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1、绿色化学是一门新兴的化学分支，以“原子经济性”为原则，研究如何在产生目的产物的过程中充分利用原料，减少有害物质的释放。绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生，减少对环境的污染。绿色化学 12 条原则Paul Anastas 和 John C Warner 提出绿色化学的 12 项原则：1. 防止废物：设计化学合成方法防止废物的产生，从而无需进行废物的处理。 2. 设计更安全的化合物和产物：设计更有效，而且低毒或无毒的化合物。 3. 降低化学合成方法的危险性：降低或消除生成产物的合成方法对人类及环境的毒性。 4. 使用可再生的原料：使用可再生的原料而非消耗型原料；可再生的原料一般来源于农产品
2、或是其他过程产生的废物；消耗型原料一般来源于，石油天然气煤矿物等。 5. 使用催化剂而非当量试剂：通过催化反应将废物的量降到最低。催化剂是指少量而可以多次催化反应进行的试剂，而当量试剂一般过量且只能反应一次。 6. 避免化合物的衍生物：避免使用保护基或其他暂时的修饰，衍生物的产生将使用额外的试剂，并产生废物。 7. 使原子经济最大化：最大比例的利用起始反应物的原子。 8. 使用更安全的溶剂和反应条件：避免使用溶剂，混合物分离试剂，和其他的辅助化合物。如果必须使用这些化合物，选择无害的物质。如果需要使用溶剂，尽量选择水。 9. 提高能源效率：可能的话，在常温常压下进行反应。 10.设计可降解的产
3、物：产物在使用后，应可降解，而不会在环境累积。 11.全程分析并防止污染：在生产过程中进行全程监控，以减少或消除副产物的生成。 12.使事故的可能性降到最低：设计化合物及其状态（固态，液态，气态），以降低爆炸，火灾，泄漏发生的可能性。 编辑 原子经济性主条目：原子经济性在过去化工生产所用的公式为：产率或收率(%) = (目前产品的质量/理论上原料变成目的产品所应得的产品质量) 100% 现在化工生产所用的公式为：原子经济性或原子利用率(%) = (被利用原子质量/反应中所使用全部反应物分子的质量) 100% 提高原子经济性的主要方式有三种： 开发新催化材料 寻找新反应加工途径 采用新合成原料
4、2005 年，野依良治(Ryoji Noyori)指出绿色化学中三个重大的发展：使用超临界二氧化碳作为绿色溶剂；水相过氧化氢的清洁氧化反应；在不对称合成中使用氢气。 1绿色化学发展概述（一）绿色化学是一门具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科,指出了绿色化学代表了未来化学发展和人类进步的方向，是人类实现可持续发展的必由之路。化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等；另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因，显然是不公平
5、的，比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系，在最早的化学工艺流程里面，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学，进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理，结果造成凡是有“ 人工添加剂”的食品都不受欢迎，有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上，这些是对化学的偏见，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在 1984 年，美国环保局 (EPA)提出“废物最小化 ”，这是绿色化学的最初思想。1989 年，美国环保局又提
6、出了“污染预防”的概念。 1990 年，美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992 年，美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995 年，美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999 年英国皇家化学会创办了第一份国际性绿色化学杂志，标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿，在 1995 年，中国科学院化学部确定了绿色化学与技术的院士咨询课题。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科
7、,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“ 化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。是一门从源头上阻止环境污染的新兴学科分支，力求使化学反应具有“原子经济”性, 实现废物的“零排放”1, 绿色化学是发展生态经济和工业的关键, 从经济观点认识,它合理利用资源和能源、降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿.绿色化学的定义是，用化学的技术，原理和方法去消除对人体健康，安全和生态环境有毒有害的化学品，因此也称环境友好化学或洁净化学。绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利
8、用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是 1991 年美国著名有机化学家 Trost（为此他曾获得了 1998 年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。绿色有机合成应该是原子经济性的。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。绿色化学的理想和目标在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。它是一门从源头上阻止环境污染的新兴学科分支，力求使化学反应具有“原子经济”性, 实现废物的“零排放”, 绿色化学是发展生态经济和
