chimia%20verde%20cu%20aplicatii%20industriale%2021.doc_0.odt

8/10/2019 chimia%20verde%20cu%20aplicatii%20industriale%2021.doc_0.odt

http://slidepdf.com/reader/full/chimia20verde20cu20aplicatii20industriale2021doc0odt 1/86

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTIFacultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Mateialel!

CATE"RA "E CHIMIE ANOR#ANICA

Speciali$aea% SCIE"

CHIMIA VERDE CU APLICATIIINDUSTRIALE

C!nducat! stiinti&ic% c!n&'d'in(' Anca Ra$)an

A*s!l)ent% #e!(iana Ilie

Bucuesti+,-.

Cuprins



INTRODUCERE.'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''-

PARTEA TEORETICA

Capitolu l. Principiile chiiei !er"i''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''+-'-'Pe)eniea/eliminaea0 &!maii de deseui'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'+'Ec!n!mia de at!mi'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'+'-' E1emple de eactii cu ec!n!mie de at!mi'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'2'Sinte$e chimice mai putin peicul!ase'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ''''''''''''''''''''''''''''''

-'.'Reduceea t!1icitatii''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'3'S!l)entii si mateiale au1iliae mai si(ue'''''''''''''' ''''''''''''''''''''''''''''''''''' '''''''''''''''''''''''

-'4'Reduceea necesaului de ene(ie/im*unataiea e&icientei ene(etice0''''''''''''''''''''''''

-'5'Utili$aea de mateii pime e(enea*ile''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'6'E)itaea dei)ati$aii''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'7'Utili$aea catali$at!il!''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'-,' "e(adae ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''-'--' Anali$a in timp eal pentu pe)eniea p!luaii'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

-'-+'E)iataea accidentel!''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

Capitolul #. Chiia !er$e cu aplicatiiin$ustriale.'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

+'-'P!cese catalitice industiale cae c!espund pincipiil! chimiei )e$i'''''''''''''''''''''''''''''''

+'-'-'E1emple catalitice ete!(ene in pactica''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

+'-'+'E1emple catalitice !m!(ene utili$ate in industie''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

+'+'Mateii pime e(enea*ile utili$ate ca mateii pime si *i!catali$at!ii''''''''''''''''''''''

+'2'O*tineea de su*stante chimice pe cale *i!chimica''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

PARTEA PRACTICA



Capit!lul 2' Studii de ca$'8 int!ducee in pactica industiala m!dena'''''''''''''''''

2'-'CHIMIA VER"E in Industia Alimentaa8Am*ala9ul O!''''''''''' ''''''''''''''''''''''''''''''''''' '''''''

2'+'CHIMIA VER"E in industia aut!: Masina H;*id Ai''''''''''''''''''''''''''''''''

CONCLU<II

Bi*li!(a&ie

INTRODUCERE

"e8a lun(ul sec!lului ==> chimia a adus schim*?i ma9!e @n m!dul de )iat? al !meniii pinteceea cate tehn!l!(iile cuate in industia chimica in cae accentul este pus pe educeea



deseuil! ca susa al e&ectel! ne(ati)e asupea mediului inc!n9uat!' In d!inta de a limita &act!iide mediu s8a c!nstat necesitatea de a ad!pta la ni)el de in!)atie tehn!l!(ii n!i cae au e)!luti! natchimia industiala dand nastee unei n!i amui chimice si anume chimia )ede' Aceata !&ea unnuma mae de !p!tunitati de a aplica n!i a*!dai in industie &!l!sind mateii pime altenati)e>c!nditii de eactie ec!l!(ice> minimi$aea c!nsumului de ene(ie si utili$aea un! su*stante chimicemai putin t!1ice si mai si(ue' Acestea sunt pemi$ele p!)!caii sec!lului ==I in cae se d!esc

p!duse pieten!ase cu mediul si *ene&ice sanatatii p!pulatiei'Cele mai mai ap!tui aduse de chimie sunt cele din industia &amaceutic? pin !*tineeacalmantel!> anti*i!ticel! si cel mai ecent !*tineea Via(ei pin met!de n!i -D'

C!misia M!ndial? pentu Mediu si "e$)!ltae> @n&iintat? de Natiunile Unite /C!misiaBundtland0 a su*liniat e1istenta a d!ua p!*leme ma9!e in ultimii +, ani de$)!ltaea cu nasa*uintaa unei cate(!ii mici de p!pulatie in de&a)!aea mediului> pin distu(eea esusel! natuale (l!*alein intees p!piu ast&el s8au eali$at sandade si n!me le(islati)e cae au int!dus temenii de chimie)ede si de$)!ltate dua*ila pin limitaea e1cesel!'-6D

Pin $e"!oltarea $ura%il& "!*le a enuntat ca um?este satis&aceea ne)!il! pe$entului>&?? a c!mp!mite p!si*ilit?tile (eneatiil! )iit!ae de a8si satis&ace p!piile ne)!i'> ia chimiei)e$i ia int!dus n!tiunile% p!ces de p!ductie ideal> p!dus ideal> utili$at! ideal'

Un p!ces ideal in )i$iunea aut!ului se epe$inta simplu> scu ! sin(u? etap?> s? &ie si(ua>s? utili$e$e esuse e(enea*ile> net!1ic> sa se eali$e$e cu c!nsum t!tal de eactanti> e&icient din punct de )edee al at!mil!> ia etapa de sepaae a p!dusuluip!dusil! &inal s? &ie una simpl?'

