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第4章 绿色原料
第4章 绿色原料
4.1.1 改变反应材料的一般原则
一、原料本身的危险性
(1)是否对人对环境有危害;
(2)是否具有比如毒性、发生以为性的可能;
(3)是否会破坏生态环境;
(4)是否具有其它不友好性质。
二、使用可再生资源
评价绿色化学的几个方面
(1)原料起源
(2)原料的可更新性
(3)原料的危险性
(4)原料选择的下游影响
4.1.2 二氧化碳
地球上,CO2资源极为丰富。
(1)以 CO2为原料合成甲醇
CO2+3H2 CH3OH +H2O
(2)以CO2为原料合成甲酸及衍生物
CO2+H2 HCOOH
CO2+H2+ROH HCOOR
CO2+H2+RNH2 HCONHR
4.2.1 碳酸二甲酯
碳酸二甲酯的合成方法
(1)光气法
① 光气甲醇法
COCl2+CH3OH ClCOOCH3+HCl
ClCOOCH3+CH3OH (CH3O)2CO+HCl
② 光气醇钠法
COCl2+2CH3ONa (CH3O)2CO+2NaCl
(2)甲醇氧化羧基化法
①ENI液相氧化羧基化法
②Dow气相氧化羧基化法
③UBE低压气相法
(3)酯交换法
①硫酸二甲酯(DMS)与碳酸钠酯交换法
②碳酸丙烯酯与甲醇酯交换法
4.2.2 碳酸二甲酯的应用
4.3.1 碳酸二乙酯
碳酸二乙酯(DEC):是一绿色化学品,在常温下是无色、透明、有微弱气味的液体。它的分子为C5H10O3,结构简式为(C2H5O)2C=O,熔点-43℃,沸点126℃,相对密度0.975(20℃),闪点25℃,自燃点445℃。
碳酸二乙酯是一种优良的溶剂和纺织品助剂,在工业领域中有着广泛的应用。可用作硝化纤维素、纤维素醚、合成树脂和天然树脂的溶剂。
4.4.1 生物质资源
生物质资源分两类:淀粉和纤维。
微生物发酵法生产1,3-丙二醇
菌种及PDO生成机理
发酵工艺
产品提取
选用廉价碳源作底物的研究(①以葡萄糖为辅助底物,利用PDO产生菌进行发酵;②采用混合菌两步法发酵;③基因工程菌的构建)
4.4.2 从再生资源制备表面活性剂
表面活性剂(surfactant),是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
表面活性剂
(1)以油脂基化学品为疏水基的表面活性剂新品种
1、α-硫基脂肪酸甲酯(MES)
2、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEO)
3、酯基季铵盐
4、N-酰基乙二胺四乙酸盐(LED3A)
(2)以碳水化合物为亲水基的新型表面活性剂品种
1、烷基多苷(APG)
2、N-甲基葡萄糖酰胺(AGA)
3、利用纤维素原料生产单细胞蛋白(四个部分:原料预处理、菌种逐级扩大培养、双菌株混合发酵及产品后处理)
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