9、工业的关键, 从经济观点认识, 它合理利用资源和能源、降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。它主要研究的问题是:(1) 从源头制止污染, 而不是在末端治理污染 ;(2) 设计具有高使用效益低环境毒性的化学产品;(3) 在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质 ;(4) 合成方法应具“原子经济性”, 即尽量使参加过程的原子都进入最终产物;(5) 尽量不用溶剂等辅助物质, 不得已使用时它们必须是无害的 ;(6) 生产过程应该在温和的温度和压力下进行, 而且能耗应最低;(7) 尽量采用可再生的原料, 特别是用生物质代替石油和煤等矿物原料;
10、(8) 发展适时分析技术以便监控有害物质的形成;(9) 使用高选择性的催化剂;(10) 化学产品在使用完后应能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环;(11) 尽量减少副产品 ;(12) 选择参加化学过程的物质 , 尽量减少发生意外事故的风险。从根本上说，绿色化学是要求化学从一个崭新的角度来审视“传统”的化学研究和化工过程，并以“与环境友好”为基础和出发点提出新的化学问题，创新出新的化工技术。具体的来说，绿色化学的基本原理可以有以下几个方面：1)防止污染的产生优于治理产生的污染；2)原子经济性；3)只要可行，应尽量采用毒性小的化学合成路线：4)更安全的化学品的设计应能保留其功效，但降低毒性；5
11、)应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂、分离剂等 )，如用时应是无毒的；6)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源；7)原料应是可再生的，而非将耗竭的；8)尽量避免不必要的衍生化步骤；9)催化性试剂(有尽可能好的选择性 )优于当量性试剂；10)化工产品在完成其使命后，不应残留在环境中，而应能降解为无害的物质；11)分析方法必须进一步发展，以使在有害物质生前能够进行即时的和在线跟踪及控制：12)在化学转换过程中，所选用的物质和物质的形态应能尽可能地降低发生化学事故的可能性。绿色化学发展概述（二）传统化学工业给人类环境带来的污染已十分严重，引起了社会各界的关注，而且物质经化学变化而转
12、化为对人类有用的产品。化学品极大地丰富了人类的物质生活，提高了生活质量，并在控制疾病、延长寿命，增加农作物品种和产量，在食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物，污染了环境，全世界目前每年产生的 3 亿一 4 亿吨危险废物(中国化学工业排放的废水，废气和固体废物分别占全国工业排放总量的 22 5，782，593 ) ，给人类带来了灾难，所以，在现今社会中，一提起“化学”，很多人都要紧皱双眉。只要你留心地观察和仔细地思考一下，在我们的衣食住行以及战胜疾病等方面，化工科技的进步，为人类带来巨大的益处。药品的发展有助治愈不少疾病，延长人类的寿命；聚合
13、物科技创造新的制衣和建造材料；农药化肥的发展，控制了虫害，也提高了生产。样样都离不开化学家的帮助，可以毫不夸张地说，人类的生活离不开化学的发展。解决这一矛盾已成为 21 世纪人类环境问题的科学挑战。今天，研究人员正努力探讨各种物质对环境造成的影响及研究怎样清除污染，应付各种环境问题。化学家已提出绿色化学概念，提倡绿色化学和绿色生产以及防止污染、治理污染的方法来消除环境污染，使化学成为环境的朋友。绿色化学与技术已经成为世界各国政府关注的最重要的问题与任务之一。政府直接参与, 产学研密切合作已成为国际上绿色化学研究与开发的显著特点。中国 1993 年世界环境和发展大会之后，编制了 中国 21 世纪
14、议程郑重声明走可持续发展道路的决心。 有关绿色化学的国际学术会议不断增加, 展示了有关绿色化学的最新研究成果, 受到学术界的高度重视。如美国每年有以绿色化学为主题的 Gordon Conference。1999 年的绿色化学的 Gordon Conference 在英国牛津召开, 在欧洲掀起了绿色化学的浪潮 ; 在英国出版了 “绿色化学: 理论与应用”专著。1999 年开始还创办了绿色化学(Green Chemistry ) 英文国际杂志。中国也开展了一系列科学行动:1995年中国科学院化学部组织了绿色化学与技术推进化工生产可持续发展的途径院士咨询活动； 1997 年 5 月，香山科学会议第
15、72 次学术研讨会：可持续发展问题对科学的挑战 绿色化学；1998 年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会；1999 年北京第 16 次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题”；2000 年科技部国家重点基础研究发展规划项目 立项 石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学。模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”，将是 2l 世纪化学的特色之一。完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想，使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中，借助于量子化学计算的结果，可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径，这样可使用尽可能
16、少的实验达到预期目标，大大减少了实验次数，从而在研发阶段从根本上减少了原料的消耗，使得对环境污染的排放也相应减少，大大提高研究效率。模拟是绿色化工技术开发的重要工具，它是在计算机上快速建立试验模型，具有比实验室和工厂成本低和快速的特点。随着计算机的不断进步及其应用越来越广泛，研究原料、反应器设计、过程开发、经济和商业模型模拟等复杂问题的解决将成为可能。以后对绿色化工技术的成功应用，将需要开发更多的对原料、生产过程和商业过程集成的计算方法。从绿色化学的目标来看有两方面必须重视：一是开发以“原子经济性” 为基本原则的新化学反应过程，另一个是改进现有化学上业，减少和消除污染。化学的绿色化已成为21 世纪化学发展的重要方向。绿色有机合成新反应和新方法研究是绿色化学研究的重要内容。1医药、农药等精细化学品的 “原子经济”反应。 如 Boots 公司的 Brown 方法合成布洛芬镇静、止痛药，原子经济性40% 而 BHC 公司新发明的绿色方法原子经济性 99%，获
