Jaunākās tendences ķīmijā: zaļās laboratorijas risinājumi

Chemistry
Jaunākās tendences ķīmijā: zaļās laboratorijas risinājumi

Zaļās ķīmijas mērķis ir samazināt ķimikāliju radīto ietekmi uz cilvēku veselību un atklāti novērst vides piesārņojumu,  kam paredzētas ilgtspējīgas prevencijas programmas. Zaļā ķīmija meklē alternatīvu, videi draudzīgu reakciju veidu un vienlaicīgi tiecas panākt paaugstinātu reakciju ātrumu un zemāku reakciju temperatūru.

Zaļās ķīmijas koncepts izvirza inovatīvus zinātniskus risinājumus apkārtējās vides aizsardzības problēmu novēršanā, kuri rodas laboratorijā. Paul T. Anastas, organiskās ķīmijas pārstāvis, kurš strādā Piesārņojuma novēršanas un toksīnu nodaļā EPA, kopā ar  John C. Warner izstrādāja 1991. gadā Zaļās ķīmijas 12 principus. Šos principus var sagrupēt – Risku samazināšana un Ietekmes samazināšana uz apkārtējo vidi.

Risku samazināšana laboratorijā

Sigma-Aldrich savu darbu velta, lai nodrošinātu alternatīvu produktu izstrādei, ievērojot darbinieku veselību un drošību, klientu un sabiedrības viedokli.

Izmantot drošākas ķimikālijas – utilizēt izlietotās ķimikālijas, kurām ir zemākais toksiskuma līmenis.

Izstrādāt mazāk kaitīgas sintēzes metodes – Kur iespējams, izmantot sintētiskās vai biosintētiskās metodes, kas rada mazu vai vispār nerada toksisku kaitējumu cilvēka veselībai un apkārtējai videi.

Izmantot drošākus šķīdinātājus un reakciju apstākļus – Meklēt vismodernāko informāciju par zaļajiem šķīdinātājiem, kas optimizēs procesus un nodrošinās drošāku darba vidi.

Negadījumu prevencija – Izvēlieties vielas, kas samazina eksploziju, ugunsgrēku un ķimikāliju noplūdes risku apkārtējā vidē.

Ietekmes samazināšana uz apkārtējo vidi:

  1. Atkritumu samazināšana un prevencija – izstrādāt ķīmiskās sintēzes tehnologijas, kuras samazina vai novērš atkritumu rašanos. Ir labāk novērst atkritumu rašanos, nekā tos tīrīt pēc to izveidošanās.
  2. Katalizatoru izmantošana stehiometrisko vielu lielā apjoma vietā – katalizatoru reakcijās raksturīgi izmantot mazākus ķimikāliju daudzumus, lai veiktu specifisku transformāciju.
  3. Samazināt ķimikāliju atvasinājumu izmantošanu – aizsargājošo grupu vai citu formu funkcionālo pievienojumu īslaicīgas modifikācijas pret visiem atkritumiem, kas radušies sintētiskā veidā.
  4. Sintētikas efektivitāte (Atomu ekonomija) – efektīvs ķīmiskais process nodrošina maksimālu maksimālo sākuma materiālu daudzumu, kas tiek izmantoti gala produktā, tādējādi nezaudējot nevienu atomu.
  5. Deģenerācijai paredzēto ķimikāliju priekšrocību izmantošana – samazina ietekmi uz apkārtējo vidi, izmantojot biosabrūkošas ķimikālijas.
  6. Iekšējo kontroles procesu izstrāde piesārņojuma prevencijai – lai novērstu kaitīgu vielu veidošanos, sintēzes laikā izmantojiet reāllaika analīzes un iekšējo procesu monitoringu.
  7. Izmantojiet atjaunojamās rūpniecības izejvielas – izmantojiet izejmateriālus vai atjaunojamās rūpniecības izejvielas (atkritumi no citiem procesiem vai produktiem, kas iegūti no lauksaimniecības procesiem), kad vien tehniski un ekonomiski iespējams.
  8. Enerģijas efektivitātes veicināšana – enerģijas izmantošanas ekonomisko un vides apstākļu ietekme ķīmiskajos procesos un alternatīvu līdzekļu izstrādē šīs ietekmes samazināšanai.

Ja Jūs interesē veselības un vides aizsardzība laboratorijā, tad varat būt ieguvēji apskatot  Sigma-Aldrich produktu klāstu, kurā ietverti:

  • Alternatīvā enerģija
  • biosabrūkoši polimēri
  • bora savienojumi un modifikācijas
  • katalizatori
  • plūsmas ķīmija
  • šķīdinātāju un reaģentu klāsts
  • jonu šķidrumi
  • novozīmi
  • atgriežamo konteineru programma šķīdinātājiem.

 

 

2-Metiltetrahidrofurāns (2-MeTHF)

2-methf

 

Patiesi zaļa alternatīva dihlormetānam (DCM) un tetrahidrofurānam (THF)

2-MeTHF tiek iegūts no atjaunojamiem resursiem kā kukurūzas vālītes un cukurniedru izspiednēm. Kad 2-MeTHF izmanto kā organometālisko šķidinātāju, tas piedāvā gan ekonomiskāku, gan videi draudzīgāku risinājumu pretstatā tetrahidrofurānam.

