绿色化学
- 格式:docx
- 大小:45.48 KB
- 文档页数:9
绿⾊化学绿⾊化学的定义及其特点绿⾊化学⼜称环境⽆害化学、环境友好化学、洁净化学。
利⽤现代科学技术的原理和⽅法,从根源上根除污染;研究环境友好的新原料、新反应、新过程、新产品,实现环境化⼯与⽣态协调发展;减少甚⾄消灭对⼈类健康、社区安全、⽣态环境的有害原料、催化剂、溶剂、助剂、产物、副产物的使⽤和⽣产。
特点:绿⾊化学是从源头上消除污染,促进⾃然⽣态系统的良性循环;绿⾊化学是要求合理利⽤资源和能源、降低⽣产成本、实现资源使⽤的“减量化、在再使⽤、再循环”,是发展循环经济的关键途径。
绿⾊化学的基本特点是:在获取新物质的转化过程中,充分利⽤每个原⼦,实现零排放。
1、绿⾊化学反应的主要任务寻找⽆害化学合成;尽量减少化学合成中得有毒原料和有毒产物;设计安全化学品;使化学品在被期望功能得以实现的同时,将其毒性降到最低;使⽤安全溶剂和助剂,尽可能不使⽤助剂采⽤⽆毒⽆害的溶剂代替挥发性有毒有机物作溶剂反应原⼦转化率⾼2、举例说明绿⾊化学的主要研究领域。
设计安全有效的⽬标分⼦:构效关系。
设计安全有效化学品主要包括如下两个⽅⾯的内容:①新的安全有效化学品的设计;②对已有的有效但不安全的分⼦进⾏重新设计。
寻找安全有效的反应原料,如:(1)⽤⼆氧化碳代替有毒有害的光⽓⽣产聚氨酯:RNH2 + CO2-> RNHCOOR1(2)亚氨基⼆⼄酸⼆钠的⽣产采⽤新⼯艺消除有毒氢氰酸的使⽤:HOCH2CH2NHCH2CH2OH + 2NaOH (铜催剂)=NaOOCH2CH2NHCH2CH2OONa + 4H2寻找安全有效的合成路线:要符合原⼦经济性原理。
要考虑到产品的性能优良,价格低廉,⼜要使产⽣的废物和副产物少,对环境⽆害,可利⽤计算机来进⾏辅助设计。
寻找新的转化⽅法:①催化等离⼦体⽅法;②电化学⽅法;③光化学及其他辐射⽅法;寻找安全有效的反应条件:(1)寻找安全有效地催化剂①活性组分的负载化②⽤固体酸代替液体酸;(2)寻找安全有效的反应介质①采⽤超临界流体作为反应介质②⽔作溶剂的两相催化法。
绿色化学的英文名叫Green chemistry,别名又叫环境无害化学或环境友好化学。
减少或消除危险物板距质的使用和产生的化学品和过程的设计叫做绿色化学。
涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等各类学科,是一门从源头上阻止环境污染的新兴交叉学科。
绿色化学起源于美国,绿色化学的核心围绕院子经济性和5R”原则,最理想的技术是采用“原子经济”反应,实现反应的绿色化,即原料分子中的每一原子都转化成产品,不产生任何废物和副产物,实现废物的“零排放”。
绿色化学的目的在于环保,倡导用化学的技术和方法减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生。
绿色化学的定义及其核心内容概述及解释说明1. 引言:1.1 概述绿色化学作为一种新兴的科学理念和方法,旨在通过最小化或消除对环境的危害,实现高效、可持续的化学反应和过程。
它注重资源的有效利用和废物的减少,以及对人类健康和生态系统安全的保护。
绿色化学关注的不仅是产品开发过程中各个环节的绿色改进,更重要的是将这种理念贯穿于整个化学产业链中。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行论述,首先介绍了引言部分,接着阐述了绿色化学的定义及其背景起源。
接下来将详细讨论绿色化学的核心内容,包括原料选择与设计、反应条件优化与改进以及废物处理与资源回收利用等方面。
然后会探讨绿色化学在不同领域中的应用情况,包括化工行业、能源领域以及材料科学与工程领域。
最后,在结论部分总结了绿色化学的重要性和影响力,并对未来发展方向和挑战进行了展望。
1.3 目的本文旨在介绍和解释绿色化学的定义及其核心内容,并探讨其在不同领域中的应用情况。
通过对绿色化学的深入了解,可以更好地认识到它对环境保护和可持续发展的重要性,以及在实践中所面临的挑战。
同时,本文也希望能够为各个领域从事研究和应用的人员提供一定的参考和借鉴,促进绿色化学理念在工业界的广泛推广与应用。
2. 绿色化学的定义2.1 定义解释绿色化学是一种以最大限度减少环境污染、降低对可持续资源的需求、提高产品能源效率和安全性为目标的新型化学范式。
它旨在通过设计和开发环境友好型化学反应、原料和产品,推动可持续发展和生态平衡。
绿色化学强调的是整个生命周期的可持续性,包括原材料选择、合成过程优化、废物处理与资源回收利用。
2.2 背景和起源绿色化学的概念最早于1990年由美国化学家Paul T. Anastas和John C. Warner提出,并于2001年正式被美国化学会(ACS)采纳并广泛传播。
