緑の化学の本質

緑の化学の本質

 

グリーンケミストリーは、従来の化学原則に基づいて、化学製品とその製造プロセスの設計を重視する方法に基づいています。

 

緑化学の12の原則は以下の通りです：

1. 廃棄物の予防：廃棄物の発生を防ぐことが、発生後の処理や清掃よりも優れています。

 

2. 原子経済の最大化：合成方法の設計は、プロセスで使用される材料をできるだけ最終製品に組み込むべきです。

 

3. 有害度の低い化学合成の設計：できる限り、合成方法は、人間の健康や環境に対して最小限または無害な物質の使用と生成を設計すべきです。

 

4. 安全な化学物質と製品の設計：化学製品は、毒性を最小限に抑えつつ機能を維持するように設計すべきです。

 

5. 安全な溶媒と反応条件の使用：可能な限り、補助物質（溶媒、分離剤など）の使用を避け、必要な場合は無毒で無害な物質を使用します。

 

6. エネルギー効率の向上：エネルギー要件が環境と経済に与える影響を認識し、エネルギー使用を最小限に抑える努力を行います。合成方法は室温と圧力で行われるべきです。

 

7. 再生可能原料の使用：技術的・経済的に可能な場合、使い尽くしの原料ではなく再生可能な原料を使用します。

 

8. 誘導体の回避：不必要な誘導体（ブロッキング剤、保護/脱保護、一時的な修飾）の生成を最小限に抑えます。

 

9. 触媒：廃棄物を最小限に抑えるためにできるだけ選択的な触媒試薬を使用します。

 

10. 分解設計：化学製品とその廃棄物の分解を無害な物質になるように設計します。

 

11. 汚染予防のためのリアルタイム分析：有害物質の生成前にリアルタイムの監視と制御を可能にする分析方法を開発します。

 

12. 事故の可能性の最小化：事故（漏れ、爆発、火災を含む）の可能性を最小限に抑えるために物質とプロセスを設計します。

 

簡単に言えば、緑化学には「4つのNOと1つのなし」の原則が適用されており、「廃棄物なし、天然資源の枯渇なし、不必要な工程なし、危険なし、懸念事項なし」という意味です。予防が原則として認識されており、緑化学の主要な目標は、原料の生成および製造プロセス中における廃棄物と汚染の発生を削減または排除することです。廃棄物は、溶媒、酸/アルカリ試薬、触媒、分離試薬、副産物、未変換の原料など、製造プロセスに関与するあらゆる材料を指します。廃棄物は製造業者にとって問題であり、直接排水、焼却、埋設は川、大気、土壌を汚染し、環境を損傷させます。リサイクルと再利用は廃棄物を減少させることができますが、追加のコストがかかります。緑化学は、地球上で利用可能な資源が材料とエネルギーであることを認識しています。化学原料とエネルギーは、石炭、石油、天然ガスなどの再生不可能な資源と、脂肪、糖、でんぷんなどの活性な生物由来の資源の2つのタイプから得られます。合成化学物質は一度使用されると再生できないため、資源とエネルギーを枯渇させないために、緑化学は持続可能な実践のための再生可能な原料とエネルギーの開発に焦点を当てています。

 

さらに、プロセスに含まれる工程が多いほど、廃棄物の発生と汚染の可能性が高まります。理想的なプロセスは簡潔で短く、ステップが少ない方が好まれます。したがって、緑化学は不要な化学誘導体化を避け、ワンポット法、カスケード反応、多成分ワンポット操作などの方法を使用してステップを減らし、廃棄物の発生を最小限に抑え、環境への配慮を維持するプロセスを支持しています。

 

緑化学の原則は、合成化学物質は人類に有益な機能を持ち、人間の健康や環境に有害であってはならないと規定しています。したがって、化学製品、必要な原料、合成方法、プロセス、施設を設計する際に、優越する原則は化学製造の安全な実行であり、「生産から廃棄まで」、人間の健康と環境に有害な化学物質は使用されず、生成されないようにすることです。