandproducts⑸采用安全的溶剂和助剂Usesafersolventsandreactionconditions⑹提高能源经济性Increaseenergyefficiency⑺利用可再生资源合成化学品Userenewablefeedstocks⑻减少衍生物Avoidchemica

2、lderivatives⑼采用高选择性的催化剂Usecatalysts,notstoichiometricreagents⑽设计可降解化学品Designchemicalsandproductstodegradeafteruse⑾预防污染的现场实时分析Analyzeinrealtimetopreventpollution⑿防止生产事故的安全工艺Minimizethepotentialforaccidents2．1防止污染优于污染治理PreventwasteItisbettertopreventwastethantotreatorcleanupwa

3、steafteritisformed.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MaximizeatomeconomySyntheticmethodsshouldbedesignedtomaximizetheincorporationofallmaterialsusedintheprocessintothefinalproduct.原子经济性：1991年，美国Stanford大学的B.M.Trost教授首次提出了反应的“原子经济性”（AtomEconomy）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

4、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:20095Witing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+HClClCH2CH2OH+Ca（OH)2+HCl→C2H4O+2CaCl2+2H2OC2H4+Cl2+Ca（OH）2→C2H4O+CaCl2+H2O

5、28717444①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。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原子利用率100

6、%⑶取代反应反应的原子经济性降低。包括烷基化、芳基化、酰化、磺化等反应。其通式为：A—B+C—D→A—C+B—D例如丙酸乙脂与甲胺的取代反应⑷消除反应。原子经济性最低的反应。包括脱氢、脱水、脱氨、脱卤化氢、脱醇、脱羧基、脱酰基以及降解等反应。2009132.2.3提高化学反应原子经济性的途径及反应实例1.采用新合成原料提高反应的原子经济性传统工艺绿色工艺投资成本降低2009142.开发新催化材料提高化学反应原子经济性TS-1分子筛催化有机氧化反应---环氧丙烷的生产原子利用率76.3%氯醇法次氯酸石灰原子经济性=？%皂化废渣废水200915新型

7、过渡金属配合物催化剂环加成反应烯炔偶联反应2009163．新合成路线提高反应原子经济性Boots公司的Brown方法合成布洛芬—镇静、止痛药原子经济性~40%200917BHC公司新发明的绿色方法原子经济性~99%获1997年美国总统“绿色化学挑战奖”简单！200918抗帕金森药物Lazabemide的绿色合成（1）从2-甲基-5-乙基吡啶出发（2）从2,5-二氯吡啶出发用钯催化羰基化反应原子利用率达100%200919己二晴的生产以前的合成方法：DuPont公司的新方法其原子利用率为100%。乙酸合成Kolbe合成法:甲醇羰基化法:原子利用率

8、100%为了衡量生产过程对环境的影响，1992年荷兰化学家Sheldon提出了E-因子的概念，其定义为：生产单位质量（千克或吨）的产品产生废弃物的量。