绿色化学与绿色化学教育

本文介绍了绿色化学的定义和内涵,绿色化学的 12条原则,“原子经济”概念,绿色化学的研究动态以及实施绿色化学教育的意义和方法。     

在高职药物化学教学中融入绿色化学理念

绿色环保是社会发展的趋势,培养绿色环保的理念和技能是人才教育的责任。药物化学是高职高专药学类专业的核心课程,教学中尝试以绿色化学的12条原则为主线,引入实例,将绿色化学的理念和实施方法运用到药物化学的结构设计和工艺路线中,从而让学生理解绿色化学的12条原则,丰富学生关于药学领域的绿色化学经验和技能。     

化学化工专业学生绿色化学认识的调查与思考

就化学化工专业学生对绿色化学认识的调查显示：多数学生对绿色化学的属性有较好的理解与认识;不少学生对绿色化学作用的理解与认识不足,甚至是错误的;对绿色化学的12条原则认识不全面。学校与教师应提高对学生进行绿色化学教育重要性的认识,通过开设专门的绿色化学课程,在化学理论课与实验课教学中自觉地渗透绿色化学理念,在实践中培养绿色化学意识。     

专访绿色化学领域青年学者——孙振宇教授

正在传统化学、化工过程伴随着严重的资源浪费,并且对环境造成污染的大背景下,上世纪90年代初美国学者提出了绿色化学的概念,随后提出绿色化学十二条原则,迄今已被绿色化学界普遍接受。绿色化学可简单定义为减少或消除危险物质的使用和有害物质、废弃物的产生的过程设计。     

绿色有机合成化学专辑 前言

随着社会不断进步,如何使化学在创造物质财富的同时保护人类赖以生存的环境,确保人身健康和安全,实现可持续发展已成为无法回避的问题,这也是对化学工作者提出的严峻挑战。为此,化学家在20世纪90年代初,提出了与传统的治理污染完全不同的“绿色化学”的概念,即如何从源头上减少、甚至消除污染的产生,因此要求任何一个化学活动,包括化学原料的使用、化学和化工过程以及最终的产品,对人类的健康和环境都应该是友好的。近20年来,绿色化学得到了飞速的发展,已成为一个多学科交叉的新的研究领域,是“科技引领可持续发展”的重要内容。其中,符合“绿色化学”基本原理和目标的“绿色有机合成化学”的发展尤为引人关注。最近,Chemical Reviews,Accounts of Chemical Research等国际著名期刊相继以“绿色化学”为主题出版了专辑。 近年来,随着国家对绿色化学的日益重视,我国绿色有机合成化学领域的专家学者在包括不对称催化反应在内的高选择性及原子经济性有机反应、惰性化学键如C-H的活化及反应、均相催化剂的负载化以及绿色介质中的合成反应等研究方面取得了长足的进展,并在某些方面达到了国际领先的水平,在清洁的有机合成工艺及技术开发方面也显示了很好的发展势头。受《化学进展》编委会的委托,我们组编了这期“绿色有机合成化学”专辑。一方面是为了及时总结绿色有机合成化学研究领域的最新成就和发展趋势,另一方面也尽量全面反映我国科学家在这一领域已经取得的具有特色的研究成果以及面临的挑战,以期为推动我国绿色化学研究向更高和更深层次发展起到积极作用。 本专辑涵盖了绿色有机合成化学的多个方面,诸如水、离子液体和超临界流体等非传统反应介质中的有机催化反应;金属配合物、有机小分子和酶催化的不对称合成;基于C-H键活化的C-C键偶联反应;有机、无机及其杂化体负载的均相催化剂;环境友好的聚合反应以及绿色介质离子液体的应用等。这些内容体现了绿色化学关于有机合成反应的“原子经济性”、“催化性试剂优于当量性试剂”、“尽量避免不必要的衍生化步骤”、“尽量使用无毒的辅助物质”和“采用无毒或低毒的反应底物”等原则。既对当前绿色化学研究的一些热点问题及重要进展进行了讨论、总结和展望,也基本能够反映我国目前在这一领域的工作特色和主流发展趋势。 参与本专辑撰写的作者都是在有机合成化学一线长期从事相关研究工作的专家,尽管他们工作十分繁忙,但都尽心尽力地在很短的时间内完成了撰写任务。本专辑是所有参与作者的辛勤劳动和共同努力的结果,在此向所有的作者及期刊编辑部的辛勤工作表示衷心感谢。同时,受编者学识所限,在本专辑的组稿和编写过程中可能出现的一些差错,我们深感歉意,望读者不吝赐教。 范青华 王东 2010年6月于北京     