绿色化学的起源是为了回应传统化工行业带来的巨大环境压力及其对人类健康和生态系统造成的威胁。
这一新颖理念促使科学家们重新思考传统有机合成方法,优先考虑可再生资源利用、无毒无害物质使用以及工艺条件优化。
绿色化学是什么意思有什么重要性绿色化学是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学,以下是由店铺整理关于什么是绿色化学的内容,希望大家喜欢!绿色化学的简介按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。
而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术、它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质、利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。
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,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。
绿色化学的重要性传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。
化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。
绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。
绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。
1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。
绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。
迄今为止,化学工业的绝大多数工艺都是20多年前开发的,当时的加工费用主要包括原材料、能耗和劳动力的费用。
近年来,由于化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物质。
以1993年为例,美国仅按365种有毒物质排放估算,化学工业的排放量为30亿磅。
绿色化学的12条原则
绿色化学的12条原则如下:
(1)防止废物的生成比其生成后再处理更好。
(2)设计合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进入产品之中。
(3)设计合成方法时,只要可能,不论原料、中间产物和最终产品,均应对人体健康和环境无毒、无害(包括极小毒性和无毒)。
(4)化工产品设计时,必须使其具有高效的功能,同时也要减少其毒性。
(5)应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂,如不可避免,也要选用无毒无害的助剂。
(6)合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响,应设法降低能耗,最好采用在常温常压下的合成方法。
(7)在技术可行和经济合理的前提下,采用可再生资源代替消耗性资源。
(8)在可能的条件下,尽量不用不必要的衍生物,如限制性基团、保护/去保护作用、临时调变物理/化学工艺。
(9)合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量助剂更优越。
(10)化工产品要设计成在其使用功能终结后,它不会永存于环境中,要能分解成可降解的无害产物。
(11)进一步发展分析方法,对危险物质在生成前实行实时监测和控制。
(12)要选择化学生产过程的物质使化学意外事故(包括渗透、爆炸、火灾等)的危险性降低到最小程度。
这12条原则目前为国际化学界所公认,它反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容,同时也指明了未来发展绿色化学的方向。
—1—。
名词解释绿色化学:利用化学原理和新化工技术,以“原子经济性”为基本原则,从源头上减少或消除污染,最大限度地从资源合理利用、生态平衡和环境保护等方面满足人类可持续发展的需求,实现人与自然的协调与和谐。
原子经济性: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,即不产生副产物或废弃物。
水热合成法:在密闭系统中,以水为溶剂,在一定的温度和水的自生压力下,原始混合物进行反应合成无机材料的一种方法。
溶胶-凝胶法:将烷氧金属或金属盐在一定条件下水解缩合成溶胶,再经溶剂挥发或加热处理转化成网状结构的凝胶的过程。
