化学反应中的原子经济性1课件.ppt

1、本章主要内容本章主要内容绿色化学的定义、特点绿色化学的定义、特点化学反应中的原子经济性化学反应中的原子经济性 绿色化学十二条原则绿色化学十二条原则 绿色化学研究内容和任务绿色化学研究内容和任务一、绿色化学的定义和特点一、绿色化学的定义和特点1. 1. 绿色化学（绿色化学（Green ChemistryGreen Chemistry）定义）定义 用化学的方法和技术去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry）、环境友好化学（Environmentally F

2、riendly Chemistry）、清洁化学（Clean Chemistry）。减少或消灭YOUR SITE HERELOGO2 2、绿色化学的特点、绿色化学的特点采用无毒、无害的原料采用无毒、无害的原料 在无毒无害的反在无毒无害的反应条件下进行应条件下进行 具有具有“原子经济性原子经济性” 产品应是环境友好的产品应是环境友好的 满足满足“物美价廉物美价廉”2. 2. 绿色化学的特点绿色化学的特点 1）从科学科学观点看，绿色化学是对传统化学思维方式的创新和发展，是化学科学基础内容的更新 ； 2）从经济经济观点看，绿色化学为人类提供合理利合理利用用资源和能源、降低生产成本、符合经济持续发展的原

3、理和方法; 3）从环境环境观点看，绿色化学是从源头上从源头上消除污染，保护环境的新科学和新技术方法； 4）绿色化学是更高层次的化学更高层次的化学 。 绿色化学的理想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。二、化学反应中的原子经济性二、化学反应中的原子经济性1 1、原子经济性概念原子经济性概念2 2、原子利用率和产率的区别原子利用率和产率的区别3 3、原子经济性与环境因子原子经济性与环境因子4 4、原子经济性与化学反应类型原子经济性与化学反应类型 1 1、原子经济性概念、原子经济性概念 原子经济性的定义：1991年，由Trost首先提出，是指在化学反应过程中，原料分子中的原

4、子原子进入到产品的份额。100各反应物质的量之和目标产物的量原子利用率化学反应的原子经济性可用其原子利用率衡量化学反应的原子经济性可用其原子利用率衡量v原原子子经济性经济性: 评估化学反应的效率评估化学反应的效率方式方式，也就是，要考察有，也就是，要考察有多少反应物分子进入到最后的产物分子。理想的多少反应物分子进入到最后的产物分子。理想的“原子经济性原子经济性”反应，应该是反应，应该是100的反应物转化到最终产物中的反应物转化到最终产物中， 而没有副产而没有副产物生成。物生成。传统化学反应比较重视反应产物的收率传统化学反应比较重视反应产物的收率，而较多地，而较多地忽略了副产物或废弃物的生成。忽

5、略了副产物或废弃物的生成。废物废物为零为零产物产物废物或副产物废物或副产物100各反应物的量总和目标产物的量100物的量理论上原料变为目标产实际得到目标产物的量也就是说：也就是说：1公斤环氧乙烷（目标产物公斤环氧乙烷（目标产物)就会产生就会产生3公斤公斤的副产物（即废物）的副产物（即废物）CaCl2H2O；同时还存在使用；同时还存在使用有毒有害有毒有害Cl2为原料。为原料。例如例如1：用乙烯：用乙烯 合成合成 环氧乙烷环氧乙烷例例2：丙烯氧化制环氧丙烷丙烯氧化制环氧丙烷氯醇法氯醇法2CH3CHCH2 2HOClCH3CHCH2OH Cl+ClOHCH3CHCH2+CH3CHCH2OHClClO

