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slxwhg:绿色化学-高中化学校本课程_图文

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绿色化学

有关的教材、专著和文献资料
? 《绿色化学化工导论》李德华编著 科学出版社 2005 ? 《绿色化学理论与应用》Paul T. Anastas, 李朝军译 科学出版社 2002 ? 《绿色化学化工实用技术》 贡长生编 化工出版社 2002 ? 《绿色化学导论》Albert S. Matlack, 汪志勇等译, 中国石化出版社,2006 ? 《Pollution Prevention: Fundamentals and Practice》 Paul L. Bishop, 清华大学出版社,2002 绿色化学化工

? Green Chemistry: Theory and Practice by Paul T. Anastas, John C. Warner, New York; Oxford University Press, 1998 ? Green Chemistry: Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes, by Paul Anastas, Tracy C. Williamson, 1998 ? Green Chemistry: Challenging Perspectives (Green Chemistry Series), by Pietro Tundo, Paul Anastas, 2000 ? Introduction to Green Chemistry, by Albert S. Matlack, Marcel Dekker, Inc, 2001

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Resources are available on the Internet
? USEPA’s Green Chemistry Program, http://www.epa.gov/greenchemistry; ? ACS’s green chemistry website, http://www.chemistry.org/education/greenchem; ? GCI’s website (Green Chemistry Institute), http://www.lanl.gov/greenchemistry; ? Royal Society of Chemistry’s Green Chemistry Network, http://www.chemsoc.org/networks/gcn/index.htm

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主要内容
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.绪论 2.绿色化学原理 3.化学工业的可持续性发展 4.工业生态学原理 5.绿色化学化工技术 6.绿色无机化学 7.绿色有机化学 8.绿色制药及农药 9.绿色化学发展趋势 10.环境治理及综合利用

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第一章 绪论 Chapter 1 Introduction
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内容提要

1.1 人类十大环境危机 1.2 人类将面临的环境问题 1.3 环境污染及治理工程 1.4 中国21世纪的绿色科技 1.5 绿色化学化工引论

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1.1 人类十大环境危机
? 1. 全球变暖 有资料表明,由于大量排放温室气体,在过 去的100年中,全球气温上升了0.6℃。 全球变暖是一种大规模的环境灾难,它会导致 海洋水体膨胀和两极冰雪融化,使海平面上升, 危及沿海地区的经济发展和人民生活,影响农业 和自然生态系统,加剧洪涝、干旱及其他气象灾 害,此外,气候变暖还会影响人类健康,加大疾 病危险和死亡率,增加传染病。

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2.臭氧层破坏 ? 1985年,英国科学家观测到南极上空出现臭氧 层空洞,并证实其同氟利昂分解产生的氯原子有 直接关系。这一消息震惊了世界。 臭氧层耗损意味着大量紫外线将直接辐射到地 面,导致人类皮肤癌、白内障发病率增高,并抑 制人体免疫系统功能;农作物受害而减产;破坏 海洋生态系统的食物链,导致生态平衡的破坏。 高空中臭氧虽在减少,但低空中臭氧含量的增 加还会引起光化学烟雾,危害森林、农作物、建 筑物等,并会造成人的机体失调和中毒。
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? 3.生物多样性减少
在地球上大约1000万~3000万的物种中,只有140万已 经被命名或被简单地描述过。当前地球上生物多样性损失 的速度比历史上任何时候都快,鸟类和哺乳动物现在的灭 绝速度可能是它们在未受干扰的自然界中的100倍至1000倍。

大面积地砍伐森林,过度捕猎野生动物,工业化和城 市化发展造成的污染,植被破坏,无控制的旅游,土壤、 水、空气的污染,全球变暖等人类的各种活动是引起大量 物种灭绝或濒临灭绝的原因。
物种减少是人类的灾难。

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? 4.酸雨蔓延 被称为“空中恶魔”的酸雨目前已成为一种 范围广泛、跨越国界的大气污染现象。酸雨会破 坏土壤,使湖泊酸化,危害动植物生长;会刺激 人的皮肤,诱发皮肤病,引起肺水肿、肺硬化; 会腐蚀金属制品、油漆、皮革、纺织品和含碳酸 盐的建筑。 我国目前已发现有30%的地区有降酸雨的现象, 主要集中在长江以南。20余年来,酸雨受害面积 已扩大到国土的30%以上,甚至连土质碱性的北方 也有一些城市(如青岛、图门)出现酸雨。 绿色化学化工

? 5.森林锐减
联合国有关资料表明,全球森林面积的减少 主要发生在20世纪50年代以后,其中1980年至1990 年期间全球平均每年损失森林995万公顷,约等于 一个韩国的面积。 近100年来,中国原有的森林面积已经减少了 50%,木材蓄积量减少了33%;森林覆盖率为 13.92%,不到全世界森林覆盖率30%的一半,居 世界第100位左右。

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? 6. 土地荒漠化 据有关资料记载,全球每年有600万公顷的土地变 为荒漠。 亚太地区如中国、阿富汗、蒙古、巴基斯坦、印 度是土地荒漠化问题突出的国家。

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? 7.大气污染 ? 8 水体污染 全世界多数河流都受到不同程度的污染,其中约 有40%的河流稳定流量受到较为严重的污染。全球 每年水污染导致10亿人患病,300万儿童因腹泻死 亡。

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无锡太湖
太湖蓝藻暴发致自来水污染-搜狐新闻.htm

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昆明滇池

?

2007年6月24日,昆明滇池海埂一线的 岸边,蓝藻大量繁殖,让湖水绿浪翻 滚,远处是著名的睡美人西山。

? 2007年6月24日,因天 气闷热,滇池蓝藻大 量繁殖,在昆明滇池 海埂一线的岸边,湖 水如绿油漆一般。

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淮河
? 被污水围困的家园(CCTV《共同关注》) ? 五十年代淘米洗菜, 六十年代洗衣灌溉 七十年代水质败坏, 八十年代鱼虾绝代 九十年代拉稀生癌...... ——一首广泛流传于淮河边的民谣

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? 9 .海洋污染 目前,全球每年都有数十亿吨的淤泥、污水、 工业垃圾和化工废物等直接流入海洋,河流每年 也将近百亿吨的淤泥和废物带入沿海水域。 ? 赤潮现象1.rm ? 赤潮现象2.rm

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? 10. 垃圾围城 固体废物侵占大量土地,对农田破坏严重;严 重污染空气和水体。 垃圾填埋产生的垃圾渗漏液呈红棕色或深黑色、 恶臭,成分复杂多变,垃圾渗漏液的处理是一个 世界性的难题。