聚合物模板法:模板法是选用一种价廉易得、形状容易控制、具有纳米孔道的基质材料中的空隙作为模板,导入原料于模板孔隙中反应,通过模板材料的限制作用,达到物理和化学反应的控制,最终得到微观和宏观结构可控的新颖材料的方法。
离子液体(ionic liquid):由有机阳离子和无机阴离子构成的、在室温或近室温下呈液态的盐类化合物,亦称室温熔融盐和室温离子液体。
凝胶效应(英文):Trommsdorff效应随转化率的提高,乳胶粒中单体浓度减低,反应速率本应下降,但在阶段Ⅲ中由于链终止反应速率急剧下降,反应速率随转化率增加而大大加速的现象。
高分子辐射交联技术:就是利用高能或电离辐射引发聚合物电离与激发,产生一些次级反应,进而引起化学反应,在大分子间实现化学交联,促使大分子间交联网络的形成,是聚合物改性制备新型材料的有效手段之一。
绿色农药:是用无公害的原材料和不生成有害副产物的工艺制备的生物效率高、药效稳定、易于使用、对环境有好的农药产品。
生物柴油:是指以油料作物(大豆、棉子和油菜籽等)、油料林木果实(油棕和黄连木等)、油料水生植物(工程微藻等)、动物油脂、废餐饮油等为原料与醇类进行酯交换制成的脂肪酸酯。
是一种洁净、可再生的生物燃料。
是一种优质的传统柴油代替品。
简答题绿色化学的研究内容:清洁合成工艺和技术,减少废物排放,目标是“零排放”。
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。
绿色化学是设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用,并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。
包括原料和试剂在反应中的充分利用(原子经济性),它是实现化学污染防治的基本方法和科学手段,是一门从源头上阻止污染的化学,绿色化学适用各种化学领域。
是用化学的技术和方法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、试剂和产物、副产物等的使用和产生。
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。
一、绿色化学是一种理念,它说明了化学对对环境的负面作用是可以避免的。
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。
这种预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受和重视。
绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。
它研究污染的根源--污染的本质在哪里,它不是去对终端或过程污染进行控制或进行处理。
绿色化学关注在现今科技手段和条件下能降低对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类型的化学过程。
绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子,具有"原子经济性",因此它既能够充分利用资源,又能够实现防止污染。
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。
要预防化学污染,最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人,学生最早系统地学习化学知识是在中等基础教育阶段,这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程中。
把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。
要把绿色化学的理念贯穿到整个化学教育之中,首先,化学教育工作者要树立可持续发展的观念,绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境、实现人类社会的可持续发展。
化学常识:绿色化学的现代内涵化学常识:绿色化学的现代内涵一、化学常识:绿色化学的现代内涵绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。
绿色化学内涵是什么呢?绿色化学概念从一提出来,就明确了它的现代内涵,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。
它的主要特点是:①充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;③提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