6、HCH3CHCH2+Ca(OH)2CH3CHCH22O+CaCl22H2O丙烯环氧化制环氧丙烷丙烯环氧化制环氧丙烷H2O2CH3CHCH2H2OCH3CHCH2OTS-1次氯酸次氯酸石灰石灰废渣废渣 污水污水传统工艺传统工艺氯醇法：氯醇法：原子经济性原子经济性=31%绿色工艺绿色工艺钛硅分子筛催化钛硅分子筛催化：原子经济性原子经济性=76%1- 氯丙醇氯丙醇2- 氯丙醇氯丙醇钛硅分子筛选催化剂钛硅分子筛选催化剂第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步第五步第五步第六步第六步布洛芬布洛芬BootsBoots公司的公司的BrownBrown方法方法原子经济性原子经济性 40%布洛芬布洛芬镇

7、静、止痛药镇静、止痛药的生产的生产实例实例3第一步第一步第二步第二步第三步第三步BHCBHC公司新公司新发明的绿色发明的绿色方法方法简单简单多了！多了！原子经济性原子经济性99%(包括醋酸包括醋酸)获获1997年美国总统年美国总统“绿色化学挑战奖绿色化学挑战奖” 传统工艺传统工艺u3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生，产生3-氯苯甲氯苯甲酸废物酸废物 绿色工艺绿色工艺u负载锡的负载锡的 沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性原子经济性86%，副产物只有水，副产物只有水Baeyer-VilligerBaeyer-Villiger反应

8、反应用于生产医药、塑料添加剂用于生产医药、塑料添加剂+锡锡/ 沸石沸石OClOOOH+OOClOOH+O+OO+H2O2H2O实例实例4例例5 5：己二腈的生产：己二腈的生产CH2=CH-CH=CH2Cl2HCNCu(CN)2H2PdNC-CH2-CH2-CH2-CNCH2=CH-CH=CH2NC-CH2-CH2-CH2-CN+2HCNNi,Complex3050oC 菏兰有机化学家赛德隆（R.A.Sheldon)根据自己二十多年的工作经验在1992年提出了环境因子和环境商环境因子和环境商的概念，用以衡量化工产品生产过程中对环境造成的影响。相对于每种化工产品而言，目标产物以外 的任何物质都是废

9、物。环境因子（E）是指：每生产1kg目标产物 所产生的废物的量：n环境因子越大，化工生产所产生的废物的量就环境因子越大，化工生产所产生的废物的量就越多，造成的资源浪费和环境污染也越大越多，造成的资源浪费和环境污染也越大 E因子因子=废物的质量废物的质量/目标产物的质量目标产物的质量E E因子公式：因子公式：nE E理理理论理论E E因子，其值等于因子，其值等于AUAU。n（1 1）由于一般化学反应并非是进行到底的不可逆反应，因）由于一般化学反应并非是进行到底的不可逆反应，因而存在一个化学平衡，故实际产率总小于而存在一个化学平衡，故实际产率总小于100100，必然有废，必然有废物排放，它对物排放

10、，它对E E的贡献为的贡献为E E1 1。n（2 2）为使一昂贵的反应物充分利用，往往将另一个反应物）为使一昂贵的反应物充分利用，往往将另一个反应物过量，此过量物必然会排入环境，它对过量，此过量物必然会排入环境，它对E E的贡献为的贡献为E E2 2。n（3 3）在分离产物时往往采用化学计量式的中和步骤，加入）在分离产物时往往采用化学计量式的中和步骤，加入一些酸与碱，从而生成无机废料，它对一些酸与碱，从而生成无机废料，它对E E的贡献为的贡献为E E3 3。7654321EEEEEEEE理实E （4 4）由于反应步骤多，或常引入基团保护试剂或除去保）由于反应步骤多，或常引入基团保护试剂或除去保