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1.2 人类将面临的环境问题
? 1. 生命伦理”概念受到挑战 一是新的生物投放自然界后可能不受控制地繁 殖、传播,从而影响现有的生态系统平衡; 二是改变了的基因遗传特征可能不知不觉地 传给其他生物(基因自然转移)并在这些生物中 形成不受控制的或者是危险的特性; 三是如果基因工程用于制造武器,就可能造 出比原子弹威力更大的毁灭性武器。 绿色化学化工

? 2 . 人类遭受新旧传染病的围攻 ﹡ 全球变暖,病菌传播范围扩大,病菌繁殖速度 加快。 ﹡ 环境污染,缺乏安全、卫生的饮用水和清洁新 鲜的空气,现代病和环境怪病增多。 ﹡ 人畜异体器官移植,病毒可能产生变异,成为 人体内的新病原体或者同人体内原有病毒重新结 合,形成新病毒菌株。 ﹡ 抗菌素和杀虫剂的广泛使用,导致抗药性新病 源体的出现。 ﹡ 食品生产、加工、运输和销售的国际化,大大 增加了食物源传染病的发病危险。 绿色化学化工

? 3. 人类活动污染宇宙

人类在太空活动40年来,留在太空的垃圾如废弃卫星、 火箭残骸、爆炸碎片等已满布太空,数以百万计。这些高 速飘游的太空垃圾已成为危险的太空“飘流炸弹”,对在 轨道上运转的太空器造成了严重威胁。 1983年,苏联一颗核动力间谍卫星烧毁,反应堆中的 110磅放射性铀有80%被释放出来,使高层大气中的放射性 最强的铀235含量增加了50%。 由于实验的需要,越来越多的地球生物进入太空。这 些进入太空的生物,在受到强烈紫外线和宇宙射线的照射 后发生突变,可能成为具有强烈毒性的生物。

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? 4 . 人类自身隐忧增加
21世纪的人类社会在各种高新技术的装备下, 现代化和自动化程度越来越高,人类可以在各种 人造环境中舒舒服服地坐享其成,而人类的适应 力和抗逆性将会渐渐减弱。英国伦敦大学基因教 授史蒂夫· 琼斯在1997年初发表的研究报告中惊呼: 社会在进步,人种在退化。

因为在舒适的环境中自然选择淘汰的机率越 来越小,使得大量基因变异产生的素质不高的基 因也能够遗传下去,最终导致人种的总体退化。
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1.3 环境污染及治理工程
1. 环境污染对人体的危害 ﹡ 急性危害:污染物在短期内浓度很高,或者几种污染物 联合进入人体可以对人体造成急性危害。 ﹡ 慢性危害:慢性危害主要指小剂量的污染物持续地作用 于人体产生的危害。如大气污染对呼吸道慢性炎症发病率 的影响等。 ﹡ 远期危害:环境污染对人体的危害,一般是经过一段较 长的潜伏期后才表现出来,如环境因素的致癌作用等。

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? 2. ―八大公害事件” 马斯河谷烟雾事件(1930年,比利时) 富山骨痛病事件(1931年,日本) 洛杉矶化学烟雾事件(1943年,美国) 多诺拉烟雾事件(1948年,美国) 伦敦烟雾事件(1952年,英国) 熊本水俣病事件(1953年,日本) 四日市哮喘病事件(1955年,日本) 爱知米糠油事件(1968年,日本)

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? 3. 《寂静的春天》

1962年,美国科学家卡逊女士发表《寂静的 春天》,以通俗的笔法,提醒世人警惕过度使用 农药的恶果。

《寂静的春天》像是黑暗寂静中的一声呐喊, 唤醒了广大民众。

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其他环保思想及经典著作
? 《人口原理》—— T.R.马尔萨斯 ? ? 1798年,T.R.马尔萨斯在《人口原理》一书中 根据资源有限,而人口按几何级数增长的情况, 首次提出人类应控制人口增长的思想。 ? 北大校长马寅初教授在中国首次提出实施计划生 育国策。

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1851年,印第安索瓜米西族酋长西雅图—《西雅图宣 言》; 1962年,[美] 蕾切尔· 卡逊—《寂静的春天》; 1972年,罗马俱乐部 [美] 丹尼斯· 米都斯 等—《增长 的极限》; 1972年,[美] 芭芭拉· 沃德,勒内· 杜博斯 —《只有一 个地球》; 1972年,[美] 巴里· 康芒纳—《封闭的循环》; 1975年,[英] 彼得· 辛格—《动物解放》; 1987年,“世界环境与发展委员会”—《我们共同的 未来》; 1991年,[美] 阿尔· 戈尔—《濒临失衡的地球》; 1992年,[美] 艾伦· 杜宁—《多少算够》; 1998年,[瑞士] 苏伦· 埃尔克曼—《工业生态学》。

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? 4.全球环境保护对策大事记 1970年4月22日 美国发起第一个“地球日”活动。 1972年6月16日 联合国人类环境会议通过《联合国人类环境 宣言》。 1972年11月 通过《保护世界文化和自然遗产公约》。 1973年1月 联合国成立环境规划署。 1973年11月 通过《濒危野生动植物国际贸易公约》。 1977年8月 联合国通过“防止荒漠化行动计划”。 1979年6月 通过《保护移动性野生动物物种公约。 1982年5月18日 联合国人类环境会议通过《内罗毕宣言》。 1984年4月 非洲召开环境保护会议,决定每年4月10日为 “非洲环境保护日”。 1985年3月5日 通过保护臭氧层的《维也纳公约》。

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1987年4月27日 世界环境与发展委员会公布《我们共同的未来》长篇报

告。
1987年9月16日 联合国环境署保护臭氧层会议通过《蒙特利尔协定》。 1989年3月23日 联合国环境署控制危险废物越境转移会议通过《巴塞尔 公约》 1992年6月3日至14日 联合国环境与发展大会,102个国家元首出席会议。 大会通过了《里约热内卢环境与发展宣言》以及《二十一世纪议程》。 1992年11月16日 1575名著名科学家起草的《世界科学家对人类的警告》 发表 。 1993年9月17日至19日 联合国环境规划署与澳大利亚民间环境团体联合 倡议的“让世界清洁起来”的运动在61个国家得到热烈响应。 1994年9月5日至13日 联合国第三次世界人口与发展大会通过了遏制世界 人口增长、促进社会发展的《行动纲领》,与会代表15000人。