Un p!dus ideal este p!dusul ce c!nsum? minimum de ene(ie la !*tinee> &!l!seste esuseminime pentu st!cae> este si(u si -,,G *i!de(ada*il si se p!ate ecicla us!'

n (eneal> se ac!d? ! atentie de!se*it? p!cesel! ideale si p!dusel! ideale> da nuutili$at!il! ideali'

Un utili$at! ideal este utili$at!ul cae ae (i9? de mediu> cae utili$ea$? cantit?ti minimedint8un anumit p!dus> cae eciclea$? mateialele> le eutili$ea$? pe cele cae p!t &i eutili$ate sicae @ntele(e impactul p!dusel! asupa mediului' +D'

Implementaea chimiei )e$i in industie necesita e)aluaea c!stuil! de implementae a

tehn!l!(iil! )e$iJ din acest punct de )edee este util ca acest c!ncept sa &ie pi)it ca un p!ces deeducee a mult! &act!i implicati in p!cesae /'i(ura )0'In espectaea c!nditiil! ceute deA(enKia pentu P!tecKia Mediului US /EPA0 @mpeun cu S!cietatea de Chimie Ameican /ACS0 s8au eali$at -+ pincipii ale chimiei )e$i pin cae se d!este ! ec!n!mie a tutu! &act!il! implicatiin p!ductie'

-' Se cee pe)eniea &!maii deeuil! dect s &ie tatate i neutali$ate dup &!mae'

+' Ec!n!mie de at!m% pin eali$aea un! met!de de sinte$a cu mateii pime ie&tine si etapemai putine'

2' Sinte$e chimice cu t!1icitate edusa''

.' P!iectaea chimicalel! net!1ice'

3' S!l)enKi i au1iliai de eacKie net!1ici'

4' E&icienKa ene(etic este eali$ata pin met!dele sintetice la tempeatu i pesiuneam*iant'

5' Utili$aea mateiil! pime e(enea*ile'

6' "ei)ati$ae @n p!cent edus'

7' Catali$a% Reacti)ii catalitici sunt supei!i eacti)il! st!ichi!metici'

-,' "e(adae p!dusil! chimici in c!mpusi utili mediului inc!n9uat!'

--' Anali$a @n timp eal pentu pe)eniea p!luii% Met!d!l!(iile analitice pin cae seeali$ea$a m!nit!i$aea i c!nt!lul &!mii deeuil! @n timp eal'



-+' O chimie mai si(u pentu pe)eniea accidentel! pin minimi$aea p!tenKialel! situatiide u(enta'

Fi(ua -' Repee$entaea succinta a ceea ce inseamna chimia )ede in industie

In capit!lul umat! )!i discuta pe la( despe acestea cu e1emple c!ncete'

Capitolul ). Principiile chiiei !er"i

La ni)elul anil! -77,> A(entia pentu P!tectia Mediului US /EPA En)i!nmental

P!tecti!n A(enc;0 enunta pentu pima data c!nceptul de Chiie Ver$e*+ P!m!)aeatehn!l!(iil! chimice in!)ati)e pentu educeea sau eliminaea utili$aii sau (eneaii de su*stantet!1ice in desi(n8ul> &a*icaea si utili$aea p!dusil! chimici 7D'

Cele -+ pincipii ale chimiei )e$i aata cum p!t &i atinse !*iecti)ele ceute pin eali$aea detehn!l!(ii n!i in !icae dinte cele tei d!menii %

,Doeniul )% Utili$aea unei cai de sinte$a mai )e$i,Doeniul #% Utili$aea un! c!nditii de eactie mai )e$i'Doeniul -+ "esi(n8ul un! chimicale mai )e$i'Chimia )ede este pi)it? ca un p!ces de educee cu t!ate acestea> p!)!caea &undamental?

a industiei chimice este de a !*tine p!duse *ene&ice s!ciet?tii la un c!st accepta*il> &?? a p!luamediul @nc!n9u?t! /Fi(ua +0 -D'

).).Pre!enirea eliinarea/ 0or&rii $e $eseuri

Este mai bine sa se previna formarea deseurilor decat sa fie tratate si neutralizate dupa



formare' In acest pincipiu se aplica ! )eche $icala% Un dram de prevenire e mai valoros decat otona de vindecare' -D

Un aspect imp!tant al eactiil! chimice este &aptul c!nduc la !*tineea de p!dusi ned!iti/deseui0 ia pentu a se e)ita &!maea l! se aplica &ie se utili$eaea de catali$at!i cae se p!tecupea us!> &ie se @nl!cuiesc )echii catali$at!i cu unii mult mai e&icienti si cae p!t &i ecupeati>&ie se @nl!cuiesc met!dele taditi!nale de !*tinee a c!mpusil! cu met!de altenati)e'

n c!ntinuae )!i pe$enta cte)a e1emple de eactii cae au &!st tans&!mate @n eactii)e$i pin espectaea pincipiului pe)eniii &!m?ii de deseui'A' Un e1emplu imp!tant este cel al eactiil! cae implic? p!te9aea anumit! (up?i>

utili$ate &ec)ent @n industia &amaceutic? si cae epe$int? ! sus? imp!tant? de deseui' El!c)ent este simpli&icaea p!cesului de !*tinee al 18ainopenicilanic intemedia @n!*tineea anti*i!ticel!0 din sinte$a in tei etape cu unul cae implic? ! etap? de *i!tans&!mae'

P!cesul initial implica p!te9aea (up?ii ca*!1ilat din penicilina # pin sililae'Aceast? eactie necesita de asemenea utili$aea dimetil anilinei pentu @ndep?taea HCl

!*tinut @n p!cesul de sililae /'i(ura -0'

'i(ura #. O%tinerea aci$ului 12ainopenicilanic



'i(ura #. E0ectul aplicarii principiilor chiiei !er"i asupra 0actorilor care (u!ernea"a unproces tehnolo(ic

În procesul biocatalitic este utilizatã amidaza penicilinei imobilizatã pe un suport pentrua dezacetila în mod direct penicilina G.

Aces proces (biocatalitic) prezintã urmãtoarele beneficii “verzi” suplimentare:- nu implicã utilizarea diclormetanului ca solvent si a apei- decur!e cu economie de ener!ie" deoarece reactia are loc la #$%& si nu la -'$%& ct era necesar

în etapa de proteare a !rupãrii carbo*ilice- implicã probleme reduse din punct de vedere al si!urantei deoarece nu se mai utilizeazã +&l'care este to*icã.

