Chemijos mokslo vystymas pagal aplinkosauginį valdymą

Chemistry
Chemijos mokslo vystymas pagal aplinkosauginį valdymą

„Žaliosios chemijos” tikslas yra sumažinti chemijos poveikį žmogaus sveikatai ir pašalinti aplinkos taršą naudojantis tvirtomis, pritaikomomis prevencinėmis programomis. Žalioji chemija kaip mokslo sritis ieško alternatyvių, aplinkai saugių reakcijos terpių ir kartu, siekia padidinti reakcijų greičius, išeigas bei sumažinti sintezių temperatūras.

Žaliosios chemijos idėja pritaiko inovatyvius mokslinius sprendimus, skirtus išspręsti aplinkosaugines problemas, iškylančias laboratorijose. Organinės chemijos specialistas Paul T. Anastas, dirbantis „Taršos prevencijos ir toksinų“ departamente EPA, kartu su john C. Warner išvystė „12 žaliosios chemijos principų“ 1991 m., kurie gali būti grupuojami į „Rizikos mažinimo“ ir „Taršos pėdsako mažinimo“ grupes.

Rizikos mažinimas laboratorijoje

Sigma Aldrich yra pasiryžusi teikti alternatyvius produktus, kurie sumodeliuoti atsižvelgiant į darbuotojų, pirkėjų bei visuomenės sveikatą ir saugumą.

  1. Naudokite saugesnius chemijos produktus – naudokite produktus su mažiausiu cheminiu toksiškumu
  2. Modeliuokite mažiau pavojingus sintezės metodus – kur gali būti pritaikoma, naudokite sintetinius ar biosintetinius metodus, kurie yra mažai toksiški arba visiškai netoksiški žmogaus sveikatai ir aplinkai.
  3. Naudokite saugesnius tirpiklius ir reakcijos sąlygas – ieškokite naujausios informacijos apie „žaliuosius“ tirpiklius kurie optimizuoja Jūsų procesus ir sukuria saugesnę darbinę aplinka
  4. Nelaimių prevencija – Rinkitės medžiagas, kurios minimalizuoja galimų sprogimų, užsidegimų ar nutekėjimų galimybes,

Taršos pėdsako mažinimas

  1. Atliekų mažinimas ir prevencija – Vystykite cheminių sintezių metodikas, kurios mažina atliekas. Geriau yra sumažinti galimas atliekas nei jas valyti.
  2. Naudokite katalizatorius vietoj stecheometrinių kiekių – Katalitinės reakcijos naudoja žymiai mažesnius reagentų kiekius, reikalingus atlikti specinines reakcijas
  3. Sumažinkite cheminių darinių kiekį – naudojant saugančiąsias grupes ir kitokias laikinas funkcionalumo modifikacijas prisidedate prie bendros taršos visame sintezės cikle
  4. Sintezės efektyvumas – Efektyus cheminis procesas prisideda prie maksimalaus reagento panaudojimo sintezės metu taip, kad nei vienas atomas nelieka nepanaudotas
  5. Naudokitės aplinkoje yrančiais chemijos produktais – sumažinkite poveikį aplinkai naudodami reagentus kurie sumodeliuoti taip, kad būtų suyrantys aplinkoje
  6. Sintezės proceso kontrolė siekiant sumažinti taršą – Siekiant išvengti pavojingų medžiagų susiformavimo, pritaikykite realaus laiko analizes proceso steb4jimui sintezės metu
  7. Naudokite atnaujinamas pramoninės žaliavas – Naudokite kitų procesų atliekas ar produktus iš agrikultūrinių šaltinių kada tik techniškai ar ekonomiškai įmanoma
  8. Skatinkite energijos taupymą – suvokite ekonominį ir aplinkosauginį energijos naudojimo poveikį cheminėse sintezėse ir vystykite alternatyvius būdus sumažinti šį poveikį.

Sigma-Aldrich yra pasiryžusi atlikti savo dalį mažinant savo pėdsakus aplinkoje. Kaip gyvybės ir aukštųjų technologijų kompanija, Sigma-Aldrich supranta, kad aukšta kokybė eina pirmiausia. Tačiau siūlome ir „žalesnius“ pasirinkimo variantus, kurie apima:

  • Alternatyvi energija
  • Aplinkoje yrantys polimerai
  • Boro junginiai ir modifikacijos
  • Katalizatoriai
  • Srautinė chemija
  • Reagentų ir tirpiklių pasirinkimas
  • Joniniai skysčiai
  • Novozimai
  • Tirpikliai su grąžinama tara

2-metiltetrahidrofuranas (2-MeTHF)

Tikrai „žalia“ alternatyva dichlormetanui (DCM) ir tetrahidrofuranui (THF)

2-MeTHF yra išgaunamas ir atsinaujinančių šaltinių kaip kukurūzų burbuolės ir cukranendrės. Naudojamas kaip organometalinis tirpiklis, 2-MeTHF yra tiek ekonomiškas, tiek aplinkai saugus pakaitalas THF.