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一. 中国21世纪的绿色科技
1. 绿色科技的含义及其发展
? 可持续发展的基本国策促进了绿色科技的诞生, 绿色科技是国家为实现经济可持续发展实施的一 项技术战略。 ? 绿色科技是以保护人体健康和人类赖以生存的环 境,促进经济可持续发展为核心内容的所有科技 活动的总称。无论从内涵和外延都超越了环境科 技,然而,它将保护自然资源和生态环境作为主 要价值目标之一,对我国环保事业发展将提供全 方位和系统的技术支持,对全国科技发展具有重 要指导意义。
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¤ 国外绿色科技发展现状
? 近十年来,发达国家在扭转环境保护困境、调整 技术方向的过程中,逐渐出现和形成了绿色科技。 ? 绿色科技为开发绿色产品,引导绿色消费、开拓 未来市场和发展绿色产业创造机遇,已成为实施 可持续发展战略的重要内容。 ? 自20世纪90年代初,工业发达国家相继采取措施, 使环保工作由污染治理向污染预防转变。 绿色化学化工

? 1994年7月,美国政府发布了“面向可持续发展的未来技术” 报告,强调指出环境技术发展的重心是预防而不是治理已 经发生的污染。 ? 德国也努力致力于以绿色科技推动社会经济朝向良性循环 方向发展,并使其成为现代化发展的重要组成部分。一个 成功的例子就是制成“绿色电视”,它具有耗电省、电磁 辐射低、使用材料种类少且便于回收利用、避免过早淘汰 等特点。 ? 加拿大联邦政府早在1993年就已制定绿色计划。 ? 日本政府非常重视节约资源和能源,倡导和推广绿色技术, 已把环境技术、电子技术和汽车技术并列为三大领先绿色 技术。

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? 世界范围绿色技术革命浪潮的中心在于:

利用绿色高新技术开发绿色产品,引导绿色消费。
? 但是由于发达国家制订苛刻的环境标准,世界贸 易中出现了所谓“绿色壁垒”。许多国家开始实 行环境标志制度,对促进绿色产品开发、引导绿 色消费起到了重要作用。环境标志是对产品符合 绿色要求的一种认定。 ? 德国是率先实行环境标志计划的国家,美国的污 染预防法,日本的环境协调型产品计划,加拿大 的“环境优选”等都对绿色科技的发展起了重要 的促进作用。 绿色化学化工

2. 环保事业对绿色科技的需求
? 21世纪初,我国国民经济的稳步增长和环境保护事 业的飞速发展,要求环境科技不仅要为污染治理提 供技术支持,为管理提供决策依据,还要为预防可 能出现的新污染问题提供可行的方案和措施。 ? 总之,将技术取向从以治理污染为主调整到开发绿 色产品,引导绿色消费、发展绿色产业方向上来。

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? 例如, 21 世纪环保所需的清洁生产技术主要包括绿色能源 技术、环境协调材料新技术、废物减量化技术等。 ? 环境协调材料是资源和能源消耗最少,对环境影响最小, 再生循环利用率最高的各种新型材料。它的开发和研制是 21世纪初绿色环保科技攻关的重要方向之一。 ? 在污染治理技术方面重点是要发展高新分离和生物技术设 备以解决难降解、高浓度有机废水的处理问题。 ? 在自然生态保护与恢复方面,要着重探索资源开发后的生 态恢复技术,生态建设中的单元技术,如生物农药、生物 肥料、可降解地膜、肥料等。还要重点推进生态保护与恢 复技术的产业化进程。

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1.5

绿色化学化工引论

§1. 绿色化学的定义和发展简史
? 绿 色 化 学 , 也 可 叫 作 可 持 续 的 化 学 ( Sustainable Chemistry),它是一个概括性的概念:“化学是一种给予 能力的或可操作的科学,利用它可使经济和环境的发展协 调地进行。” ? (Chemistry is an enabling science that will allow economic progress and environmental progress to proceed in harmony)。 ? 按照定义,绿色化学就是利用一套原理在化学产品的设计、 开发和加工过程的实行中都应减少或消除使用或产生对人 类健康和环境有害的物质。

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有一些重要事件促使了绿色化学的诞生和迅速发展:
? 1987年联合国提出关于“Our Common Future‖的报告,率先 提出了可持续发展的概念。随之,1992年在巴西里约举行的 联合国环境与发展大会上受到百余国家元首一致肯定。这意 味着工业增长、经济发展必须既符合当代社会需要并能为人 类后代保护资源和环境。 ? 美国1990年通过了污染预防法(Pollution Prevention Act of 1990)。这是关于着眼源头污染预防的第一个环境法规。它 促使 USEPA于1991年建立了绿色化学规划,当时在 Office of Pollution Prevention & Toxics 的Dr. Paul T. Anastas创造并定 义 了 绿 色 化 学 专 名 词 。 此 人 现 在 White House Office of Science & Technology Policy。

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? USEPA 与 USNSF 合作支持开展并在 ACS 范围内组 织 了 题 为 “ Design for the Environment of 21 Century‖,“Environmentally Benign Chemistry‖, “Environmental Friendly Chemistry‖等专题学术 讨论会。 ? 通过美国EPA,学术界,工业界,政府部门等协作 提出利用化学开发新的污染预防技术并建议设立 总统绿色化学挑战奖以资鼓励。美国于1995年建立 了此种特殊奖励,每年颁发一次。 ? 目前在U.K., Australia, Italy, & Germany等国都设 立了类似的国家级奖励。 绿色化学化工

? Dr. Paul T. Anastas 和麻省大学的John C. Warner教授提出 了有关绿色化学的12条原则,为绿色化学奠定了理论基础。 ? 美国建立了世界第一个绿色化学研究所(院,GCI)。1997 年 5月先是由工业界,学术界,国家重点实验室等在互联网 上组成的虚拟非盈利组织,目前已在17个国家有它的联合组 成部分。2001年初GCI已与ACS合作,以便加强化学在环境 研究中的作用。GCI已在ACS总部中设立办公室,并且ACS 将提供给GCI核心基金。 ? GCI所长Dr. Dennis L. Hjeresen 当前致力于把绿色化学从学 术领域扩展到社会各个方面,使其成为有力的重要工具。

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§2. 环境中有毒化学品和事故危害
? DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。

CCl3 Cl
DDT
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Cl

? 然而,它在鸟类体内累积后,造成蛋壳变薄,使 很多鸟类种群显著减少,如猎鹰,秃鹰,鹗和棕 色鹈鹕等。 ? Rachel Carson在“寂静的春天”著作中第一次提 出了这类问题。目前仍有一些国家生产和使用。 ? 其它一些持久性多氯代化合物,如PCBs,二恶英, 已知是具有雌激素性质,成为环境内分泌干扰物。

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?