它的具体内涵体现在五“R”上。
减量——Raduction “减量”是从省资源、无污染、零排放角度提出的,包括二层意思:(1)利用最少的能源和消耗最少的原材料,获得最多的产品产量,理想的转化过程是“原子经济反应”,即原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。
如何减少资源用量,有效途径之一是提高原料转化率,提高能源利用率,减少“原子”损失率;(2)减少“三废”排放量,主要是减少废气、废水及废渣的排放量,目前情况下,“三废”排放量必须降低到一定标准以下,努力实现“三废”的“零料代替当前广泛使用的石油,把废旧物质转化成动物饲料、工业化学品和燃料等。
拒用——Rejection 拒绝使用是实现生产、生活绿色化的最根本办法。
一方面,是指拒绝使用非绿色化的工业产品、食品、生活用品等,另一方面是指对一些有毒、有害,无法替代,又无法回收、再生和重复使用的原料及辅助原料等,拒绝在生产过程中使用。
二、高考化学必备知识点:绿色化学的现代内涵1、什么是绿色化学?绿色化学又称环境无害化学,与其相对应的技术称为绿色技术、环境友好技术。
理想的绿色技术应采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目的产品,不生成或很少生成副产品或废物,实现或接近废物的"零排放"过程。
什么是绿色化学
绿色化学是一种新兴的化学分支,它致力于研究和开发环境友好、可持续发展的化学方法和技术。
绿色化学涉及的概念和领域广泛,包括有机合成、材料科学、生物化学、能源科学等多个方面。
其目标是减少或消除化学过程对环境的负面影响,同时提高资源和能源的利用效率。
绿色化学的核心理念是利用化学知识和技术,设计和开发具有高选择性、高效性、低毒性和环境友好性的化学产品和过程。
在绿色化学的指导下,化学家们努力寻找替代传统化学方法的新方法,以降低或消除化学污染、减少能源消耗和提高原子利用率。
绿色化学在许多领域都有应用,如新药物开发、生物降解材料、能源转换、环境保护等。
在药物研发中,绿色化学可以帮助科学家开发更环保、更高效的药物;在生物降解材料方面,绿色化学可以推动可降解材料的研发,减少塑料等非降解材料对环境的影响;在能源转换领域,绿色化学可以促进清洁能源技术的进步,如太阳能、风能等;在环境保护方面,绿色化学可以为治理污染提供科学依据和技术支持。
随着人们对环境保护和可持续发展的日益关注,绿色化学得到了广泛的研究和应用。
在全球范围内,许多国家和地区都制定了相应的政策和法规,鼓励企业和研究机构采用绿色化学原则进行化学产品和过程的设计、开发和生产。
我国也将绿色化学作为国家战略支柱产业,加大研究力度,推动绿色化学在各个领域的应用。
总之,绿色化学是一种注重环境保护、资源高效利用和可持续发展的化学理念。
通过研究和应用绿色化学,我们可以为人类创造一个更加美好、环境友好的未来。
一、基本概念1.生物多样性:生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合,包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。
2.光化学烟雾:氮氧化合物与烃类物质在紫外线照射下,经过一系列复杂反应后形成的一种大气污染现象。
3.可再生资源:指那些通过天然作用或人工活动能再生更新,而为人类反复利用的自然资源叫可再生资源,又称为更新自然资源,如土壤、植物、动物、微生物和各种自然生物群落、森林、草原、水生生物等。
4.原子利用率:原子利用率微目标产物的量(一般为质量)与按化学计量式多的所有产物的量的和之比,用原子利用率可以衡量在一个化学反应中,生产一定来那个的目标产物到底会生成多少的废物5.环境墒:环境墒EQ定义为EQ=E*Q,式中E为环境因子,Q为根据废物在环境中的行为给出的废物对环境的不友好程度,用于评价一种合成方法、一个过程对环境的好坏。
6.环境因子:环境因子(E因子)定义为E=废物质量/目标产物质量。
在这里,对于每一种化工产品而言,目标产物以外的任何物质都是废物。
7.绿色化学12原则及后12原则:(1)不让废物产生而不是让其产生后再处理;(2)最有效地设计化学反应和过程,最大限度地提高原子经济性(3)尽可能不使用、不产生对人类健康和环境有毒有害的物质(4)尽可能有效地设计功效卓著而又无毒无害的化学品(5)尽可能不适用用辅助物质,如须使用也应是无毒无害的(6)在考虑环境和经济效益的同时,尽可能使低能耗最低(7)技术和经济上可行时应以再生资源为原料(8)应尽可能避免衍生反应(9)尽可能使用性能优异的催化剂(10) 应设计功能终结后可降解为无害物质的化学品(11)应发展实时分析方法,以监控和避免有毒有害物质的生成(12)尽可能选用安全的化学物质,最大程度地减少化学事故发生8.生物放大(聚集):随食物链向上一级进展,化学物质在组织中的浓度增大的现象9.产毒结构:有些物质没有直接的毒性,但由于其分子的特殊结构,它能在代谢过程中转化为有毒的物质,这种结构特征称为“产毒”结构10.超临界流体:指温度和压力处于临界温度及临界压力以上的流体,其物理和化学性质介于液体和气体之间。