11、护基团试剂带来的对护基团试剂带来的对E E的贡献为的贡献为E E4 4。 （5 5）即使对只有一个产物的反应，由于存在不同光学异）即使对只有一个产物的反应，由于存在不同光学异构体，必须将无用且有害的异构体分离并且抛弃，由此构体，必须将无用且有害的异构体分离并且抛弃，由此对对E E的贡献为的贡献为E E5 5。 （6 6）由于分离工程技术限制，常常不可能达到完全分离，）由于分离工程技术限制，常常不可能达到完全分离，以至部分产物随副产物进入环境，对以至部分产物随副产物进入环境，对E E的贡献为的贡献为E E6 6。 （7 7）在分离单元操作中使用一些溶剂，因不能全部回收）在分离单元操作中使用一些溶

12、剂，因不能全部回收而对而对E E的贡献为的贡献为E E7 7。 显然：显然：E E实实E E理理。E E因子不仅与反应有关，也与其它单因子不仅与反应有关，也与其它单元操作有关。元操作有关。工业部门工业部门E炼油炼油0.1大宗化学品大宗化学品15精细化工精细化工520制药制药25100递递增增制药、精细化工制药、精细化工 更需开发原子经济反应更需开发原子经济反应原子经济性或原子经济性或E E因子概念局限性因子概念局限性n没有考虑废弃物对环境危害程度。没有考虑废弃物对环境危害程度。n同样原子利用率的不同反应，副产物不同，同样原子利用率的不同反应，副产物不同，对环境的危害程度也可能截然不同。对环境的

13、危害程度也可能截然不同。废物对环境的污染程度还与该废物的物理、废物对环境的污染程度还与该废物的物理、化学性质及其在环境中的毒性行为有关，要化学性质及其在环境中的毒性行为有关，要更为精确地评价一种化工合成方法对环境的更为精确地评价一种化工合成方法对环境的影响，在考虑废物的排放数量的同时，还必影响，在考虑废物的排放数量的同时，还必须考虑废物的须考虑废物的环境效应环境效应，可以用环境商（，可以用环境商（EQ）来作为综合评价指标：来作为综合评价指标：式中式中E E为为E-E-因子，因子， Q Q为根据废物在环境中的行为所给出的对环为根据废物在环境中的行为所给出的对环 境不友好度。境不友好度。 如把无害

14、的如把无害的NaCl、K2SO4等的等的Q定为定为1，则根据毒性不同，重金属离子的盐类的则根据毒性不同，重金属离子的盐类的Q=1001000。不同部门、不同地区、不同生产领域的不同部门、不同地区、不同生产领域的EQ可能不同，但其相对大小还是可以作可能不同，但其相对大小还是可以作为化学合成和化工生产中选择为化学合成和化工生产中选择合成路线、合成路线、生产过程和生产工艺生产过程和生产工艺的重要考虑因素，对的重要考虑因素，对开发绿色反应具有一定的意义。开发绿色反应具有一定的意义。1 1）分子重排反应）分子重排反应2 2）加成反应）加成反应3 3）取代反应）取代反应4 4）消除反应）消除反应5) 5)

15、 周环反应周环反应 重排反应：重排反应： 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分子的反应。将原料分子中的原子重新组合以形成新的分子。因此，所有的反应物均转化至产物中，其通式为： 重排反应（100100的原子经济性反应的原子经济性反应）特点：构成同一分子的原子的重新组合。例：Claisen重排反应（烯丙基芳基醚在高 温下可以重排，生成烯丙基酚）加成反应：加成反应： 把反应物的各个部分完全加进到另一个物质中。 由于加成反应是将反应物的原子加到某一基质上，因此是原子经济性反应。其通式为： 原子利用率为原子利用率为100%100%。 例：例：取代反应：取代反应： 特点

16、：用某一基团取代离开的基团，取代下来的基团必生产一个副产品，降低了该转化过程的原子经济性。 非原子经济性程度由试剂和反应物定。 其通式为： 例：苯酚钠与碘代烷的反应：例：苯酚钠与碘代烷的反应：有副产物碘化钠生成导致原子利用率降低。有副产物碘化钠生成导致原子利用率降低。ONaIONaI 消除反应消除反应特点：减少原子数目而使反应物转化为最终产物。被消除的原子都成为废物。是非原子经济性反应是非原子经济性反应。例：环己醇变为环己烯的反应虽不是原子经济性反应，副产物为水（无害）可以接受。用磷酸代替硫酸避免腐蚀和碳化（催化剂的绿色化）H2SO4H2OOH 周环反应是两个反应物化合，生成新的环状化合物。周