În mod frecvent reactiile c,imice implicã utilizarea unor reactivi cum ar fi !rupãri protectoare si asa-numitii catalizatori care nu se re!ãsesc în produsii finali utili. olventii or!anici" deseori considerati esent iali> int? @n aceast? cate(!ie de!aece une!i eactiile p!tdecu(e si @n a*senta s!l)entil!' Unele dinte aceste mateiale se tans&!m? @n deseuiJ unele dinteaceste putnd &i ecupeate> da @n t!ate ca$uile se c!nsum? esuse imp!tante si ene(ie> acesteanec!nstituind p?ti ale p!dusil! necesai'

n p!iectaea eact!ael! chimice se c!nsum? att mateiale> ct si *ani si ca umae te*uiee(ndite p!iectaea instalatiil! si a echipamentel! au1iliae /c!nceptul intensi&ic?ii p!cesel!0 ca

! pate a s!lutiei in(ineiei chimice la p!cesele chimice )e$i' E1ist? ! sine(ie imp!tant? @ntea*!daea chimic? si cea in(ineeasc? pentu educeea mateialel!' n m!d &ec)ent utili$aea deeact!ae mici p!ate necesita c!nstuiea de instalatii suplimentae de!aece anumite eactii necesit?)!lume mai de s!l)enti si ca umae eact!aele mici nu sunt su&iciente' Pin utili$aea c!nceptuluichimiei )e$i pentu a inte(a chimia si desi(nul instalatiil! se p!t eali$a ec!n!mii imp!tante demateiale'

In +,,+ P&i$e casti(a pemiul Altenati)e S;nthetic PathQa; /Cai altenati)e de sinte$a0!&eit de Pesidential #een Chemist; Challen(e AQads pentu e&!mulaea p!cedeului de

&a*icae a c!mpusului Setaline> in(edietul acti) din <!l!&t> antidepesi)ul cel mai &ec)ent pescis in lume la !a actuala/'i(ura -0'



'i(ura. - Sertraline 3olo0t4/

).#. Econoia $e atoi

Metodele sintetice trebuie realizate de asa maniera incat sa maximizeze incorporareatuturor materiilor prime in produsul de reactie, in timpul procesului chimic.

Acest pincipiu este ! ede&inie a ec!n!miei de at!m> asa cum a &!st de&init initial de cateBa; T!st /-77-0' Cun!stintele d!*andite de8a lun(ul a ap!ape -,, de ani de chimie !(anicasintetica epe$inta ! *a$a pentu a e&!mula tans&!maile sintetice' Multe eactii s8au de$)!ltat pe

*a$a fabrica produsul indiferent de costuri' Adesea> a)em de8a &ace cu m!di&icai ale p!cesel!

cun!scute de9a pentu a maii c!n)esia eactiei la un ni)el p!mitat!' O pi)ie mai atenta insaasupa chimismului si a mateiil! pime utili$ate aata ca este de &apt )!*a de ! cestee anumaului de at!mi cae nu sunt inc!p!ati in p!dusul &inal' Te*uie asada eali$ata ! anali$a maiatenta a e&icientei eactiei' "aca ! eactie de9a e1istenta !&ea un andament de 53G cu &!maea de

p!dusi secundai in cantitati m!deate> in timp ce ! sinte$a altenati)a acesteia c!nduce laandamente semni&icati) mai idicate da> in acelasi timp> educe ec!n!mia de at!m> atunci pimaeactie este de pe&eat din punct de )edee al p!tectiei mediului' In -775> c!mpania BHC casti(a

pemiul Pesidential #een Chemist; Challen(e AQads pentu de$)!ltaea unei cai de &a*icae ai*up!&enului> int8! maniea mult mai e&icienta si mai cuata' N!ul p!cedeul utili$ea$a mai putinemateii pime> ae ! ec!n!mie de at!m mult mai mae /77G> cu ecupeaea p!dusului secunda 8acidul acetic0 si decu(e cu &!maea un! cantitati ap!ape ine1istente de deseui /desuile &!mate

sunt eciclate in p!ces0' I*up!&enul &a*icat pin p!cedeul BHC este c!meciali$at su* denumieade Ad)il si M!tin /'i(ura 50'



'i(ura 5'I*up!&en

Cele mai multe manuale de chimie !(anica nu c!nsidea ec!n!mia de at!m ca ! c!mp!nentanecesaa pentu intele(eea eactiil!' Reali$aea unei ec!n!mii de at!m de -,,G implica unandament idicat ia acesta este &!ta m!tice a p!&itului'

#eneatii @nte(i de chimisti> @n special !(anicieni> au a)ut ca sc!p desc!peiea un! eactiide sinte$?> @n uma c?!a s? se !*tin? p!dusi de eactie cu un andament si puitate a)ansate' "esiacesta este un !*iecti) de!se*it de imp!tant> eactiile chimice se p!t des&?sua cu un andament de

-,, G> p!dusii de eactie a)nd ! puitate de -,,G> (enend @ns? ! cantitate mai mae de deseuidect p!dusul !*tinut' n temeni simpli ecuatia /-0%

A B C " E /-0



unde c!mpusii A si B eacti!nea$? cu &!maea p!dusului de eactie C /de @nalt? puitate si cu unandament idicat0> !*tinndu8se @ns? si alti p!dusi secundai /" si E0 @n ap!t st!echi!metic'

Ran$aent /G0 /cantitatea pactica de p!dus de eactie cantitatea te!etica de p!dus deeactie0 1 -,,

Selecti!itate /G0 /andamentul in p!dusul d!it cantitatea de eactant tans&!mat0 1 -,,Econoie $e ato /G0 /masa m!leculaa a p!dusului d!it masa m!leculaa a tutu! eactantil!0 1 -,,

Multi ani sinte$a &en!lului a a)ut la *a$? eactia dinte *en$en sul&!natul de s!diu si NaOH'P!dusii de eactie sunt &en!latul de s!diu /cae este ultei! hid!li$at la &en!l0> sul&itul de s!diu siapa' "esi eactia decu(e cu un andament &!ate *un> uitndu8se la cantit?tile !*tinute se !*se)? c?se (eneea$? mai multe deseui dect p!dusul de eactie d!it Cla> +,,+D

C!nceptul ec!n!miei de at!mi a &!st int!dus de T!st> &iind unul dinte cele mai&!l!sit!ae instumente pentu p!iectaea /eali$aea0 un! eactii chimice cae s? (enee$e cantit?tict mai mici de deseui T!st> -77-D' C!n&!m acestui c!ncept> at!mii cae eacti!nea$? a te*ui s?&ie inclusi @n p!p!tie ct mai mae @n p!dusii de eactie'