O N NH O O thalidomide O

? 在1950年代后期到1962年曾用作处理孕妇作呕的药剂, 然而后来发现在46个国家中有8000个儿童具有出生缺陷。

? 在巴西,曾用此种药治疗麻疯病,导致数十个生育畸形。

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? 由于很多化学品有毒,出现了一些憎化学品(Chemphobia) 的呼声,认为全天然(All natural)总比化学品为好!其实不 然,天然物中也含有有毒化学物质。

?
O O

O O

O

OCH3

Aflatoxin B1,黄曲霉毒素 ? 当用发霉的花生喂火鸡时造成火鸡发病或死亡才发现了它, 已知它是致癌物。

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COOH
Lysergic acid, 麦角酸

N H HN

CH3

? 人吃了由黑麦上生长的麦角酸制成的麦角酸衍生 物后,即变得发狂。
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? 当人吃了未处理好的河豚鱼,可能中毒致死,由 于它含有河豚毒素,可造成肺脏麻痹而死亡。 ? 有些商人用黄樟树根提取物作软饮料的香味剂, 其中就含有黄樟素,它是一种致癌物。

O O
Safrole,黄樟素 绿色化学化工

? 天然食物中有的也含有有益的化学物质,比如水 果和蔬菜中常常含有天然抗氧化剂,像葡萄中含 有的resveratrol即可抑制肿瘤的发生发展。

Resveratrol

OH

HO OH
? 绿色化学中尽量选择无毒少毒原料并最少使用易 燃易爆和具有高反应活性的材料。 绿色化学化工

? 加强研究,卫生保健和食品监督管理以及克服不良生活习惯 对生命安全起很大作用。此处列举一些美国的数据可见一斑。

美国每年可防止的死亡估计
吸烟 酗酒 被动吸烟 汽车事故 AIDS (艾滋病) 杀害 火灾 可卡因 海洛因和吗啡 氡气 430,700 100,000 53,000 43,300 37,500 24,926 3,200 4,202 4,175 2,500

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世界各国发生的关于有毒化学品的环境事故很多。 近年,著名的世界化学品事故如: ?1984年12月3日印度波帕尔40吨甲基异氰酸酯从一个农药厂
泄漏到人口稠密区,造成3500人死亡,150,000人受伤。 ?1986年4月26日,乌克兰切尔诺贝利核反应堆爆炸,使放射 性物质传播远至瑞典。死亡了 45 人,并使 500公里外的儿 童甲状腺癌患者明显增加。 ?1996年 4-6月间,英国利物浦附近的一家化工厂溢出了 704 磅二氯乙烯和331,000磅的三氯甲烷。 ?不久前,我国河南洛阳公路上一辆载有若干吨氰化钾的载 重汽车翻倒在洛河中造成严重事件。

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§3. 绿色化学的一些原理和效果
? 由于可持续发展的战略需要和工业产品必须符合 工业生态学的原则要求,传统的化学品的设计、 合成方法面临严峻的挑战。 ? 绿色化学作为国际上学科前沿一个十分有生命力 的发展方向涉及多学科交叉非常广泛的领域。

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§ 4. 绿色化学的主要研究内容
1 设计或重新探索对人类健康和生存环境更安全的目标物质 这是绿色化学的关键部分,它是利用化学构效关系和分子改性以 达到效能和毒性之间的最佳平衡。 绿色化学不仅重视新化合物的设计, 同时要求对多种现有化工产品重新评价和设计。 例如:联苯胺是个很好的染料中间体.但具有极强的致癌作用,已被 很多国家禁用。但对其分子结构加以改造,变为二乙基联苯胺后.既 保持了染料的功能,又消除了致癌性。

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Designing safer and effective target molecules(设计更安全的目标物质)
In 1983, a seminar on the designing of safer chemicals has been hold in Washington.
The designing of safer chemicals is the use of the relationship between molecular structure and properties (structure-activity relationship, SAR) and molecular manipulation method to obtain molecules with maximized desired functions and minimized harmfulness. 绿色化学化工

It involves two aspects:
1.

The designing of new safe and effective molecules. The designing of new safer and effective molecules to replace the molecules which existed effective but not benign.

2.

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We have more than 18,000 thousands of compounds up to now, while 600 thousands of new compounds appear every year.

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Traditional ways of finding an effective molecule:
Practical needs synthesis synthesis test

test

Trial and errors
New molecular designing ways :
Practical needs designing by SAR synthesis (=Safety Analysis Report) test

Guided theoretically
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Seeking new starting materials to substitute the actually used hazardous and poisonous materials

O

Example 1
Cl

C Cl

Using CO2 to substitute phosgene (光气) in the synthesis of polyurethane(聚氨酯)

Phosgene is widely used for the production of:
isocyanate (异氰酸酯) polyurethane(聚氨酯)

Polycarbonate(聚碳酸酯)

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The synthesis of isocynate (异氰酸酯)
Traditional way
Isocyanate is first synthesized by the reaction of phosgene and amine, and then using isocyanate to produce polyurethane.

RNH2 + COCl2
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RNCO + 2HCl

RNHCO2R1

O C Cl Cl

What kinds of functional group would phosgene provide in a chemical reaction?

providing -CO group
Which kind of compound could be employed to substitute phosgene?

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New greener way
Carbon dioxide is used to substitute phosgene in the production of isocyanate (providing carbonyl group)
The function of phosgene: providing -CO group

RNH2 + CO2

RNCO + H2O RNHCO2R1

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The synthesis of isocyanate (异氰酸酯) using CO2

C6H5NH2 + CO2 Aniline

C6H5N(H)CO2H –H2O

C6H5N=C=O

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The synthesis of di-methyl carbonate

Traditional way
2CH3OH + COCl2 CH3OOCOOCH3 + 2HCl

New greener ways
2CH3OH + CO + ? O2 Catalyst CH3OOCOOCH3 + H2O

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2CH3OH + CO2

CH3OOCOOCH3 + H2O

Example 2

H

C

N

The elimination of the use of HCN (hydrocyanic acid) (hydrogen cyanide, prussic acid) by changing the process

Hydrocyanic acid HCN is widely used for the production of:
Hexane dinitrile(己二腈); Series of methylpropenoic acid(甲基丙烯酸系 列); Series of intermediate chemicals such as chelator / chelating agent(螯合剂), methionine (蛋氨酸) etc.