17、环反应是两个反应物化合，生成新的环状化合物。该反应的原子经济性该反应的原子经济性100%100%。+OOOOOO周环反应周环反应三、绿色化学十二条原则三、绿色化学十二条原则 R. T. Anastas R. T. Anastas 和和J . C. Waner 1998J . C. Waner 1998年提出了著名的年提出了著名的12 12 条绿色化学原则条绿色化学原则“前十二条前十二条”原则，作为开发环原则，作为开发环境无害产品与工艺的指导；境无害产品与工艺的指导； Environ. Sci. & Tech.Environ. Sci. & Tech.杂志的编辑杂志的编辑W.H.Glage W.

18、H.Glage 认认为化学转化的绿色程度，只有在为化学转化的绿色程度，只有在放大、应用与实践放大、应用与实践中才中才能评估。为此，利物浦大学化学系催化创新中心的能评估。为此，利物浦大学化学系催化创新中心的Neil Neil Winterton Winterton 在在20012001年提出年提出 “后十二条后十二条” 原则。原则。 一、一、 预防优于治理原则预防优于治理原则二、二、 原子经济原则原子经济原则三、三、 环境友好原则环境友好原则四、设计更安全化学品原则四、设计更安全化学品原则五、尽量不用辅助剂原则五、尽量不用辅助剂原则 六、能耗最低原则六、能耗最低原则 七、尽可能采用可再生资源原则

19、七、尽可能采用可再生资源原则八、尽可能避免衍生物原则八、尽可能避免衍生物原则九、催化剂优于化学计量试剂原则九、催化剂优于化学计量试剂原则“前十二条前十二条”原则原则减少或避免减少或避免危害危害节约资源节约资源节约能源节约能源减少或避免减少或避免治理费用治理费用 “七七 五五” 亿元；亿元；“八八 五五” 亿元；亿元；“九九 五五” 亿元；亿元；“十十 五五” 亿元；亿元；“十一五十一五” 亿元亿元 松松 花花 江江 污污 水水 治治 理理十十 一一 五五 期期 间间指指 标标 我我 国国 状状 况况人人 均均 资资 源源 拥拥 有有 量量我国我国1/21/2世界世界平均水平平均水平资源消耗、能

20、耗指标资源消耗、能耗指标我国大大高于我国大大高于国际平均水平国际平均水平1 1单位国民生产总值单位国民生产总值消耗的矿物资源消耗的矿物资源我国我国= (2= (24)4)发达国家发达国家2 2能源消耗能源消耗我国我国= (3= (34)4)发达国家发达国家2.3.21、如何让一条合成路线有较高的原子经济性、如何让一条合成路线有较高的原子经济性2、提高合成路线的原子利用率是减少、提高合成路线的原子利用率是减少“三废三废” 的唯一途径吗？的唯一途径吗？2.3.2原子经济性原子经济性零排放零排放高选择性高选择性加成反应加成反应分子重排反应分子重排反应周环反应周环反应组合组合磷矿石磷矿石磷肥磷肥H2S

21、O4磷石膏磷石膏 （硫酸钙）（硫酸钙）绿色产业链绿色产业链磷铵副产磷石膏制硫酸联产水泥磷铵副产磷石膏制硫酸联产水泥 水泥原料水泥原料SO2SO3氨碱法氨碱法候氏制碱法候氏制碱法化学污染的源头？化学污染的源头？污染污染 = f = f 危害性危害性, ,暴露性暴露性 1 1、化学品污染的内外因、化学品污染的内外因发生途径发生途径外因外因产生途径产生途径内因内因2 2、关注化学品安全性、关注化学品安全性3 3、安全化学品设计的可能性、安全化学品设计的可能性依据分子结构理论依据分子结构理论-结构与性质对映关系结构与性质对映关系依据化合物对人体产生毒性的信息资料依据化合物对人体产生毒性的信息资料化学品