Un e1emplu @l c!nstituie !*tineea anhididei maleice' Lund @n c!nsideae cele d!u?met!de de !*tinee a anhididei maleice /&i(ua 30 este e)ident &aptul c? met!da cae implic?!1idaea *utenei este c!nsidea*il mult mai e&icient? din punct de )edee al ec!n!miei at!mil! sielimin? &!maea de deseui /@n acest ca$ eliminaea a d!i at!mi de ca*!n su* &!m? de di!1id deca*!n ca @n met!da cae implic? !1idaea *en$enului0' C!mpand aceste d!u? met!de esteinteesant &aptul c? am*ele decu( @n c!nditii de eactie similae /.,,C0 @n pe$enta penta!1idului de)anadiu ca si catali$at!'

P!cesul initial de !*tinee a anhididei maleice a implicat met!da cae &!l!seste *en$enul da @n ultimii ani !1idaea *utenei a &!st mai des &!l!sit? de!aece aceast? met!d? implic? ! tehn!l!(iede sepaae mult mai simpl?'



'i(ura 6. Econoia $e atoi pentru eto$ele $e o%tinere a anhi$ri$ei aleice

In pei!ada actual? cele mai nume!ase instalatii de !*tinee a anhididei maleice utili$ea$? *utanul ca mateie pim? de!aece este ! mateie pim? cu pet sc?$ut' n timp ce> @n etapa de p!iectae ale(eea *utenei @n &a)!aea *en$enului pae a &i e)ident?> t!tusi cele d!u? met!de au



selecti)it?ti di&eite> si ca umae se anulea$? ast&el *ene&iciile le(ate de ec!n!mia de at!miicaacteistice met!dei cae implic? *utena'

Utili$nd *en$enul ca mateie pim? selecti)itatea eactiei este de ap!1imati) 43G @n timp ce@n ca$ul @n cae se utili$ea$? *utena selecti)itatea este de ap!1imati) 33G' "ac? se @nmultesc)al!ile te!etice !*tinute pentu ec!n!miile de at!mi @n ca$ul cel! d!u? met!de &!l!site cuselecti)it?tile menti!nate se !*tin ec!n!mii de at!mi !*tinute pactic de +6>5G pentu met!da cu

*en$en si 23>4G pentu met!da cae implic? utili$aea *utenei' Aceasta epe$int? ! ilustae util? am!dului @n cae c!nceptul de ec!n!mie a at!mil! epe$int? un instument suplimenta imp!tant @nm?suaea andamentului /e&icientei0 t!tal a unei anumite eactii si a m!dului @n cae ! )al!ae maeaec!n!miei de at!mi p!ate c!mpensa cantit?tile /andamentele0 mici de p!dusi !*tinuti siselecti)it?tile eduse'

Pin luaea @n c!nsideae a ec!n!miei de at!mi pentu di&eite met!de de sinte$? @n etapa de plani&icae a state(iei cae te*uie s? &ie umate este &!ate p!*a*il &aptul c? se )! !*tine cantit?timult mai mai de p!dusi de eactie pe unitatea de mas? de eactanti &!l!sit? dect s8a putea !*tine@n alte ca$ui' Cu t!ate acestea e1ist? anumite eactii u$uale cae sunt e&iciente din punct de )edee alnum?ului de at!mi si altele cae nu sunt ec!n!mice din punct de )edee al num?ului de at!miimplicati /ta*elul -0'

Ta*elul -' Reactii cae implic? ec!n!mie de at!mi si eactii cae nu implic? ec!n!mia deat!mi Lancaste> +,,+D

Reactii cae implic? ec!n!mie de at!mi Reactii cae decu( &?? ec!n!mie de at!mi

ReacKii de eaan9aeReacKii de adiKieReacKii "iels8Alde Alte eacKii la sisteme c!n9u(ate

ReacKii de su*stituKieReacKii de eliminaeReacKii Witti(ReacKii #i(nad

Cu t!ate c? eactiile cae se des&?s!a? su* titulatua de eactii cu ec!n!mie de at!mi sunt@n (eneal e&iciente din punct de )edee al num?ului de at!mi> t!tusi &iecae eactie te*uie s? &ieluat? @n c!nsideae indi)idual> de e1emplu @n special cae implic? utili$aea de catali$at!ineecupea*ili cae te*uie utili$ati une!i @n cantit?ti imp!tante' Pe de alt? pate anumite eactiineec!n!mice din punct de )edee al num?ului de at!mi p!t implica> de e1emplu> eliminaeam!leculel! de ap?> cae nu diminuea$? @n m!d semni&icati) caacteul de )ede al eactieiespecti)e Lancaste> +,,+D'

Cele mai multe manuale de chimie !(anica nu c!nsidea ec!n!mia de at!m ca ! c!mp!nentanecesaa pentu intele(eea eactiil!' Reali$aea unei ec!n!mii de at!m de -,,G implica unandament idicat ia acesta este &!ta m!tice a p!&itului'

).) E7eple $e reactii cu econoie $e atoi

a0 Reactii de eaan9ae

Reactiile de eaan9ae> @n special cele cae implic? tempeatui idicate sau ! cantitate mic?de catali$at!i pentu acti)aea eactiei decu( cu ec!n!mie de at!mi /t!tal?0' Un e1emplu clasic alacestui tip de eactii @l epe$int? eactiile de eaan9ae Claisen cae implic? eaan9aea eteil! alila!matici dup? cum se !*se)? @n 0i(ura 1'



'i(ura 1. Reactie $e rearan8are Claisen

Cu t!ate c? p!d!min? de !*icei p!dusii !t!8su*stituiti se !*tin t!tusi si p!dusi paa8alchilati educnd ast&el andamentul t!tal al eactiei' Reactia p!ate &i att cu andament mae> ct sicu ec!n!mie de at!mi @n ca$ul @n cae se utili$ea$? etei alilici di!t!8 su*stituiti'