基于概念认识功能的教学案例*—以“物质的量”为例

分析了“物质的量”概念教学存在的2个问题:概念结构不清晰,忽视概念之间关系的建立,概念的呈现不能从原有认知出发;忽视概念的认识功能,将物质的量仅仅当成计算的工具。提出在教学中从初三原有化学定量出发,从朴素的个数定量和宏观的质量定量发展到科学的化学计量—物质的量,借助板书建立了物质的量从内涵到关系的概念结构图。呈现了突出物质的量的认识功能、促进化学计量认识发展的教学实录,包括概念建立、概念理解和概念应用3个环节,并通过访谈分析了教学效果和存在问题及改进方向。     

基于绿色化学的社会责任感教育——减量化、再利用、再循环原则在化工生产中的应用

从“绿色化学”概念出发，介绍了5R原则及可持续发展，构建了符合绿色化学发展观的“社会责任”素养模型。设计出贴近学生认知发展规律的绿色化学教学方案，引导学生运用减量化、再利用、再循环3个原则改进化工工艺。在教学中把绿色化学的精髓融入对学生的“社会责任”培育过程中，培养并完善学生的绿色化学观。     

新创实验:废旧棉中纤维素的提取改性及水凝胶的制备

水凝胶作为一种有着广阔应用前景的高分子材料,是当今科学研究的热门领域,其制备方法相对简单,还将有机合成化学、高分子化学、无机配位化学和分析化学结合于一体,显示出进一步改编为教学实验的潜力。水凝胶自身环境友好的特点还十分贴合绿色化学的主题,便于在教学实验设计中引入相关内容。虽然绿色化学教育在当今的化学专业人才培养中的重要性与日俱增,但在实际推广中也遇到了一些困难,比如定性描述较多,概念模糊不清,很难激发学生兴趣;定量计算过于简单,只关注反应前后质量变化等。针对绿色化学的教学困境,我们在将水凝胶这一科研成果转化为教学实验外,还引入了最新的绿色化学半定量评价方法,引导学生在实验准备阶段运用新颖的半定量评价方法找寻绿色程度较高的水凝胶合成路线。最终以废旧棉为原料提取改性得到羧甲基纤维素钠,再以滴定法测定其取代度,然后采取金属离子交联方法制备出可视化水凝胶产品,并对其吸附性能进行了初步测试。     

“化学教育技术”核心词汇及其研究进展*——基于对2006-2017年国内核心期刊文献的分析

信息技术和化学课程的整合给教育行业带来崭新的变化,涌现出“化学教育技术”等新领域,为该领域确定作为研究热点的15个核心词汇,简述其研究方法和选词原则,并对核心词汇的发展进行分类和统计分析,从侧面反映我国化学教育技术的研究现状和进展,并为该领域的发展提出相关建议。     

化学教学评价概述

本文试图通过对教学活动的系统分析阐明教学评价的概念;阐述教学评价的目的和主要原则;结合化学教学,介绍教学评价的基本程序和一般方法,并提出当前开展化学教学评价需要注意的几个问题。     

Green chemistry: Analytical and chromatography

Nowadays, the environment protection and the personal health and safety are given more consideration in the field of chemistry, thus resulting in an increased number of published researches about how to work according to green instructions, to follow up the recommendations of environmental agencies and to obtain better clean handling of chemistry. In this review, green chemistry definition, importance, principles, and some recent applications in the field of green chemistry were discussed. In addition, the review summarizes the evolution of green analytical chemistry (GAC) with its specific principles and how to make the analytical process more environmentally benign with special emphasis on recent applications of GAC. Moreover, the green chromatography, its methods, and some of its applications were outlined. Finally, different techniques available up till now for the assessment of greening of the methods were also presented.     

绿色分析化学

绿色分析化学是把绿色化学的原理使用在新的分析方法和技术的设计方面,旨在减轻分析化学对环境的影响。无污染或少污染的绿色分析化学技术将是今后分析化学的一个发展方向。文中介绍了分析化学与环境的关系,绿色分析化学的特点及其方法的发展。     

Applying the Principles of Green Chemistry to Polymer Production Technology

The 12 principles of green chemistry are reviewed and applied specifically to polymer production. Examples of how the principles relate to current practice in polymer reaction engineering and which areas show the greatest potential impact for implementation of these principles are discussed. This paper does not attempt to be exhaustive but rather to target specific areas for further development.     