22、毒性作用机理化学品毒性作用机理化学品毒性与其结构对映关系化学品毒性与其结构对映关系染发？别为美丽而伤害自己染发？别为美丽而伤害自己设计安全化学品时，在保持其原有设计安全化学品时，在保持其原有功效的同时尽量降低其毒性。功效的同时尽量降低其毒性。 传统发展观传统发展观目标产物目标产物环境化学家环境化学家合成化学家合成化学家治治理理设设计计合合成成污染物污染物目标产物目标产物环境化学家环境化学家 可持续发展观可持续发展观合成化学家合成化学家治治理理设设计计合合成成污染物污染物合成化学家合成化学家 + + + 环境化学家环境化学家1 1、辅助剂的作用、辅助剂的作用2 2、传统辅助剂存在的问题、传统辅助

23、剂存在的问题溶剂、分离剂、反应介质、发泡剂等溶剂、分离剂、反应介质、发泡剂等对环境和人类均产生危害对环境和人类均产生危害二氯甲烷、氯仿、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、芳香烃四氯化碳、芳香烃 氟氟 里里 昴昴安全的溶剂或助剂，尽量不使用辅安全的溶剂或助剂，尽量不使用辅助性物质助性物质( (如溶剂或分离试剂如溶剂或分离试剂) )，若不，若不可避免，应使用无毒物质。可避免，应使用无毒物质。【产品名称产品名称】：1.5%除虫菊素除虫菊素水乳剂水乳剂【含含 量量】：1.5%【产品描述产品描述】：大田、卫生用：大田、卫生用杀虫杀虫 型、型、型、型、型型【详细说明详细说明】： 本品为纯植物源杀虫剂，具有本品为纯

24、植物源杀虫剂，具有广谱、安全、对环境污染小等广谱、安全、对环境污染小等特点，可用于有机食品、绿色特点，可用于有机食品、绿色食品、出口农产品食品、出口农产品1、哪些生产环节耗能？、哪些生产环节耗能？2、如何节约能源？、如何节约能源？3、我国能源战略？、我国能源战略？优化反应体系，减少反应能耗优化反应体系，减少反应能耗利用其它形式能量减少环境负效应利用其它形式能量减少环境负效应(2)(2)声波声波-环加成反应、周环反应环加成反应、周环反应(3)(3)光能光能(1)(1)微波微波污染小、速度快、效率高、能耗低污染小、速度快、效率高、能耗低1 1、降低能耗的途径、降低能耗的途径2 2、我国能源危机与对

25、策、我国能源危机与对策 常常 见见 耗耗 能能降降 低低 能能 耗耗 措措 施施进行能量需求分析，减少进行能量需求分析，减少不必要能耗不必要能耗提高反应速度的提高反应速度的升温升温 冷却、纯化、冷却、纯化、分离过程分离过程优化合成路线优化合成路线减少耗能步骤减少耗能步骤利用催化剂降低活化能利用催化剂降低活化能回流过程加热回流过程加热回流装置示意图回流装置示意图进水口进水口出水口出水口冷凝管冷凝管烧瓶烧瓶( (反应器反应器) )人均可开采量人均可开采量 世界人均水平世界人均水平低低于于能能 效效 比比 发发 达达 国国 家家低低于于能源总消耗能源总消耗量年均增长率量年均增长率世界能源总消世界能源