Reactia de eaan9ae Fies a esteil! &en!lici /& i(ura 90 este catali$at? @n m!d u$ual decantit?ti st!echi!metice de aci$i LeQis cum a &i AlCl2'



'i(ura9. Reactii$e rearan8are 'ries

Cantitatea mae de catali$at!i este necesa? dat!it? c!mple1?ii acestuia cu p!dusii'Lucnd @n pe$ena apei ae l!c hid!li$aea c!mple1ului cu &!maea unei cantit?ti imp!tante dedeseui de aluminiu' Aceasta educe semni&icati) ec!n!mia de at!mi a eactiei ast&el c? AlCl2 te*uies? &ie c!nsideat ca eactant si nu ca si catali$at! de!aece nu p!ate &i ecupeat @nt8! &!m? cae

p!ate &i eutili$a*il?' O s!lutie c!n)ena*il? la aceast? p!*lem? ! c!nstituie eactia de eaan9aeFies'

n acest ca$ se utili$ea$? lumina pentu (eneaea adicalil! RCOO>ia eactia decu(e

pint8un mecanism intem!lecula cu adicali li*ei si nu pin atac nucle!&il ca @n p!ceselec!n)enti!nale' Selecti)itatea acest! eactii p!ate &i @m*un?t?tit? pin impuneea unui c!nt!l steic pin eali$aea eactiei @n ca)it?ti de $e!liti si cicl!de1tine'

O alt? eactie de eaan9ae imp!tant? cae este catali$at? de cantit?ti st!echi!metice decatali$at!i este eactia de eaan9ae Becmann /0i(ura :0'

'i(ura :. Reactie $e rearan8are ;ec<ann

Aceast? eactie este utili$at? c!mecial pentu tans&!maea cicl!he1an!n8!1imei @ncap!lactam?> un intemedia imp!tant @n p!cesul de !*tinee a n;l!nului 4' n aceast? eactie seutili$ea$? ca si catali$at! !leumul +,G' n acest p!ces s8a testat ! )aietate mae de catali$at!ihete!(eni @n sc!pul @nl!cuiii !leumului' Cele mai *une e$ultate @n acest sc!p au dat $e!litii cum a &i de e1emplu BD8MFI @n pe$enta c?uia s8a !*tinut cap!lactama cu andament de 7.G @neact!ae @n pat &luidi$at' Alte a)anta9e ale acestui catali$at! sunt acelea c? pe$int? sta*ilitate maesi se e(eneea$? us!'

O seie de alte eactii numite eactii de eaan9ae implic? eliminaea un! m!lecule de ap?' ntimp ce pin aceast? eliminae ae l!c educeea ec!n!miei de at!mi t!tusi aceste eactii suntc!nsideate ca apatinnd sinte$el! )e$i' Reactia de eaan9ae a pinac!lului @n aldehide si cet!ne



catali$at? de aci$i' n m!d &ec)ent se utili$ea$? @n acest sc!p acidul sul&uic> da s8au utili$at si aci$i pe sup!tui 1atalitice cum a &i de e1emplu FeCl2 sau silicea' Mecanismul implic? p!t!naea uneiadinte (up?ile hid!1il umat? de piedeea unei m!lecule de ap?> mi(aea (up?ii alchil @n sc!pul!*tineii unui ca*!cati!n mai sta*il si @n &inal la e(eneaea p!t!nului /0i(ura =/'

'i(ura =. Reactii $e rearan8are a pinac!lului

Acest tip de eactii p!t apae pentu t!ti c!mpusii pentu cae se p!ate (enea un ca*!cati!n@n p!$itia X &at? de un at!m de ca*!n c!ntinnd ! (upae hid!1il Lancaste> +,,+D'

*0 Reactii de aditieSunt eactiile cae implic? aditia unui c!mpus la ! (upae nesatuat? si cae decu( cu !

ec!n!mie de at!mi de -,,G'AA B8C 8Y AB8AC

n ca$ul @n cae aditia este initiat? de atacul unui elect!&il asupa elect!nil! Z ai uneile(?tui nesatuate &!mndu8se un ca*!cati!n' Reactia cae decu(e pin acest mecanism este !aditie elect!&il?' Reactiile de aditite elect!&il? sunt speci&ice alchenel!'

Reactia de aditie elect!&il? este (u)enat? de le(ea lui Ma!)ni!) cae spune c? @n aditiaH= la ! alchen? H se la lea(a de at!mul de ca*!n al alchenei cae c!ntine cel mai mae num? deat!mi de hid!(en' Un alt m!d de e1pimaea a acestei le(i este acela c? se )a &!ma cel mai sta*il

ca*!cati!n /0i(ura )>0'



'i(ura )> . A$itia electro0il& si e7epli0icarea re(ulii lui Mar<o!ni<o!

Reactia Michael implic? aditia unui at!m de ca*!n la un at!m de ca*!n al unei du*lele(?tui c!ntinnd ! (upae cae p!ate ceda elect!ni' Aceast? eactie decu(e @n pe$enta unui

catali$at! de tipul *a$el!' Se cun!sc nume!ase *a$e hete!(ene cae p!t &i eutili$ate' "inteacestea cele mai imp!tante sunt% alumina /!1id de aluminiu0> [F sau alumin? si &en!lati pe sup!t desilice' Catali$at!ii de tipul &en!latil! pe sup!t de silice sunt e&icienti @n p!cesul de aditie a esteil! 8cet!nici la cet!ne nesatuate /0i(ura ))0'



'i(ura )). Reactii $e a$itie Michael

Reactiile de aditie la (up?ile ca*!nil sunt de asemenea eactii imp!tante din punct de)edee al ec!n!miei de at!mi' Pin utili$aea de li(an$i chiali /li(and cae nu este supep!$a*il &at?de ima(inea sa @n !(lind?0 se p!ate des&?sua hid!(enaea catalitic? cu enanti!selecti)itate/selecti)itatea unei eactii &at? de ! peeche de enanti!mei : enanti!meii i$!mei cae au p!piet?ti&i$ice si chimice identice /cu e1ceptia sensului !tatiei !ptice0' Aceast? tehn!l!(ie este utili$at? pesca? la(? @n industia &amaceutic?J de e1emplu S8nap!1enul /un medicament antiin&lamat!