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The synthesis of sodium iminodi-acetate (亚氨基二乙酸二钠)

Traditional way
involves two steps:
NH3 + 2CH2O + 2HCN — ① NCCH2NHCH2CN

— ② + 2NaOH → NaO2CCH2NHCH2 CO2Na + NH3

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New greener way
A new starting material

HOCH2CH2NHCH2CH2OH
(diethanolamine, 二乙醇胺) is used

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Replacing HCN
The synthesis of adipic acid ( /hexanedioic acid己二酸) and hexamethylene diamine (己二胺)

Traditional method
CH2=CHCH=CH2 + HCN NCCH2CH2CH2CH2CN

HOOC(CH2)4COOH

H2N(CH2)6NH2

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Replacing HCN New greener methods
The oxidation of Cyclo-hexane(环己烷)
C6H12 Oxidation HOOC(CH2)COOH

The hydro carbonylation of butadiene
CH2=CHCH=CH2 + 2CO + 2H2 OHC(CH2)4CHO 2NH3 - 2H2O O2 HN=CH(CH2)4CH=NH catalyst 2H2 HOOC(CH2)COOH H2N(CH2)6NH2 绿色化学化工

Replacing HCN
The synthesis of phenyl acetic acid

Traditional way
C6H5CH2Cl +HCN C6H5CH2CN + HCl H2O C6H5CH2COOH

New greener way
OH– / H2O C6H5CH2Cl + CO C6H5CH2COOH

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Example 3

The synthesis of adipic acid by

changing starting material

Traditional way

Could anyone tell me the disadvantages of this method
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Disadvantages of the traditional method
The starting material (Benzene) is hazardous (carcinogentic)
Use of heavy metals (cobalt)

The release of nitrogen oxides which are multifunctional pollutants
? Photochemical smog
? Depletion of ozone, ? Acid rain 绿色化学化工

New greener method 1
Kamzuhiko Sato, 1998, Science, 281:1646-1647

+

4 H2O2

Na2WO4 [CH3(n-C8H 按照化学 17)3N ]HSO4 Phase Transfer Catalyst

HOOC COOH

Elimination of the use of solvent, the use of hazardous benzene, the corrosive capacity of hydrogen peroxide is not as severe as nitric acid, no pollutants produced. 绿色化学化工

New greener method 2
Drath and Frost, 1990, 1991
OH OH O HO OH OH O OH Platnium COOH

按照化学

HOOC COOH

catalyst

OH

The synthesis method is widened. Not only eliminate the use of benzene, but also develop a new method to use renewable biomass(glucose). 绿色化学化工

Computer aided designing of synthetic route
Corey and Bersohn , 30 years ago
used computer to help designing of synthetic route Practical need: great amount of possible routes for a giving target molecule.
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Computer aided designing of synthetic route
g.a compound needs If the synthesise. of 5 steps, and 30 methods are possible for each step, thus we will have
30 ? 30×30 ? 30 × 30×30 ? …… ?305 > 24 million routes The progress in computer science and technology
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Computer aided designing of synthetic route
possible.

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Technical Way

? Construction of a data base of chemical reactions as complete as ? Put forward our requirement ? Let the computer give us the possible starting materials which

could form the target molecule ? Further search for the starting material using the former starting material as the target molecules…………

until the provided starting material is needed
? Compare all possible routes, and choose the most favorable one from the viewpoint of economical and environmental effect.

? 2 着眼于基本原料的改变 如生产尼龙的己二酸,一直用有致癌作用的 苯为起始物制备,1994年通过遗传工程利用微生物 为催化剂,以葡萄糖为起始物成功地合成了己二 酸。这个新技术去除了大量有毒的苯,在技术上、 经济上都完全可行,是绿色化学的一个范例。

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Using of renewable starting material(基本原料的改变)
150 years ago, industrial organic chemicals were all derived from biomass originated from plants
The use of biomass as starting material for energy and chemicals production regain much attention, because of its renewability.

One kind of solar energy
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Security and Energy Resources

Oil: 30-50 years Natural Gas: 50-100 years
Coal: 200-400 years

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Using of renewable starting material
Biomass:Starch (淀粉, amylum) + Lignin (木质素, lignine)
Lignin:164 billion ts /year amount used <1.5%

Examples

plants, trees, crops, grasses, aquatic plants

and their residues or waste materials.
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Using of renewable starting material
In China,
? ? ? ? ?

/year

5 hundreds million tons of wheat straw (麦秸秆);
10 million tons of rice bran (米糠); 10 million tons of corncob(玉米穗轴); 20 million tons of rice hull (谷壳); 7 million tons of biogases(沼气);

about 2.8~3.5 hundreds million of tons can be used as resource of energy. 绿色化学化工

The burning of straw: waste of resource while polluting

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Using of renewable starting material Fundamental scientific challenge:
? The structure of lignin and its effect on its degradation ? Orientated degradation to produce directly useful
chemicals

Technical challenges:
? Continuous operation ? Separation of the products
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Using of renewable starting material
Actual progresses

Cross
Agricultural waste (polysaccharides多聚糖) Naturally degradable polymer Sichuan University, University of Science and Technology, Shandong University, Chemical Institute Academy of China, Guangzhou

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Using of renewable starting material
Haltzapple from Texas A & M university
Animal feeds Biomass Fuel

Chemicals
1996, The presidential Green Chemistry Award 绿色化学化工

Using of renewable starting material
Converting biomass to fuel and chemicals

Indirect conversion Gasification C3-C4 Gases Gas fuel CO + H2
Catalytic conversion

Direct liquation Biomass

Liquid fuel & chemicals

Liquid fuel & chemicals

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Gasification reactor (fixed bed) for biomass conversion
biomass, air
Needed By Home

gasifier
purification fan gas tank

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Gasification reactor (fluidized bed) for biomass conversion
biomass

biomass tank CO + 2H2= CH3OH

gasifier

reforming reaction bed

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Gasification reactor (fluidized bed) for biomass conversion
Gas production: 150 M3/h Operation pressure: 1MPa Heat capacity:7 MJ/M3 Efficiency of energy conversion:80%

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Fastgrowing 绿色化学化工 shrubs

开 发 新 资 源 实 现 资 源 持 续 利 用

Fastgrowing bamboo

Agricultural waste

将 生 物 质 转 化 为 化 学 化 工 原 料

Convert biomass to useful products green chemically

? 3 逐步用良性试剂淘汰有毒试剂 过去在有机合成和化学工艺中一向最重视反 应回收率,而对毒性考虑较少,这给绿色化学留 下广阔的用武之地。 研究新的合成转换反应和新试剂。例如,美 国等西方国家通过将二氧化碳转化成碳酸镁和碳 酸钙或其他有机物或燃料控制和利用空气中二氧 化碳排放。 绿色化学化工

逐步用良性试剂淘汰有毒试剂
Paul A Wender 1996
the starting material used should be the cheapest and most feasible; the operation and manipulation should be simple, safe and environmentally benign; the reaction rate should be fast and the yield of the target products, either natural or designed by ourselves, should be as high as possible. 绿色化学化工

? 4 全面改变反应条件
? Seeking for safe and effective catalyst

Loading of active component on suitable support Replacing liquid acids by solid acids
? Seeking for safe and effective reaction medium

Using supercritical fluid as reaction medium Using water as reaction medium
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Loading of active components on suitable support
? Traditional Friedel-Crafts reactions (酰基 化) :
hydrofluoric acid(氢氟酸), sulfuric acid(硫酸), aluminium chloride(三氯化铝), boron fluoride(三 氟化硼, boron trifluoride) are used as the catalysts.