绿色化学关键技术在精细化工中的应用

绿色化学理念及技术的创新发展,能够更好与精细化工的各环节结合,提升效率、降低消耗、节约成本、增强竞争力,符合我国低碳发展方向,满足行业的可持续发展需求。本文主要介绍近年来绿色化学技术在精细化工领域的发展现状和应用前景,探讨了生物催化/发酵技术、非贵金属或无金属催化技术、微通道反应技术、新能源驱动的化学反应技术、新型高效分离技术、生产过程的人工智能和自动化等绿色化学关键技术在精细化工研制中的应用实例,为推动绿色化学技术的综合利用和可持续发展提供参考和借鉴。     

Chemists around the World,Take Your Part in the Circular Economy!

Based on recent examples and initiatives reported in the literature, this concept article discusses how chemistry can contribute to the circular economy approach in order to improve our current and future economical, societal, and environmental system. Through five proposed levels of contribution, chemists can take a significant part in this global approach via the consideration of green chemistry principles, the simplification of syntheses, the limitation of complex products preparation, the efficient utilization of resources but also the novel ways of waste valorization. A more systematic and generalized environmental and economic assessment from the lab-scale is also recommended. At last, chemists have to work even more collaboratively and in a multidisciplinary way, within chemistry and beyond.     

From capillaries to microchips,green electrophoretic features for enantiomeric separations: A decade review (2013–2022)

Enantioseparation by the electromigration-based method is well-established and widely discussed in the literature. Electrophoretic strategies have been used to baseline resolve complex enantiomeric mixtures, typically using a selector substance into the background electrolyte (BGE) from capillaries to microchips. Along with developing new materials/substances for enantioseparations, it is the concern about the green analytical chemistry (GAC) principles for method development and application. This review article brings a last decade's update on the publications involving enantioseparation by electrophoresis for capillary and microchip systems. It also brings a critical discussion on GAC principles and new green metrics in the context of developing an enantioseparation method. Chemical and green features of native and modified cyclodextrins are discussed. Still, given the employment of greener substances, ionic liquids and deep-eutectic solvents are highlighted, and some new selectors are proposed. For all the mentioned selectors, green features about their production, application, and disposal are considered. Sample preparation and BGE composition in GAC perspective, as well as greener derivatization possibilities, were also addressed. Therefore, one of the goals of this review is to aid the electrophoretic researchers to look where they have not.     

基于绿色氢科学理念构筑从低碳制氢到高效储氢的氢能体系

本文从低碳制氢和高效储氢的角度思考及探讨氢能体系绿色化发展过程中的关键科学问题.提出＂绿色氢科学＂理念与＂低碳制氢,高效储氢＂技术发展路线图,以期通过相关科学问题的认识,来构建具有高度原子经济性及可持续性的绿色氢能体系.     

Design of Organic Transformations at Ambient Conditions: Our Sincere Efforts to the Cause of Green Chemistry Practice

This account summarizes our recent efforts in designing a good number of important organic transformations leading to the synthesis of biologically relevant compounds at room temperature and pressure. Currently, the concept of green chemistry is globally acclaimed and has already advanced quite significantly to emerge as a distinct branch of chemical sciences. Among the principles of green chemistry, one principle is dedicated to the “design of energy efficiency” – that is, to develop synthetic strategies that require less or the minimum amount of energy to carry out a specific reaction with optimum productivity – and the most effective way to save energy is to develop strategies/protocols that are capable enough to carry out the transformations at ambient temperature! As part of on‐going developments in green synthetic strategies, the design of reactions under ambient conditions coupled with other green aspects is, thus, an area of current interest. The concept of developing reaction strategies at room temperature and pressure is now an emerging field of research in organic chemistry and is progressing steadily. This account is aimed to offer an overview of our recent research works directly related to this particular field of interest, and highlights the green chemistry practice leading to carbon–carbon and carbon–heteroatom bond‐forming reactions of topical significance. Green synthetic routes to a variety of biologically relevant organic molecules (heterocyclic, heteroaromatic, alicyclic, acyclic, etc.) at room temperature and pressure are discussed.