neste!idian> cu putenic? actiune anal(e$ic? si antitemic?0 p!ate &i !*tinut cu enanti!selecti)itateidicat? utili$nd catali$at!ul chial de tipul &!s&ina si uteniu / 0i(ura )#0'



'i(ura )# . Meto$a $e hi$ro(enare enantioselecti!& pentru o%tinerea S2napro7enului

Reactii Diels2Al$er

Reactiile "iels8Alde sunt eactiile cae implic? &!maea simultan? a d!u? le(?tui C8C' Une1emplu al unei eactii de tip "iels8Alde cu ec!n!mie de at!mi este eactia de !*tinee ainsecticidului aldin /& i(ura )-0'



Fi(ua -2' O*tineea Aldinului pin eactii "iels8Alde

Acest insecticid a &!st inte$is @n cele mai multe tai dat!it? dat!it? t!1icit?tii acestuia

asupa !(anismel!' Acest e1emplu ilustea$? necesitatea lu?ii @n c!nsideae a @nte(ului ciclu de)iat? al p!dusel! si nu d!a asupa met!dei de sinte$? Lanscaste> +,,+D'

).-. Sinte"e chiice ai putin periculoase Daca sunt practicabile, metodele sintetice trebuie realizate de asa maniera incat sa utilizeze

si sa genereze substante cu toxicitate redusa sau non-toxice asupra sanatatii umane si a mediuluiinconjurator '

"aca pi)im d!a p!dusul unei tans&!mai chimice> ceea ce )edem cel mai adesea este p!)e*ialul varf al icebergului' Int8! sec)enta de sinte$a in mai multe etape sau chia int8un p!ces int8! sin(ua etapa> sunt adesea utili$ati eacti)i t!1ici sau peicul!si' P!ceduile de&a*icae asi(ua insa lipsa c!ntaminail! cu acesti eacti)i a p!dusului &inal' In acest ca$> p!cesul

insusi pe$inta ! seie de iscui' Re&!muland tans&!maile e1istente in unele cae utili$ea$amateiale mai putin peicul!ase este unul din !)*iecti)ele ma9!e ale chimiei )e$i'

In -777 La*!at!aele de Cecetae Lill; casti(a pemiul Pesidential #een Chemist;Challen(e AQads pentu e&!mulaea sinte$ei medicamentului antic!n)ulsi) L\2,,-4.' Acesta(ent &amaceutic a &!st de$)!ltat pentu tatamentul in epilepsie si alte a&ectiuni neu!' Pima etapain n!ua sinte$a utili$ea$a d!9dia Zgosaccharomces rouxii int8un n!u sistem de eactie ti&a$ic>

pemitand indepataea c!mp!nentel! de eactie !(anice din &lu1ul de deseui ap!ase' A d!ua etapacheie in sinte$a este !1idaea selecti)a cu ae c!mpimat> cae elimina utili$aea !1idului de c!m>

p!si*il cancei(en> pe)enind in acest &el (eneaea deseuil! cu c!m' Implementaea la ni)elindustial a acestei n!i state(ii de sinte$a a dus la ! cestee semni&icati)a a p!tectiei mediului'

Pentu &iecae -,, ( de L\2,,-4. p!dus se elimina utili$aea a 2.',,, L s!l)ent si se e)ita

&!maea a 2,, ( deseui pe *a$a de c!m' "!a tei din sase intemediai &!mati sunt i$!latilimitand in acest &el e1puneea muncit!il! si sca$and c!stuile de p!cesae' Sinte$a in discutie s8ad!)edit a &i mult mai e&icienta> andamentul ucand de la -4G la 33G'

In -76. s8a p!dus cel mai mae de$astu din industia chimic? @n cae au muit 2,,, pes!ane si au &!st )?t?mate 3,,,, pes!ane' Numele Bh!pal a adus ! pat? nea(? asupa industieichimice si este as!ciat cu cel mai mae de$astu industial din lume'P!dusul !*tinut la Bh!pal /@nIndia0 a &!st un insecticid numit ca*ailul /0i(ura )50'



Fi(ua -.' Met!da Bh!pal de !*tinee a ca*ailului

Cu t!ate c? eactia de sinte$? este una simpl?> ea implica utili$aea a d!u? su*stante chimice&!ate peicul!ase /&!s(enul si i$!cianatul de metil0' Cau$a imediat? a accidentul a &!st p?tundeea/@n timpul utinei de @ntetinee0 a unei cantit?ti mai de ap? @n e$e)!ul de dep!$itae cae c!ntinea! catitate mai mae de 4, de t!ne de intemedia /ICM : i$!cianat de metil0' Aceast? cantitate de ap?a c!ndus la cesteea apid? a tempeatuii si pesiunii si ca umae e$e)!ul de dep!$itae ae1pl!dat si @n atm!s&e? au a9uns )!lume mai de (a$ t!1ic cae c!ntinea att ICM> ct si p!dusi dehid!li$? ai acestuia ce includ acidul cianhidic'

Este &!ate us! a @n)in!)?ti pes!ane> p!cedui si echipamente @n ca$ui ca cel de la Bh!pal>da statistic aceste de$aste au l!c de!aece !amenii sunt supusi (eselil!> p!ceduile p!t &i@nt!tdeauna @m*un?t?tite si chia si cele mai pe&!mante echipamente )! ceda une!i' Este mult mai