The disadvantages:
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Loading of active components on suitable support
?

?
?

The operation must be done anhydrously (water free), 3 moles of hydrogen chloride will be released when accounting water. The system is corrosive, strict operation conditions must be controlled. Low selectivity because of the formation of polyalkyl-substituted products and other isomers.

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?

In acylation reactions(酰基化)such as ordinary acylation, the formylation of benzene(苯甲酰化), sulfo-acylation(磺酰 化),large amount of aluminium chloride is needed becaues of the complexity of the products. Finally,water must be added to release the product molecule and thus releasing large amount of hydrogen chloride as well as chlorinated hydrocarbons as impurity.

?

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Loading of active components on suitable support
? The supported catalyst K10-AlCl3,prepared by supporting AlCl3 on montmorilonite(蒙脱土, imvite) shows activity as high as the conventional ones and higher selectivity for the formation of mono-alkylated product than the old ones. ? The supporting of ZnCl2 on montmorilonite (蒙脱土, imvite) could also obtain a new kind of catalyst for the Fridel-Crafts reactions, and this already provides a new perspective for industrial application.

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Example 1: The traditional Fridel-Crafts (付-克) acylation reaction: Target product/Aluminium chlorode, 1/3
COCl Envirocat EPZG O

+
Cl

1400C, 24h Cl

The use of new catalyst Envirocata. EPZG to replace AlCl3, the amount of catalyst could be reduced to 1/10 of the traditional one, the amount of waste (HCl) is reduced to ?, while the yield of the target product increased to 70%, and the selectivity of the is increased, the amount of orthosubstituted product is reduced to trace.

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Using supercritical fluid (scf.) as reaction medium
? The characteristics of scf: Cheap, safe and property adjustable. Scfs show different property under different conditions,we can adjust the supercritical conditions to adjust its property until it satisfy our needs for the reaction to occur.

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Using supercritical fluid (scf.) as reaction medium
Supercritical carbon dioxide:
? Tanko used SCF CO2 as the reaction medium for the brome substitution reaction of alky-substituted-aromatics , equivalent or higher yield and selectivity were obtained. ? Chemical Institute of guangzhou: ? SCF CO2 was used as both the reaction medium and reactant in the carbonylation(羰基化)of olefin(烯烃) ? SCF water ? SCF water + carbon dioxide

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Bi-phase catalysis using water as reaction medium
? Water-soluble complex compounds could be used as catalyst,and then the reaction takes place at the interface formed between the water phase and the organic phase of the reactants. ? Micelle could be provided by varying the central atom and the ligand as well as the use of surfacants, thus the interface could be enlarged and the regional concentration of the reactants could be increased. ? By varying the structure of the micelle, the stero-structure of the product could also be controlled. 绿色化学化工

Bi-phase catalysis using water as reaction medium

? Thus, mild reaction conditions, high activity and selectivity could be afforded for and the separation of organic phase and water phase becomes easy. Meanwhile, environmental pollution could be avoided.

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Example 2:The alkylation of benzene with ethylene Forming ethyl benzene
? Traditional way: AlCl3, BF3, HF were used as the catalysts

? Serious corrosion of the equipment ? Strict operation conditions ? Low yield ? Difficulties to eliminate HCl、RCl ? Difficulties of the separation of the catalyst and the products ? Waste water ? Hazardous HF used 绿色化学化工
? The use of phosphorus ZSM –5 molecular sieve overcomes the above shortcomings

Seeking for unconventional conversion ways
Catalytic plasma Electrochemical conversion Photo and other radiation conversion

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Catalytic plasma The synthesis of gasoline(汽油) from carbon dioxide and natural gas(methane, 甲烷)

Traditional thinking up
Nickel catalyst

CO2 + CH4
Plasma: breaking of the reactant molecules

→ 2CO + 2H2 → Gasoline
Catalyst: forming of the Catalyst & plasma product molecules condition

FT process

Changjiun Liu, Tianjing University

CO2 + CH4
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Gasoline

Using electrochemical ways
Using electrochemical ways to eliminate the use of hazardous starting materials and make the reaction to occur at moderate conditions

Cyclization reaction
OMe Br O CH3 CH3 H3C CH3 O H3C CH3 O O OH CH3

electron/VitB12 CH3OH

CH3

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Using electrochemical ways
The electro-synthesis of epoxy propane(环氧丙烷)

At the anode
H3C CH CH2

H2O-NaCl

H3C

CH OH

CH2 Cl
CH2 O

At the cathode
H3C CH OH CH2 Cl H3C HC

Unfortunately, the selectivity of this route is not as good as expected, and is not yet industrialized. 绿色化学化工

Using electrochemical ways
? The synthesis of hexafluoro propylene oxide(六氟环氧丙烷)

PbO2/Steel/anode

Steel/cathode

H2O-HOAc-HNO3

F2CH=CFCF3

O CF3CFCF2

The conversion: 65-75%, Selectivity: 90%
This route has already been industrialized
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by Hoechst Company

Using electrochemical ways
? The synthesis of para-diphenylamine from aniline by electrolysis
H2O-NH4I/Pt

C6H5NH2
NH3 NH2

I

-NH2

-NH2

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Using electrochemical ways
? The electrosynthesis of hydrochinone (hydroquinone, hydroquinol)
At the anode

C6H6 +2 H2O
At the cathode

O

O

+ 6H+
OH

C6H6 + 2 H+ + 2e
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OH

¤主要研究发展趋势:

? 探索利用化学反应的选择性(包括位臵选择性,
化学选择性和立体选择性),这不仅与合成产品 的效率有关,且可能影响产品的生态效应和对环 境的友好程度。 ? 发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和 溶剂,特别是开发以水或超临界流体为反应介质 的化学反应。 ? 大力开发新型环境友好催化剂。 ? 新型分离技术。 绿色化学化工

§4. 前景与展望
? 2001年6月,约200名来自30多个国家的科学家 聚集在美国Colorado大学(Boulder)讨论绿色化学的进展 和展望,主题是“朝向环境友好的过程和产品( Toward Environmentally Benign Processes and Products)”。 ? 会议名称为Chemistry Research Applied to World Needs, 它是由IUPAC倡导的一个计划。会议目的是评价当代 绿色化学的现状并讨论化学研究和科学政策在推进全球环 境保护和可持续发展中的作用。会议提供一个机会使学术 界、政府部门、非政府组织和工业界四方面共同探讨影响 人类环境条件的很多世界问题,例如全球气候变化,能源 消耗和水资源管理等。