26、总消耗量年均增长率耗量年均增长率高高于于危机危机危机危机对策对策节约能源节约能源加强国际合作加强储备加强国际合作加强储备发展可再生能源发展可再生能源节约能源节约能源人均可开采量人均可开采量占世界人均可占世界人均可开采量比例开采量比例20002000年年 石油石油 煤煤 天然气天然气2.6t90t 1074m3 11.1% 55.4% 4.3%1$ GDP能耗能耗=11.5倍倍 日本日本7.7倍倍 法国法国 德国德国4 倍倍 美国美国产品能耗高产品能耗高产值能耗高产值能耗高能耗年增长率能耗年增长率5%5%高于世界高于世界3 3倍倍2121世纪初期世纪初期 约约1 1亿吨以上亿吨以上2030203

27、0年年 约约2.52.5亿吨亿吨20502050年年 约约4.54.5亿吨亿吨 能源缺口大（以标准煤为基准）能源缺口大（以标准煤为基准）2 2、可再生资源利用的必要性可再生资源利用的必要性1 1、资源的可再生与不可再生界定资源的可再生与不可再生界定可再生资源：可再生资源： 消耗性资源：消耗性资源： 石油、煤、天然气、地下矿产等石油、煤、天然气、地下矿产等无限无限有限有限污染大污染大污染小污染小3 3、可再生资源利用的科学性和可行性可再生资源利用的科学性和可行性生物质、生物质的废弃物等生物质、生物质的废弃物等4 4、可再生资源利用的优越性可再生资源利用的优越性5 5、可再生资源利用现状可再生资源

28、利用现状玉米秆玉米秆小麦小麦聚乳酸纤维聚乳酸纤维CO2H2O只要技术和经济上可行，应当使用可再生原料。只要技术和经济上可行，应当使用可再生原料。生物质会增加温室效应吗生物质会增加温室效应吗1 1、为什么会有衍生物生成？、为什么会有衍生物生成？2 2、衍生化的方法及产生后果、衍生化的方法及产生后果阻断基团保护基团阻断基团保护基团 增加一个离去功能团增加一个离去功能团 成盐方便处理成盐方便处理废弃物废弃物RRO HCl+OHCl羟基氯苯醚键OR氧 化ROHCl+ORCl+O HR氯苯羟基羟基(-OH)(-OH)的保护的保护CH3CH3SO3CH3HHSO3CH3Cl2ClH2SO4H2OCl占位基

29、占位基“-SO-SO3 3”的使用的使用1 1、计量式化学反应情况分析、计量式化学反应情况分析A + B = C + A + B = C + D D理想状况：理想状况： 原子利用率和产率原子利用率和产率100%100% A A或或B B为控制性试剂：为控制性试剂： 存在一种未反应的原料存在一种未反应的原料外加试剂外加试剂 ：试剂是废物试剂是废物大多数情况下会产生废弃物原子利用率和产率原子利用率和产率 100%100%： 存在未反应的原料存在未反应的原料A A或或B B或副产物或副产物D D2 2、催化剂的优越性、催化剂的优越性提高反应的选择性提高反应的选择性提高反应速度提高反应速度本身可以反复

30、使用本身可以反复使用降低能耗降低能耗 三、绿色化学十二条原则三、绿色化学十二条原则一、一、 预防优于治理原则预防优于治理原则二、二、 原子经济原则原子经济原则三、三、 环境友好原则环境友好原则四、四、 设计更安全化学品原则设计更安全化学品原则五、五、 尽量不用辅助剂原则尽量不用辅助剂原则 六、六、 能耗最低原则能耗最低原则 七、七、 尽可能采用可再生资源原则尽可能采用可再生资源原则八、尽可能避免衍生物原则八、尽可能避免衍生物原则九、催化剂优于化学计量试剂原则九、催化剂优于化学计量试剂原则十、产品可降解原则十、产品可降解原则十一、十一、 实时监控原则实时监控原则十二、十二、 化学事故发生率最低化