*ene&ic a se identi&ica cau$a eal? a p!*lemei si a ! elimina' n acest ca$ cau$a a &!st dep!$itaeaunei cantit?ti asa de mai de i$!cianat de metil t!1ic' nte*aea cae se pune este p!ate &i !*tinutca*ailul e&icient &?? ca i$!cianatul de metil s? &ie st!cat] R?spunsul este da> da este iele)ant'Ceea ce este ele)ant este c? ast&el de @nte*?i te*uie luate @n c!nsideae @n m!d sei!s @n etapa de

p!iectae a p!cesului'n temeni simplii iscul pentu mediu si )iat? este ! &unctie de peic!lul si de e1puneea de

peic!l' n m!d c!n)enti!nal pentu un peic!l cun!scut dat /de e1emplu e&ectele t!1ice alei$!cianatului de metil0 iscul p!ate &i c!nt!lat pin educeea e1puneii pin &!l!siea echipamentuluide p!tectie> utili$aea de disp!$iti)e si(ue si alte met!de de c!nt!l' C!nceptul de *a$? aldesi(nului si(u &iesc este c? @n l!cul c!nt!lului e1puneii stau peic!lele cae sunt> pe ct se p!atede @ndep?tate p!si*il> @n a&aa /e1tei!ul0 desi(nului unui p!ces' Chia dac? p!cesele au &!stc!ncepute s? &ie si(ue> t!tusi peic!lele apa' A*!daea de *a$? @n acest ca$ este c? ceea ce nua)em nu ne d?unea$?'

n ca$ul Bh!pal un ast&el de desi(n a &i te*uit s? implice e)itaea st!c?ii pe temen lun( /aun! cantit?ti mai0 att a i$!cianatului de metil> ct si a &!s(enului' P!duceea acidului adipicepe$int? un studiu de ca$ c!espun$?t! cae nu numai c? implic? desi(nul si(u &iesc da t!t!dat?aplic? pincipii ale chimiei )e$i'

P!ductia m!ndial? de acid adipic este de ap!1imati) + mili!ane t!nean> din aceasta cea maimae pate se c!nsum? pentu !*tineea N;l!n 4%4' Mai mult de 7,G din p!ductia de acid adipic seeali$ea$? pin !1idaea cicl!he1anului @nt8un p!ces @n d!u? etape / 0i(ura )60 si cae implic?!1idaea initial? cu ae utili$nd ca si catali$at!i na&tenatul de c!*alt sau acidul *!ic> umat? de!1idaea amestecului cet!n?alc!!l cu un e1ces de acid a$!tic'



'i(ura )6. Meto$a con!entional& $e o%tinere a aci$ului a$ipic

Cu t!ate c? acest p!ces a &!st aplicat cu succes ani *uni de c!mpanii chimice imp!tantee1ist? nume!ase p!*leme de dua*ilitate si cele caacteistice chimiei )e$i le(ate de%de$astul Fli1*!!u(h din -75. a a)ut l!c @nt8! instalatie de !1idae a cicl!he1anului cae &uncti!na

la -3,C si ! pesiune de -, *ai' Pentu a se atin(e selecti)it?ti idicate instalatia a &uncti!nat cuandament de tans&!mae mic /^-,G0 ast&el c? sunt necesae cantit?ti mai de mateii pime' Cut!ate c?> cau$a imediat? a de$astului de la Fli1*!!u(h s8a ce$ut a &i instalaea inc!ect? asu&lantel!> cau$a pincipal? a &!st implicaea un! )!lume mai de c!mpusi in&lama*ili si utili$aeachimiei !1id?ii cae dat!it? p!tenialului de !peae @n e(iunea de p!ducee a e1pl!$iil!> @n

paticula @n punctele de admisie a aeului p!t c!nduce la eactii nec!nt!late'n c!ntinuaea p!cesului amestecul de p!dusi este ?cit cu ap?' Pin acest p!ces ae l!c

@ndep?taea cantit?til! @n ume de p!dusi secundai s!lu*ili @n ap? si a catali$at!il!' Cu t!ate c?se ecupeea$? cantit?ti imp!tante de c!*alt : utili$at ca si catali$at! /cu a9ut!ul unei c!l!ane cuschim*?t!i de i!ni0 t!tusi acest p!ces p!ate c!nti*ui la p!luaea cu metale (ele a mediului> ia une!i au l!c piedei de mateiale si ene(ie' n ca$ul utili$?ii ca si catali$at! a acidului *!ic se

!*tin p!dusi d!iti @n cantit?ti mai i cu andament de tans&!mae mae dat!it? sta*ilit?ti @n p!cesul ultei! de !1idae a esteului cicl!he1an!l *!at /c;cl!he1an!l *!ate este0 da acidulte*uie ecupeat pin e)ap!ae' P!cesul de e)ap!ae este un p!ces cae implic? c!nsum mae deene(ie si echipament special'n etapa a + a p!cesului se @ne(istea$? p!*leme le(ate de c!!$iune as!ciate cu utili$aea aciduluia$!tic c!ncentat' Ca umaea este necesa? utili$aea de instalatii /echipamente0 din !tel de puitateidicat? si titan' Ceea mai mae p!*lem? @ns? ! c!nstituie emisiile de p!t!1id de a$!t : un (a$ cae&ace pate din cate(!ia (a$el! cu e&ect de se? si cae este un (a$ de +,, de !i mai tae dectdi!1idul de ca*!n' Pn? ecent s8a estimat c? ap!1imati) -,G din p!t!1idul de a$!t cae a9un(e @natm!s&e? p!)ine din instalatiile de acid adipicJ emisiile &iind de ,>2 ( N+O( de acid adipic'

Ca umae t!ate &a*icile p!duc?t!ae de acid adipic au ad!ptat m?sui cu pi)ie la

educeea emisiil! de p!t!1id de a$!t @n anul -776' Cele mai nume!ase dinte aceste p!ceduiimplic? tehn!l!(iile cae nu implic? m!di&icaea p!cesului de p!ductie ci c!nt!lul p!dusil! eliminati ca deseui cae elimin? p!*lemele imediate> cu c!stui imp!tante> da cae nu se adesea$?

p!*lemei eale si anume la e)itaea p!duceii de p!t!1id de a$!t' Unele dinte tehn!l!(iile deeducee implicate sunt%8 educeea catalitic? @n pe$enta metanului la a$!t si di!1id de ca*!nJ8 !1idaea la di!1id de a$!t utili$at pentu !*tineea acidului a$!tic'

n etapa de !1idae a cicl!he1anului s8au &?cut @m*un?t?tii min!e @n ceea ce pi)este )ite$asi andamentul de tans&!mae pin @m*un?t?tiea desi(nuluiamestec?t!ului si al schim*?t!ului de c?ldu?> da peic!lele ineente as!ciate cu etapa - a

p!cesului ?mn'