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? 就绿色化学领域,覆盖了广泛的专题:包括选择 的反应和分离介质(如ScCO2和离子液体);环境 友好的农业实践;新出现的生物技术,如酶催化 反应;生产周期影响;原料的回收和再利用;建 立国家绿色化学计划;以及绿色化学教育等。

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? 会上对绿色化学成就和发展的总估价是: ? 已经出现和存在很多满足绿色化学目的的技术,并 提供了减轻环境负荷和增进经济效能的直接机会; ? 应将绿色化学及相关方法纳入培养现在和潜在的年 轻科学人才的内容以增强在这个极重要的领域吸收 新成员的努力; ? 政府和工业界都应投资促进在广泛的企业中开发和 利用绿色化学技术。

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? 会上提出的动议包括: ? 建立并扩展国家绿色化学中心,它们应该联系并 创造一个有效的世界范围网络; ? 绿色化学教育启动基金需要集中于课程材料开发, 师资培训中心,以及吸收和蓄集人才活动; ? 对于工业实行绿色化学技术需要进行鼓励以抵消 在投资、政策和管理等方面可能存在的障碍; ? 加强信息传播以教育工业、公众和环境组织接受 绿色化学的效益。 绿色化学化工

? 绿色化学技术涉及问题非常广泛而复杂,有很大的难度, 需要相关交叉学科进行紧密合作。特别是化学家、生物学 家和工程专家,必须联手作出贡献。 ? 在大力推进绿色化学、清洁生产等高新技术的同时,丝毫 不能放松加强对已有环境中有毒化学品的控制、清除和管 理的工作。 ? 2000年12月在南非约翰内斯堡UN(UNEP)举 行了122个国家代表参加的持久性有机污染物(POPs) 禁用公约签定会议。会议通过对12种POPs控制生产、进 出口、处臵和使用的公约,决定对其中大部分应立即禁用。

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12种禁用的POPs: ? Aldrin—农药,艾氏剂 ? Chlordane—农药,氯丹 ? DDT—农药 ? Diedrin—农药,狄氏剂 ? Dioxins—工业副产物,二恶英 ? Eldrin—农药,灭鼠剂 ? Furans—工业副产物,呋喃 ? Heptachlor—农药,七氯 ? Hexachlorobenzene—杀真菌剂,工业副产物,六氯(代)苯 ? Mirex—农药,灭火剂 ? Polychlorinated biphenyls—电绝缘剂,PCBs ? Toxaphene—农药,毒杀芬

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? 5.

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? 美国总统绿色化学挑战奖设立于1996年,旨在奖励 在研究、开发和应用绿色化学技术方面获得杰出 成就的个人、集体或组织。 ? 所谓绿色化学技术是指将绿色化学的基本观念应 用于化学研究、化工制备以及化学品的利用等方 面。这些技术还必须有环境保护的应用前景。所 获得的成就必须是在过去的5年内在美国具有开创 性的、起到里程碑意义的工作。该奖共分5类,即: 小企业奖,学术奖,设计安全化学品奖,创新合 成路线奖,改进溶剂和反应条件奖,其中的学术 奖又要求达到公认的、极高的学术水平。 绿色化学化工

年度 奖项
1996 学术奖(Academic Award)

获奖者
Prof. Mark Holtzapple, Dept. of Chem. Eng., Texas A & M Univ. Pharmacia (formerly Monsanto Company)

获奖项目
废弃生物质转化成动物饲料、化学品和燃料 (Conversion of Waste Biomass to Animal Feed, Chemicals, and fuel) 二乙醇胺的催化脱氢(The Catalytic Dehydrogenation of Diethanolamine)

新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award)

The Dow Chemical 新工艺奖 Company (Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖(Small Business Award) Rohm and Haas Company The Donlar Corporation

开发纯的二氧化碳作为与环境友好的聚苯乙烯泡 沫包装材料的发泡剂及其在商业中的应用 (The development and commercial Implementation of 100 percent Carbon Dioxide as an Environmentally Friendly Blowing Agent for the Polystyrene foam Packaging Marker) 设计对环境更安全的抗海藻贝壳生长的涂料 (Designing an Environmentally Safer Marine Antifoulant) 热聚天冬氨酸的制备和应用(Production and use of Thermal Polyaspartic Acid)

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年度 奖项

获奖者

获奖项目

1997 学术奖(Academic Award)

Prof. Joseph M. DeSimone, Univ. of North Carolina and North Carolina State Univ.

二氧化碳表面活性剂的设计和应用 (Design and Application of Surfactants for Carbon Dioxide)

新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award)
新工艺奖 (Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖(Small Business Award)

BHC Company

BHC公司的布洛芬生产工艺(BHC Cmpany Ibuprofen Process)

Imation

Dry ViewTM成像体系(Dry ViewTM Imaging Systems)

Albright and Wilson Americas

THPS灭除有害生物药剂:新的抗微生 物化学(THPS Biocides: A New Class of Antimicrobial Chemistry) ColdstripTM: 除去有机物和湿法清洗 的新技术(ColdstripTM: Revolutionary Organic Removal and Wet Cleaning Technology)

Legacy Systems Incorporated

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年度 奖项

获奖者

获奖项目

1998 学术奖(Academic Award)

(a) Prof. Barry M. Trost, Stanford University (b) Dr. Karen M. Draths, and Prof. John W. Frost

(a)原子经济性概念的提出 (b)应用微生物作为与环境友好的合成反应的催化剂 (a) The development of the Concept of Atom Economy; (b) Use of Microbes as Environmentally-benign Synthetic Catalysts

新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award)

Flexsys America L. 合成4-氨基二苯胺的新路线(New Process for 4P. Aminodiphenyl-amine)

Argonne National 新工艺奖 Laboratory (Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 Rohm and Haas Company (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖 (Small Business Award) PYRPCOOL Technologies, Inc.