Sąvybės ir nauda:

  • Aprotoninis polinis tirpiklis
    • Panašios sąvybės į tolueną
    • Bromo ir jodo Grinjaro reagentai yra labiau tirpūs 2-MeTHF, o chloro Grinjaro reagentai yra mažiau tirpūs
  • Gali dėl susidarančio azeotropinio mišinio, gali būti lengviau išdžiovinamas nuo vandens nei THF ar DCM
  • Ribotas maišymasis su vandeniu (14g/100g 23oC) leidžia lengviau atskirti tirpiklius ir sumažina atliekas
  • Aukštesnė virimo temperatūra (80oC) leidžia vykdyti sintezes aukštesnėse temperatūrose ir sutrumpinti reakcijos laiką
  • Mažesnis šiluminis lakumas sumažina tirpiklio praradimą ir taupo energiją distiliavimo metu

Alternatyva THF organometalinėse reakcijose kaip:

  • Grinjaro reakcijos
  • Reformatskii reakcijos
  • Reakcijos su ličiu
  • Hidridų redukcija
  • Metalų-katalizuojamos reakcijos(Heck, Stille, Suzuki)

Alternatyva DCM dvifazėse reakcijose kaip:

  • Alkilinimas
  • Amidinimas
  • Nukleofilinio pakeitimo reakcijos

Ciklopentilmetileteris (CPME)

Aplinkai saugi alternatyva THF, tert-Butilmetileteriui (MTBE), 1,4-dioksanui ir kitiems eteriniams tirpikliams

CPME   teikia „žalesnį“ sprendimą tiems, kurie ieško patobulinti savo cheminius procesus ne tik minimalizuojant tirpiklių atliekas, tačiau ir pagerinti saugumą laboratorijoje dėl CPME unikalios sąvybės, kuri neleidžia susidaryti peroksidams.

Sąvybės ir nauda:

  • Stabilesnis nei THF ar 2-MeTHF
    • Neleidžia susidaryti peroksidams
    • Sumažina poreikį tirti peroksidus tirpiklyje
  • Naujas hidrofobinis eterinis tirpiklis
    • Gali būti naudojamas daugelyje organometalinių reakcijų
    • Geresnės išeigos ir aukštensis selektyvumas nei THF
  • Gali dėl susidarančio azeotropinio mišinio, gali būti lengviau išdžiovinamas nuo vandens nei THF
  • Ribotas maišymasis su vandeniu (1,1g/100g 23oC) leidžia lengviau atskirti tirpiklius ir sumažina atliekas
  • Aukštesnė virimo temperatūra (106oC) leidžia vykdyti sintezes aukštesnėse temperatūrose ir sutrumpinti reakcijos laiką
  • Mažesnis šiluminis lakumas sumažina tirpiklio praradimą ir taupo energiją distiliavimo metu

CPME pritaikymas

  • Asimetrinis Michaelio alkilinimas
  • Michaelio R2CuLi adicija
  • Chiralinio amido alkilinimas
  • Glikozidinimas
  • Asimetrinis NaBH4 hidrogeninimas
  • Hidrosilinimas su Ru katalizatoriais
  • Nukleofilinės reakcijos:
    • Amidų sintezė su rūgštiniais chloridais su aminais
    • Sililinimas ir desililinimas
    • Anglinių anijonų reakcijos su aldehidais
    • Debenzilinimas
    • Aminų alkilinimas
    • Fenolių metilinimas
    • Alkoholių bromininimas su PBr3
    • Sulfonilchloridų sintezės su sulfono rūgštimi ir PCl5
  • Metalų reakcijos:
    • Reakcijos su ketonais naudojant NaBH4
    • Reakcijos su acetilenais naudojant Ti(OR)4
    • Reakcijos naudojant n-BuLi arba Ličio diizopropil amidą
    • Trichloracetato radikalinė cilkizacija su Cu katalizatoriais
    • Etil benzoatų redukcija naudojant ličio aliuminio hidridą
    • Natrio dispersijos formavimas
    • Tarpmolekulinės reakcijos naudojant ZnCl3

Peroxide Formation of Ether Solvent

E-parduotuvė