二、问答题1.人类目前面临的主要环境问题有哪些?造成这些困境的原因是什么?答:①温室气体大量排放导致全球变暖;②臭氧层空洞;③生物多样性减少;④酸雨成灾;⑤森林锐减;⑥土地沙漠化;⑦大气污染;⑧淡水资源污染;⑨海洋污染;⑩垃圾围城;⑪核污染环境问题的起因是人类自己。
环境问题是指由于人类活动作用于周围的环境所引起的环境质量变化以及这种变化对人类的生产、生活和质量造成的影响。
2.可持续发展观的主要观点是什么?它与传统的发展观有何区别?答:可持续发展观强调经济与环境的协调发展,追求人与自然的和谐。
其核心思想是:健康的经济发展应建立在生态持续能力、社会公正和人民积极参与自身发展决策的基础之上,它所追求的目标是:既要是人类的各种需要得到满足,个人得到充分地发展,又要保护生态环境,不对后代的生存和发展构成威胁。
对环境不利的经济活动应予以摒弃。
在发展指标上,不单纯用GNP作为衡量发展的唯一指标。
(1)可持续发展的思想强调的是发展,把消除贫困当作是可持续发展的一项不可缺少的条件。
(2)可持续发展思想把环境保护作为发展过程的一个重要组成部分,作为衡量发展质量、发展水平和发展程度的客观标准之一。
(3)可持续发展思想强调代际之间的机会均等,之处,当代人享有的正当的环境权利,即在发展中合理利用资源和具有清洁、安全、舒适环境的权利,后代人也应该同样享有。
(4)可持续发展战略呼吁人们改变触痛的生产方式和消费方式,要求人们在生产时要尽量少投入,多产出,在消费时要经量多使用、少排放。
(5)可持续发展思想要求人们必须彻底改变传统的对待自然界的态度,建立起新的道德和价值标准。
3.如何看待化学学科?答:化学的原理和方法以及化学反应方面的研究目前仍在主导其他学科;它在开发天然资源以满足人类的生活需要方面作出了巨大贡献。
基于化学的产业,利用天然资源制取大量的化肥、农药、农膜、塑料、钢铁、水泥等产品和材料,并生产大量的合成纤维和橡胶等以弥补农业、林业的不足;能源的开发利用,新材料的开发利用,医药卫生等均离不开化学。
可以说,人类的衣、食、住、行、用及保持健康等无一项可以离开化学,化学在这些领域中直接或间接地发挥着不可替代的作用。
4.如何面对能源短缺?(1)高度重视节约,积极开展节能工作[2](2)大力发展新能源技术和节能技术科学技术是第一生产力(3)加大经济结构调整力度(4)形成合理的能源价格机制(5)完善能源储备制度与参与国际合作(6)建立中国特色的新能源与可再生能源发展基金(7)加强节能法制建设5.为什么要大力发展绿色化学?答:1.大力发展绿色化学是人类社会可持续发展的必然要求,一个世纪依赖,为满足人类社会和工业生产的需要,化学取得了十分辉煌的进步,创造了巨大的功绩,但是由于受陈旧的思想禁锢,化学工业给整个自然界带来了巨大的灾难,使地球的生物多样性和生态环境遭受巨大破坏,但是,我们都知道,离开了化学工业,人们的物质生活水平将手机大的限制,我们也不能再像以前一样只是靠转移生产地而解决我们所面临的殊多问题。
我们既要为开创更加美好的生活而发展化学和化学工业,又不能让化学品生产过程和化学品破坏我们的环境。
这就要求我们大力发展既能支撑经济发展,又能满足环境需要,以保证可持续发展的新的化学——绿色化学。
2. 发展绿色化学是科学技术和经济发展的需要。
目前,各化学工业公司一方面受到生产化学品成本的压力,另一方面也受到国家法律法规,公众的关于减少环境污染或污染物处理的强大社会压力。
它们一方面要想方设法降低成本、提高效率,另一方面又要因为治理污染物而增大成本,因此,要发展化学工业从而发展经济,就必须寻求新的原理和方法。
发展新的技术,以降低化学品生产的显性和隐性成本。
另外,对于一些行业,要治理其产生的污染物所需的费用可能比它的本身产生的效益还要大,如果没有新的技术,这些行业就只能破产关门,因此,必须大力发展绿色化学。
6.产率与原子利用率的区别?答:产率:在化学反应中尤其是在可逆反应中某种生成物的实际产率与理论产率的比值;原子利用率:在生成目标产物的反应中反应物分子中的原子转化为产物的比例。
7.举例说明如何提高反应的原子利用率。
8.如何用原子经济性评价常规的四种反映类型(重排、加成、取代及消去反应)?(1)重排:原子经济性(2)加成:原子经济性(3)加成:非原子经济性(4)消去:非原子经济性9.绿色化学与环境污染治理的异同点。