以膜分离为基础的生产乳酸酯的新工艺:替代卤代 和有毒溶剂的无毒工艺(Novel Membrane-based process for Prodcing Lactate Esters: Nontoxic Replacements for Halogenated and Toxic Solvents) 以CONFIRMTM代表的新型系列化学杀虫剂的发明 和商业化(The Invention and commercialization of a New Chemical Family of Insecticides Exemplified by CONFIRMTM Insecticide) 新千年的技术:开发与环境友好的灭火剂和冷却剂 (Technology for the Third Millennium: the Development of an Environ. Responsible Fire

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年度 奖项
1999 学术奖(Academic Award)

获奖者
Terrence J. Collins, Carnegie Mellon Univ. Lilly Research Laboratory

获奖项目
活化氧化剂的试剂TAMLTM :绿色氧化技术中过 氧化氢的活化(TAMLTM Oxidant Activators: General Activation of Hydrogen Peroxide for Green Oxidation Technologies) 生物催化剂在药物制备方面的实际应用(Practical Application of a Biocatalyst in Pharmaceutical Manufacturing)

新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award)

新工艺奖 (Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award)
中小企业奖(Small Business Award)

Nalco Chemical Company

ULTIMER的开发和商业化:第一个新型水溶性 聚合物分散体系(The Development and Commercialization of ULTIMER: The First of New Family of Water Soluble Polymer Dispersions) Spinosad,一种新的控制昆虫的天然产物(Spinosad, a New Natural Product for Insect Control)
由纤维素生物质经济地转化成化学品(Economic Conversion of Cellulosic Biomass to Chemicals)

Dow AgroSciences LLC
Biofine Incorporated (now BioMetics, Inc.)

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年度 奖项
2000 学术奖(Academic Award) 新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award) 新工艺奖 (Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖(Small Business Award)

获奖者
Prof. Chi-Huey Wong, The Scripps Research Institute Roche Colorado Corporation

获奖项目
酶催化剂在有机合成中的应用(Use of Enzymes as Catalysts in Organic Synthesis) 开发合成高活性的抗病毒试剂Ganciclovir (Cytovene)的新的和高效的方法(Development of a New and Eficient Synthesis of the Potent Antiviral Agent Ganciclovir (Cytovene)) 利用水作载体的双组分(2K)聚氨酯涂料(TwoComponent (2K) Polyurethane Coatings that Use Water as Carrier)

Bayer Corporation

Dow AgroSciences

Sentricon:开发灭除白蚁群的新体系 (Development of the Sentricon Termite Colony Elimination System) EnvirogluvTM :用可辐照固化并环境可接受的油 墨装饰玻璃和水泥制品的技术(EnvirogluvTM: A Technology for Decorating Glass and Ceramicware with Radiaton Curable Bnvironmentally Compliant Inks)

RevTech, Inc

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年度 奖项 2001 学术奖(Academic Award)

获奖者 Prof. Chao-Jun Li, Tulane Univ.

获奖项目 设计一系列能在水和空气中,而不是在有机溶剂 和惰性气体中进行的过渡金属催化反应(Design of a Variety of Transition Metal Catalyzed Reactions that Can Run in Air and Water, Rather than in Organic Solvents and Inert Atmosphere) 与环境友好的生物可降解的鳌合剂亚氨基双琥珀 酸钠盐的合成(Synthesis of an Environ. Friendly biodegradable Chelating Agent, Sodium Iminodisuccinate) BioPreparationTM技术的开发:以酶处理棉织物的 工艺(Development of BioPreparationTM Technology, an Enzymatic Process for Treating Cotton Texitiles) 在阳离子电镀工艺中以钇代替铅(Use of Yttrium as a Substitute for Lead in Cationic Electrocoatings) Development of Messenger?农业技术,防御病害 和虫害体系的开发(Development of Messenger? Agricultural Technology, Defense Systems to Protect against Disease and Pest)

新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award) 新工艺奖 (Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖(Small Business Award)

Bayer Corporation and Bayer AG

Novozymes North America, Inc.

PPG Industries, Inc.

EDEN Bioscience Corporation

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年度 2002

奖项

获奖者

获奖项目 Design of Non-Fluorous, Highly CO2 -Soluble Materials Green Chemistry in the Redesign of the Sertraline Process

学术奖(Academic Award) Professor Eric J.Beckman University of Pittsburgh 新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award) 新工艺奖(Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) Pfizer, Inc.

Cargill Dow LLC

Nature WorksTM polylactic acid (PLA) Process

安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award)
中小企业奖(Small Business Award)

Chemical Specialties,Inc. (CSI)
SC Fluids, Inc.

alkaline copper quaternary (ACQ) Preserve?: The Environmentally Advanced Wood Preservative
SCORR – Supercritical CO2 Resist Remover

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年度 2004

奖项

获奖者

获奖项目 研究出一种环境友好、性质可调的 溶剂,实现了反应、分离一体化

学术奖(Academic Award)乔治亚理工学院的Eckert 教授和Liotta教授 新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award) 新工艺奖(Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) 安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖(Small Business Award) Bristol-Myers Squibb公 司(BMS)

利用植物细胞发酵(PCF)和萃取技术, 开发了一种生产Taxol制品的绿色合 成路线 开发了一种旨在改善纸再生过程的 酶技术Optimyze

Buckman Laboratories International公司

Engelhard公司

开发一系列环境友好的Rightfit^TM 偶氮颜料

Jeneil生物表面活性剂公 司

研究出一种天然的、低毒性的生物 表面活性剂鼠李糖脂产品,用于替 代传统的表面活性剂

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年度 2005

奖项

获奖者

获奖项目 建立了一种用离子液体溶解和处理 纤维素制备新型材料的平台策略 开发了一种紫外光可固化的、单组 分、低挥发性有机物的汽车修补底 漆。

学术奖(Academic Award) Alabama大学的Rogers教 授 新合成路线奖 (Alternative Synthetic Pathways Award) 新工艺奖(Alternative Solvents and Reaction Conditions Award) BASF公司

Archer Daniels Midland 和Novozylnes公司; Merck公司 Archer Daniels Midland 公司 Metabolix公司

利用一种特殊的脂肪酶Lipozyme, 通过酶法酯交换反应,从植物油制 取低反式脂肪和油脂含量的制品; 设计Aprepitant(神经激肽-1拮抗剂) 新合成路线 。 开发一种非挥发性、反应活性的聚 结剂,大大降低了乳胶涂料中挥发 性有机物 成功地利用生物技术合成天然塑料

安全化学品设计奖 (Designing Safer Chemicals Award) 中小企业奖(Small Business Award)

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Countries and areas with Green Chemistry investigation chapters

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Noyori: Importance of Green Chemistry
野依良治(Ryoji Noyori,)在手性催氢化反应研究方面做出卓
越贡献,2001年度诺贝尔化学奖

Without Green Chemistry, chemical manufacturing will be unable to survive into the 22nd century.
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Facing the increasing environmental pollution

Traditional way
Treat waste

Green chemistry way
Eliminate waste from the origin

Waste produced then treat

No waste produced

Treat the existed waste

Not need for waste treatment

Bring about a temporary solution

Provide a permanent cure

? 这是一个非常有发展前途的化学与化工、环 境科学与工程以及相关学科的国际前沿新领 域。 ? The end of Chapter 1

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以下是今天幸运会员获奖名单

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