Iezīmes & Priekšrocības:

    • Aprotoniskais polārais šķīdinātājs
      • Līdzinās toluolam pēc fizikālajām īpašībām.
      • Grignard reaģenti ir vairāk šķīstoši 2-MeTHF nekā THF.
    • Veido ar ūdeni bagātu azeotropu, tādējādi to var vieglāk izžāvēt nekā THF vai DCM.
    • Ierobežota sajaukšanās ar ūdeni (4.1g/100g pie 23°C) ļauj viegli atdalīt un reģenerēt no ūdens pirms tas samazina noplūdes plūsmu.
    • Augstāks viršanas punkts (80°C) salīdzinot ar THF. Augstāka reakcijas temperatūra samazina kopējo reakcijas laiku.
  • Zema karstuma iztvaicēšanās nozīmē mazākus šķīdinātāja zudumus reakciju reakcijas atgriezeniskā procesa laikā. Turklāt tas ietaupa enerģiju destilācijas un sākumstāvokļa atgriešanas procesa laikā.

 

Alternatīva  tetrahidrofurānam organometāliskām reakcijām:

  • Grignard
  • Reformatskii (Reformatsky)

 

  • Litiēšana
  • Hidrīda samazināšana
  • Metāla katalizēta savienošana (Heck, Stille, Suzuki)

 

Alternatīva dihlormetānam divfāzu reakcijām:

  • Alkilēšana
  • Amidēšana
  • Nukleofiliskās aizvietošanas reakcija

Ciklopentilmetilēteris  (CPME)

cpme

 

Videi draudzīga alternatīva attiecībā pret tetrahidrofurānu, tertbutilmetilēteri (MTBE), 1,4 dioksānu un citiem ētera šķīdinātājiem.

CPME (Ciklopentilmetilēteris) garantē zaļu risinājumu tiem, kuri vēlas uzlabot ķīmiskos procesus ne tikai samazinot šķīdinātāju noplūdes plūsmu, bet arī uzlabojot laboratorijas drošību atbilstoši CPME (Ciklopentilmetilētera) unikālajai struktūrai, kas ir noturīga pret peroksīdu veidošanos.

 

Iezīmes & Priekšrocības

    • Daudz stabilāka nekā THF un 2-MeTHF (stabilizētājs nepieciešams):
        • Noturīga pret peroksīdu pārveidojumiem,
        • Samazina peroksīdu testēšanas biežumu.
    • Jauns hidrofobiskais ētera šķīdinātājs:
        • Noderīgs daudzās organometāliskās reakcijās,
        • Nodrošina ar labāku datu ieguvi un augstāku selektivitāti pretstatā THF.
    • Veido ar ūdeni bagātu azeotropu, tādējādi to var vieglāk izžāvēt nekā THF un 2-MeTHF.
    • Ierobežota sajaukšanās ar ūdeni (1.1g/100g pie 23°C) ļauj viegli atdalīt un reģenerēt no ūdens pirms tas samazina noplūdes plūsmu.
    • Augstāks viršanas punkts (106°C) salīdzinot ar THF un 2-MeTHF nozīmē augstāku reakcijas temperatūru, kas samazina kopējo reakcijas laiku.
  • Zema karstuma iztvaicēšanās nozīmē mazākus šķīdinātāja zudumus reakciju reakcijas atgriezeniskā procesa laikā. Turklāt tas ietaupa enerģiju destilācijas un sākumstāvokļa atgriešanas procesa laikā.  

 

  • CPME (Ciklopentilmetilētera) izmantošanas metodes:
  •  
  • Asimetriskā Michael alkilēšana
  • Michael R2CuLi piejaukums
  • Hirālā amīda alkilēšana
  • Gliko oksidācija
  • Asimetriskā NaBH4 hidrogenēšana
  • Hidrosillilācija izmantojot Ru katalizatoru
  • Nukleofiliskās reakcijas
      • Amīdu sintēze, skābes hlorīdam reaģējot ar amīnu
      • Sillilācija un desillilācija
      • Oglekļa anjonu reakcija ar aldehīdu
      • Debenzilācija
      • Amīna alkilēšana
      • Fenolu selektīvā metilācija
      • Spirta brominācija ar PBr3
      • Sulfonilhlorīda sintēze, reaģējot sulfonilskābei ar PCl5
  • Reakcijas izmantojot metālus
      • Ketonu reakcija, izmantojot NaBH4
      • Acetilēnu reakcija ar Ti(OR)4
      • Reakcija, izmantojot n-BuLi vai litija diizopropila amīdu
      • Radikāla trihloracetāta ciklizēšana, izmantojot Cu katalizatoru
      • Etilbenzoāta samazināšana, izmantojot litija alumīnija hidrīdu
      • Nātrija dispersijas veidošanās
      • Intramolekulārā reakcija, izmantojot ZnCl2.

Peroxide Formation of Ether Solvent

E-veikals

Informējam, ka vietnē tiek izmantotas sīkdatnes (ang. cookies). Tālāk pārlūkojot vietni vai nospiežot pogu OK, Jūs piekrītat sīkdatņu izmantošanai. Vairāk informācijas varat atrast šeit.

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close