答:环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。
环境治理则是对已被污染了的环境进行治理,即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。
而绿色化学是从源头上阻止污染物生成的新学科,它是利用化学原理来预防污染,不让污染产生,而不是处理已有的污染物。
10.什么是绿色化学品?答:绿色化学品是在生产使用过程中不会对人造成直接或间接伤害且不会对环境造成直接或间接污染的化学品。
11.设计安全有效化学品的外部效应原则是什么?答:“外部”效应原则,主要是指通过分子设计。
改善分子的与其在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要物理化学性质,从而减少它的有害生物效应。
通过分子结构设计,从而增大物质降解速率、降低物质的挥发性、减少分子在环境中的残留时间、减小物质在环境中转化为具体有害生物效应物质的可能性等均是重要的“外部”效应原则的例子。
另外,通过分子设计,从而降低或妨碍人、动物、水生生物对物质的吸收也是“外部”效应原则要面对的问题。
12.设计安全有效化学品的内部效应原则是什么?答:“内部”效应原则通常包括分子设计以达到以下目标:增大生物解毒性,避免物质的直接毒性和间接生物毒性或生物活化。
增大生物解毒性包括把分子设计为本身是亲水性的或很容易与葡萄糖醛酸、硫酸盐或氨基酸结合,从而加速其从泌尿系统或胆汗中排出。
要避免物质的直接毒性,就要把物质分子设计成无毒无害类化合物,或在分子中引入一些无毒功能团。
13.避免有毒化学品毒性的途径。
(1)让化学品不容易进入人的身体;(2)即使进入人体也不会影响生物化学和生理过程14.化学品产生毒性的三要素。
接触致毒、生物吸收致毒、固有毒性致毒15.如何避免物质的直接中毒?答:(1)选择无毒物质 (2)选择官能团时避免有毒官能团或对有毒官能团进行结构屏蔽16.什么是间接中毒?如何避免间接中毒?答:间接中毒也称生物活化,是指物质在初始结构时并不具有毒性,但它进入人体后,会转化为有毒的物质,如致癌物质。
避免方法:①不使用具有生物活化途径的分子:强的亲电性或亲核性基团;不饱和键;其他分子结构特征②对可生物活性结构进行生物屏蔽17.用辛醇-水分配系数表征有毒化学品毒性的一般准则是什么?答:对于表现出麻痹型毒性的非离子有机化合物LogP≤5其致死性和慢性毒性均会随脂溶性呈指数增加LogP>5时毒性随脂溶性指数减少,因此对生物活性降低LogP5-8时长期接触有害的这类非离子型有机物呈现慢性毒性LogP≥8时长期接触也表现不出毒性,因为此时水溶性很差,化学品变得没有生物活性18.可降解的化合物在化学结构和物理性质上有何特点?答:化学结构:(1)具有水解酶潜在作用为的物质会增大其生物降解能力(比如酯,酶);(2)在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性。
(3)存在为取代的直链烷基(尤其是大于4个碳的直链)和苯环时,由于恪守氧化酶进攻,因而可增大其生物降解能力(4)水中溶解度大的物质更容易生物降解(5)相对低取代的化合物。
物理性质:溶解度和分子尺寸等19.常见可降解和不可降解的基团有哪些?答:可降解基团:(1)具有水解酶潜在作用为的物质会增大其生物降解能力(比如酯,酶);(2)在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性;(3)存在为取代的直链烷基(尤其是大于4个碳的直链)和苯环时,由于恪守氧化酶进攻,因而可增大其生物降解能力;(4)水中溶解度大的物质更容易生物降解;(5)相对低取代的化合物。
不可降解的基团:(1)卤代物,尤其是氯化物和氟化物;(2)支链物质,尤其是季碳和季氮或是极度分支的物质,如三聚或四聚丙烯;(3)硝基、亚硝基、偶氮基、芳氨基;(4)多环残基(如多环芳香烃或稠环芳烃),尤其是超过三元的多环稠环或芳烃;(5)杂环残基,比如吡啶环;(6)高取代的化合物比低取代的化合物更不易降解。
20.为什么说催化剂在绿色化学中有十分重要的意义?答:催化剂可以加快热力学上可能进行的反应的速率(合成氨中的Fe-K2OAl2O3),可控制反应产物化学物种的选择性(乙烯选择性氧化的不同催化剂:PdCl2-V配合物,Ag/ Al2O3 ,Ni),控制产物的立体规整结构(丙烯的聚合:氧气或过氧化物,Ziegler-Natta),定向不对称合成旋光异构体(Ru手性膦配合物用于2-(6-甲氧基-2萘基)丙烯酸+氢生产左旋二羟基苯并氨酸),与温度控制化学物种选择性,与接触时间共同控制产物化学物种选择性(甲烷氧化生产合成气中的Ni / Al2O3 ),具有高度专一性,高选择性,高的反应物转化率和反应的原子经济性的特殊功能的分子机器。