第三章-设计安全无毒化学品的基本原理和方法介绍.ppt

例一、用乙酰乙酸酯代替异氰酸酯用作密封剂和粘结剂 工业上常用异氰酸酯作密封剂和粘结剂，这是由于异氰酸酯能与亲核试剂（通常为醇或胺）反应生成交链加成物，从而起到密封和粘结效果。 而其最大的缺点就是具有毒性。异氰酸酯能引发癌症、肺敏感、气喘等，因此，危害生产者和使用者的健康。 例一、用乙酰乙酸酯代替异氰酸酯用作密封剂和粘结剂 Tremco公司（Beachword，Ohio）： 用乙酰乙酸酯代替异氰酸酯作密封和粘结剂，其工作原理是： 乙酰乙酸正丁酯与多醇反应形成酯化产物，酯化产物与二胺反应形成复合物，复合物与酯构成密封剂。 这一新体系的最大优点就是无毒。 例二、用异噻唑酮代替有机锡防污剂 船体外壳等沉浸于海水中的部分结构上会长出海洋生物，这些生物的生长会增大船体运动的阻力，因此常称为“污垢”。 虽然这些“污垢”看起来并无害处，但这会增大油料消耗，降低船的速度，增大船的服务和清洁处理费用。据统计，美国军舰的污垢处理费用就高达1亿美元。 为了防止船壳上污垢的生成，常在船壳上使用防污剂。 有机锡化合物是常用的有效防垢剂，但它对不结垢的水生物科如淡菜、蛤（Clams）等有极大的毒性。另外，有许多有机锡化合物是危险废物，故在船的清洁过程就必须十分小心，因而费用上涨。由于有机锡具有环境毒性，故全世界均已放弃使用有机锡。 例二、用异噻唑酮代替有机锡防污剂 Rohm and Haas公司 寻找对非结垢水生物种无毒的防垢剂。他们发现异噻唑酮是有效的海洋防垢剂。尤其是4，5－二氯－2－正辛基－4－异噻唑－3－酮特别有效。 例二、用异噻唑酮代替有机锡防污剂 例二、用异噻唑酮代替有机锡防污剂 该物质不仅能防垢，而且对非结垢海洋生物无毒性。 因它在海洋环境中能迅速分解，分解产物与沉积物很强地结合在一起，因而不对其他海洋生物产生毒性。 七、消除有毒辅助物品的使用 有时是辅助物质引发了毒性 消除办法 更换溶剂 对化学物质本身进行结构修饰， 使其适应新的辅助物质。如：水溶性涂料、油漆等。 无溶剂化。 本章作业 1. 概念题：生物聚集、毒性载体、产毒结构、电子等排物、软药剂、集团贡献法； 2. 设计安全有效化学品的一般原则及其内涵； 3. 举例说明，在了解了有毒物质毒性机理后，进行分子修饰可大大降低其毒性； 4. 举例说明，利用等电排置换设计安全有效化学品的思想。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 在设计这类分子时： 我们一定要考虑到末端不饱和键可能发生的变化： 尽可能改变分子结构，避免这一类生物活化作用发生； 尽可能避免末端不饱和键的使用，或使用时使C2上有取代基； 尽可能避免末端C上连有卤素，而2位C上尽可能不要连接芳基和烯丙基、炔丙基。 1、用甲苯代替苯 苯会引起血中毒甚至白血病: 肝中毒 白血病 甲苯的毒性则小得多: 无毒 甲苯和苯在许多情况下性质相似，因此可用甲苯代替苯。 本例说明，只要对分子进行微小的结构修饰，就可在不影响其商用性质的情况下减少其生物活化的可能性，从而去除其毒性。 2、设计更安全的二醇醚 工业上广泛使用二醇醚，比如，用作制造油漆的溶剂、清漆溶剂、树脂溶剂、油墨溶剂、染料溶剂，刹车油和汽油添加剂等。也大量用于乳胶漆和清洁剂。 动物实验已经知道： 乙二醇单甲醚和单乙醚会引发生殖系统和发育系统中毒。 乙二醇单丁醚可杀死血红细胞。因其在氧化酶作用下会生成有毒的烷氧取代酸。 二醇醚的毒性来源于其代谢产物烷氧取代酸。 我们的目标就是阻止物质代谢为烷氧取代酸: 比如将羟基所连接的C改变为仲C，使其不能被氧化为酸，这样，它就变为无毒的了。 二、利用构效关系设计安全的化学品 应用定性构效 关系设计更加 安全的化学品 用定量构效关 系设计更加安 全的化学品 化合物具有毒性或者药效的原因： 分子都是通过其特殊结构部位与特殊生物分子的相应部位发生相互作用而引发毒性的。 因此，我们可推断: 含有相同“药效基团”或“毒性载体”的物质具有有相同的“药效”或“毒性”。