Zielona chemia - pytania i opracowanie do zaliczenia 2013r.
Prof. Wilk: zasady + przykłady, główne pojęcia zielonej chemii
Zielona chemia - projektowanie produktów i procesów chemicznych, redukujących lub eliminujących użycie i wytwarzanie substancji niebezpiecznych dla ludzi i środowiska;
Opiera się na 4 filarach:
1) czyste technologie
2) odpowiedzialność i troska
3) analiza cyklu życia
4) ocena ryzyka
Zasady zielonej chemii:
1. zapobieganie (prewencja) odpadów
2. oszczędność - maksymalne zużycie surowców
3. ograniczenie użycia niebezpiecznych związków chemicznych
4. projektowanie produktów - istotne uwzględnienie szkodliwego wpływu na środowisko
5. używanie bezpiecznych reagentów
6. efektywne wykorzystanie energii (łagodne warunki reakcji)
7. wykorzystanie surowców pochodzących ze źródeł odnawialnych
8. ograniczenie procesów derywatyzacji (?) 9. Wykorzystanie katalizatorów w procesach i reakcjach chemicznych
10. możliwość degradacji
11. wprowadzenie analityki procesowej w czasie rzeczywistym
12. właściwy poziom bezpieczeństwa
Synteza doskonała - proces, który oszczędza atomy, jest bezpieczny, jednoetapowy, bezodpadowy, bazujący na odnawialnych surowcach, akceptowalny przez środowisko.
VOC (lotne rozpuszczalniki organiczne) - popularne, ale powodują poważne szkody dla środowiska naturalnego (globalne ocieplenie / dziura ozonowa); Zielone rozpuszczalniki - ciecze jonowe;
Woda jako medium reakcyjne:
Naturalna ciecz, ogromne zasoby, bardzo tania, nietoksyczna, niepalna, bezzapachowa, zdolna do absorpcji dużych ilości ciepła, ale: niska rozpuszczalność wielu związków organicznych, bardzo duża nietrwałość licznych, ważnych reagentów chemicznych w wodzie, duża pojemność cieplna uniemożliwia natychmiastowe ogrzanie lub ochłodzenie, proces destylacji/odzyskiwania wymaga dużych nakładów energii;
Surfaktanty - związki chemiczne mające właściwość adsorbowania się na powierzchni lub granicy danego układu;
Płyn w stanie nadkrytycznym - ciecz/gaz o temperaturze i ciśnieniu wyższym od ich temperatury krytycznej i ciśnienia krytycznego, np. ditlenek węgla w stanie nadkrytycznym (do produkcji kawy bezkofeinowej, pranie chemiczne), woda w stanie nadkrytycznym (punkt krytyczny: temperatura krytyczna: 374,1 st C, ciśnienie krytyczne: 22,1 MPa, gęstość krytyczna: 0,317 g/cm3);
Ciecz jonowa - związek chemiczny, organiczny, składający się z kationu i anionu; to substancje ciekłe składające się jedynie z jonów; sól ta charakteryzuje się temperaturą topnienia poniżej temperatury wrzenia wody; ciecz jonowa NIE JEST stopioną solą ani wodnym roztworem; do tej grupy zaliczamy stopione sole, ale tylko takie, które charakteryzują się temperaturą topnienia poniżej 100 st C; to nowe media reakcyjne, nie powodujące rozprzestrzeniania się szkodliwych odpadów i spełniające wymagania stawiane „zielonym rozpuszczalnikom”;
(…)
…. Jak enzymy rozpoznają swoje substraty:
- chemoselektywność: zdolność do rozpoznania w katalizowanym substracie tylko jednej grupy funkcyjnej, nawet jeśli są obecne inne, bardziej aktywne reagenty;
- specyficzność substratowa: rozpoznawanie tylko danego typu substratu;
- regioselektywnośc: zdolność enzymu do katalizowania reakcji tylko w określonym miejscu substratu;
- stereoselektywność: rozpoznawanie…
… i estrów
- oksygenazy (włączają tlen do cząsteczki związku organicznego)
- peroksydazy ( utleniają związki organiczne nadtlenkiem wodoru)
2. Transferazy:
- aminotransferazy (przenoszą gr. aminową)
- acylotransferazy (przenoszą gr. acylowe)
- kinazy (przenoszą reszty fosforanowe)
3. Hydrolazy (najpowszechniej używana klasa):
- esterazy (przekształcają ester w kwas i alkohol) - hydroliza estrów, rozdział alkoholi
- peptydazy (działają na peptydy), amidazy, acylazy - synteza lub rozpad wiązania peptydowego
- hydrolazy związków glikozylowych (rozkładają związki cukrowe)
- lipazy (detergenty piorące, do modyfikacji naturalnych olejów i tłuszczy) - do rozdziału alkoholi, kwasów karbosylowych
- hydrolazy epoksydowe - do otrzymywania chiralnych edpoksydów i dioli
- dehalogenazy - rozszczepienie wiązania węgiel - halogen
- nitrylazy - konwersja grupy metylowej
4. Liazy:
- dekarboksylazy (usuwają CO2 z -COOH)
- hydratazy (hydroliazy) - (przyłączają /odrywają wodę bez rozpadu innych wiązań)
- hydrataza nitrylowa - nitryl w amid - otrzymywanie amidów
- oksynitrylazy - addycja HCN do aldehydów i ketonów
- aldolazy - amoniakoliazy - do syntezy aminokwasów
5. Izomerazy (katalizują geometryczną lub strukturalną przemianę cząsteczki w jej izomer):
- epimerazy - do syntezy D- lub L-aminokwasów
- racemazy - do syntezy D- lub L-aminokwasów
- cis-trans izomerazy
- tautomerazy
- izomeraza glukozowo-fruktozowa - synteza syropu fruktozowego
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)