31、原则化学事故发生率最低化原则1）鉴别与量化副产品；2）报道转化率、选择性与生产率；3）建立整个工艺的物料衡算；4）测定催化剂、溶剂在空气与废水中的损失；5）研究基础的热化学；6）估算传热与传质的极限； “后十二条后十二条” 原则：原则：7）向化学或工艺工程师咨询；8）考虑全过程中选择化学品与工艺的效益；9）促进开发并应用可持续性量度；10）量化和减用辅料与其他投入；11）了解何种操作是安全的，并与减废要求保持一致；12）监控、报道并减少实验室废弃物的排放。 “后十二条” 原则：四、绿色化学研究内容和任务四、绿色化学研究内容和任务u绿色化学主要内容绿色化学主要内容u绿色化学任务绿色化学任务合合

32、成成 路路 线线原料原料产产 品品原子经济性原子经济性高度选择性高度选择性无毒无害无毒无害可再生可再生无毒无害无毒无害溶剂溶剂无毒无害无毒无害催化剂催化剂环境友好环境友好绿色化学主要内容绿色化学主要内容2.3.91 1、化学品的可降解性和生物积累性、化学品的可降解性和生物积累性2 2、不可降解化学品所带来的危害、不可降解化学品所带来的危害有毒农药的生物积累有毒农药的生物积累塑料引发的塑料引发的“白色污染白色污染”3 3、可降解的研究、可降解的研究1962196219711971年的越年的越战中，美国向越南喷洒战中，美国向越南喷洒了有机氯落叶剂，致使了有机氯落叶剂，致使大批人患肝癌、孕妇流大批人

33、患肝癌、孕妇流产和新生儿畸形。产和新生儿畸形。有机氯有机氯艾氏剂、氯丹、狄氏剂、艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕、六氯代苯毒杀芬、滴滴涕、六氯代苯多氯联苯、二恶英和呋喃多氯联苯、二恶英和呋喃污染土壤农作物污染土壤农作物污染水体污染水体破坏生态破坏生态危害人类健康危害人类健康影响经济发展影响经济发展聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯分解时间分解时间300年年燃烧放出有毒物质燃烧放出有毒物质残留地膜损害土壤环境残留地膜损害土壤环境一次性发泡塑料餐饮具受一次性发泡塑料餐饮具受热后释放有毒物热后释放有毒物飞鸟、野生动物吞食后造飞鸟、野生

34、动物吞食后造成大量死亡成大量死亡1 1、什么是在线检测、什么是在线检测2 2、在线检测的优越性、在线检测的优越性能随时了解生产情况，以减少能随时了解生产情况，以减少和消除这些物质的产生和消除这些物质的产生 可以监测反应进行的程度可以监测反应进行的程度3 3、实验室监测的弊端、实验室监测的弊端序号序号时时 间间0606年我国化学品部分事故情况年我国化学品部分事故情况1 13 3月月2222日日在浙江省诸暨市境内一辆运输二甲苯罐车侧翻，发生在浙江省诸暨市境内一辆运输二甲苯罐车侧翻，发生泄漏事故。泄漏事故。2 23 3月月3131日日上海化学工园区内巴斯夫化工有限公司发生二氧化氮上海化学工园区内巴斯

35、夫化工有限公司发生二氧化氮泄漏，约泄漏，约35003500人疏散。人疏散。3 34 4月月1 1日日湖北省荆州市一私人非法经营店发生氯气泄漏事故。湖北省荆州市一私人非法经营店发生氯气泄漏事故。4 44 4月月6 6日日哈尔滨松北区松浦镇新光化工厂稀料（苯类和烯烃块哈尔滨松北区松浦镇新光化工厂稀料（苯类和烯烃块类有机物）储存罐发生火灾事故。类有机物）储存罐发生火灾事故。5 54 4月月11 11日日江苏省徐州市铜山县三堡镇的徐州裕农农药化工有限江苏省徐州市铜山县三堡镇的徐州裕农农药化工有限公司呋喃酚车间发生爆燃事故。公司呋喃酚车间发生爆燃事故。6 64 4月月11 11日日江苏省徐州市三堡镇佳隆

