参考答案:
绿色化学品:对人类和环境无害的化学产品称为绿色化学产品。
绿色化学产品的两个特征:
1、产品本身不会引起环境污染和健康问题,包括不会对野生生物、有益昆虫或植物造成损害;
2、当产品被使用后,应能再循环或易于在环境中降解为无害物质。
三种设计方法:
1、物质作用机理分析
在确保分子的作用与性质不变的前提下,通过改变分子结构,使有害作用机理不再发生,从而避免或降低该化学品的毒性。
2、避免采用毒性功能基团
对于毒性机理不明确的情况,可以根据官能团与性毒间的一般关系,除去或不引入与毒性有关的官能团来降低毒性。
3、设法降低生物利用率。
无论一个化合物本身有多大毒性,只有它进入人体到达毒性发生作用的目标器官时才能起到毒害作用。因此化学家可以通过分子设计来改变分子的物理和化学性质,从而降低人体器官对它的吸收程度。
一般设计原则:
(一)“外部”效应原则
指通过分子设计,改善分子在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要物理化学性质,从而减少它的有害生物效应。
1、与物质在环境中的分布有关的性质
挥发性/密度/熔点
水溶性
残留性/生物降解性
转化为具有生物活性(毒性)物质的可能性
转化为无生物活性(毒性)物质的可能性
2、与机体吸收有关的性质
挥发性
油溶性
分子大小
降解性质
3、对人、动物和水生生物吸收途径的考虑
皮肤吸收/眼睛吸收
肺吸收
消化道吸收
呼吸系统吸收或其它特定生物的吸收途径
4、杂质问题
是否会产生不同类别的杂质
是否会产生有毒或更毒的同系物
是否会产生有毒或更毒的异构体
(二)“内部”效应原则
指通过分子设计来达到预防毒性的目标。
(1)增大排泄的可能性
选择亲水化合物
如含有硫酸根的分子难于穿越生物膜,亲水性好,即使发生吸收也易于排泄。
增大物质分子与葡萄糖醛酸、氨基酸结合的可能性或使分子易于乙酰化
(2)增大可生物降解性
2、避免物质的直接毒性
(1)选择无毒物质
(2)选择官能团
避免使用有毒官能团
如过去挡风玻璃胶粘剂全部采用异氰酸脂作交联剂,毒性很大。现在采用乙酰醋酸脂代替异氰酸脂作粘性交联剂,避免了毒性。
对有毒官能团进行结构屏蔽
就是为了避免毒害暂时将有毒官能团转化,当需要时再将原来的官能团释放出来。其缺点是原子经济性降低。
3、避免间接中毒
这里间接中毒(也称生物活化)是指物质在初始结构时并不具有毒性,但它进入人体后,会转化为有毒的物质,如致癌物质。
不使用具有生物活化途径的分子
对可生物活化的结构进行生物屏蔽