36、化工有限公司反应釜上部三江苏省徐州市三堡镇佳隆化工有限公司反应釜上部三分之二处的法兰片损坏，引起二甲苯泄漏分之二处的法兰片损坏，引起二甲苯泄漏7 74 4月月1212日日在河北省盐山县境内一山东淄博田和运输有限公司的在河北省盐山县境内一山东淄博田和运输有限公司的异丁醛罐车侧翻，发生泄漏事故。异丁醛罐车侧翻，发生泄漏事故。二氧化氮二氧化氮二甲苯二甲苯氯气氯气苯类和烯烃块苯类和烯烃块异丁醛异丁醛二甲苯二甲苯 1 1、 设计设计更安全的更安全的化学产品化学产品绿色化学的任务绿色化学的任务重树设计理念重树设计理念规范设计行为规范设计行为 2 2、 寻找绿色原料和试剂寻找绿色原料和试剂经济效益经济效益环

37、境效应环境效应 3 3、 选择合适的反应条件选择合适的反应条件T、P、反应、反应介质、介质、催化剂催化剂 4 4、 设计理想的合成路线设计理想的合成路线对非绿色化学品的再设计对非绿色化学品的再设计设计更安全的化学品设计更安全的化学品1 1、设计理念、设计理念 功能功能+ +安全安全2 2、设计思路、设计思路例例1：塑料可降解性研究塑料可降解性研究在烯烃聚合物的主链在烯烃聚合物的主链上引入光敏剂上引入光敏剂在烯烃聚合物中添加有在烯烃聚合物中添加有光敏作用的化学助剂光敏作用的化学助剂例例2：生物农药的研究生物农药的研究理念：调节为主理念：调节为主特点：特点： 专一、高效、低毒或无毒专一、高效、低毒

38、或无毒颠颠茄茄酮酮合合成成Willstatter于于1901合成：合成：21步，步，0.75%Robinson.R. 1917Robinson.R. 1917年合成年合成 3 3步步4040 控制反应的控制反应的pHpH值值 9090步骤少、原子经济性高步骤少、原子经济性高颠颠茄茄酮酮合合成成异丙苯生产过程比较异丙苯生产过程比较 烃化烃化反应器反应器催化剂催化剂分离器分离器水洗水洗系统系统蒸馏蒸馏系统系统中和中和系统系统产产品品废气废气废酸废酸废渣废渣烃化烃化反应器反应器蒸馏蒸馏系统系统产产品品苯苯丙烯丙烯HCCH2H3C+H3CH3CCH(a) AlCl(a) AlCl3 3催化剂工艺催化剂

39、工艺(b) (b) 分子分子筛固体催筛固体催化剂工艺化剂工艺1 1、设计理想的合成路线、设计理想的合成路线指导思想：指导思想： 绿色化学十二条原则绿色化学十二条原则考虑的因素：考虑的因素：合成效率与环境效应合成效率与环境效应计算机辅助设计计算机辅助设计关注关注: :原子经济性、选择性原子经济性、选择性合成步骤、反应条件合成步骤、反应条件中间产物、辅助剂、中间产物、辅助剂、催化剂等催化剂等、研究新的合成方法、研究新的合成方法新技术、新设备新技术、新设备2.4.4硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺辅助基团辅助基团2.4.4硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺辅助基团辅助基团2.4.4硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺2.4.3硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺辅助基团辅助基团2.4.4硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺2.4.3硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺2.4.4硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺12.4.3硝基苯合成对苯二胺硝基苯合成对苯二胺路线路线路线路线路线路线路线路线1 1、基本概念：绿色化学、原子经济性、环、基本概念：绿色化学、原子经济性、环 境因子。境因子。2 2、基本原理：绿色化学的十二条基本原则、基本原理：绿色化学的十二条基本原则3 3、绿色化学的研究内容和任务。、绿色化学的研究内容和任务。