P!*a*il c? ?spunsul pe&eat pentu a se eali$a un p!ces )ede> mai si(u @l epe$int?(?siea unei met!de altenati)e' P!duceea de cicl!he1an!l pin hid!(enaea catalitic? a &en!luluidecu(e cu andament mae si cu selecti)itate idicat?> ia acesta epe$int? pima met!d? utili$at?

pentu e)itaea p!*lemel! le(ate de !1idaea cicl!he1anului' Cu t!ate acestea mateia pim? pentuam*ele met!de este *en$enul> ia !*tineea &en!lului implic? ! etap? de !1idae simila?' Ast&el se

p!ate d!)edi c? p!ductia /!*tineea0 de cicl!he1an!l este )ede da p!*lemele nu s8au eliminat@n t!talitate' Pe de alt? pate se p!ate d!)edi c? de!aece &en!lul se !*tine @nt8un num? &!ate maede instalatii de !1idae> num?ul acest!a te*uie edus si ca umae si iscul dat!at )a &i edus' Cut!ate c? met!da de !*tinee a &en!lului se pactic? si @n pe$ent> din m!ti)e ec!n!mice t!tusi nu s8aad!ptat acest p!ces pe sca? la(?'

O s!lutie )ede si dua*il? a acestei sinte$e a &!st identi&icat? de F!st' P!cesul int!dus deacesta implic? sinte$a acidului adipic din (luc!$? pin catec!l utili$nd *i!catali$at!ul Escheichiac!li m!di&icat (enetic /0i(ura )1/'



'i(ura )1. Meto$& ?!er$e@ $e o%tinere a aci$ului a$ipic

S8au desc!peit @n decusul timpului di&eite alte p!cese cu (ad di&eit'S8au desc!peit @ndecusul timpului di&eite alte p!cese cu (ad di&eit din punct de )edee al caacteului )ede caeinclud ca*!alc!1ilaea *utadienei si dica*!nilaea ->.8dimet!1i8+8*uten?> da din di&eite m!ti)eaceste met!de nu sunt satis&?c?t!ae din punct de )edee c!mecial'

Cea mai de succes met!d? din punct de )edee al dua*ilit?tii a &!st desc!peit? la Asahi[asei C!p!ati!n Cla> +,,+D' Aceast? met!d? se *a$ea$? pe hidataea cicl!he1enei /0i(ura )90'

'i(ura )9. Meto$& Asahi $e o%tinere a ciclohe7anolului Cla>+,,+D

P!cesul implic? utili$aea catali$at!ului H8<MS83> ia p!piet?tile hid!&!*e ale acestuicatali$at! dau p!si*ilitatea ads!*tiei selecti)e a cicl!he1enei'

).5. Re$ucerea to7icit&tii o%tinerea $e su%stante chiice ai si(ur

!rodusii chimici trebuie sa-si aplice functia dorita in acelasi timp cu minimizarea toxicitatii

lor.In industia &amaceutica este &!ate imp!tant ap!tul e&icacitatet!1icitate' E)ident este

&!ate imp!tant ca p!dusul &inal sa atin(a anumite pe&!mante chimice' Adesea insa> eacti)itateasecundaa nepe)a$uta a acest! p!dusi p!ate &i &!ate peicul!asa% )!pselui cu actiunecancei(ena> a(enti e&i(eenti cae distu( statul de !$!n> etc' "at!ita acestui &apt c!munitateachimica a de)enit &!ate atenta in identi&icaea mecanismel! speci&ice de actiune pentu ! mae)aietate de e&ecte &inale ne(ati)e' A)em ne)!ie sa pe(atim chimisti sinteticieni cae sa intelea(a sisa apecie$e mai *ine aceste mecanisme'

Fundatia W!ld Wildli&e /WWF0 duce ! campanie &!ate acti)a imp!ti)a utili$aii a(entil! anti8mi!s pe na)ele maitime' Na)ele utili$ea$a> in m!d taditi!nal> chimicale numite c!mpusi!(an!8staniu pentu a pe)eni acumulaea de plante maine in timpul na)i(atiei' Studiile eali$ate

aata insa ca c!mpusii !(an!8staniu sunt unele dinte cele mai t!1ice chimicale eli*eate )e!data inmediul main' Pe$enti in mediul main chia in c!ncentatii &!ate mici> acesti c!mpusi au un impactne(ati) asupa )ietii su*ac)atice' R!hm si Haas> casti(at!ii pemiului Pesidential #een Chemist;



Challen(e AQads> in -774> au de$)!ltat ! altenati)a net!1ica> inl!cuind c!mpusii !(an!8staniu cu

un p!dus denumit Sea8NineTM' Acest p!dus se de(adea$a apid in mediu si nu se *i!acumulea$a'Pe de alta pate> acesta nu pe$inta ! t!1icitate c!nica asupa )ietii su*ac)atice'

Unul dinte pincipalele pincipii ale chimiei )e$i este !*tineea de p!dusi si p!iectaea de p!cese cae s? utili$e$e si s? p!duc? mateiale mai putin peicul!ase' n acest ca$ peicul!$itateaac!pe? nume!ase aspecte inclu$nd ast&el t!1icitatea> in&lama*ilitatea> p!tentialul de e1pl!$ie si

pesistenta @n mediu' E1ist? d!i &act!i cae (u)enea$? a*!daea mateialel! t!1ice' Ceea ce esteimp!tant este &aptul c? @n tecut s8au !*se)at e&ectele t!1ice ale un! su*stante dup? utili$aea sau!*tineea acest!a' Un e1emplu @l acest sens @l c!nstituie !*tineea nichelului din ca*!niliiacest!a' "up? ce s8a c!nstatat m!atea ciudat? a un! muncit!i s8a eali$at &aptul c?> ca*!nilul denichel este &!ate t!1ic' Acesta este d!a unul dinte nume!asele e1emple pin cae s8a c!nstatat sista*ilit natua t!1ic? a su*stantel! chimice' Odat? cu cesteea ni)elului de de$)!ltae sa pututdetemina t!1icitatea su*stantel! chimice si @n c!nsecint? s8a eali$at @nl!cuiea un!a dinteacest!a'

Un peic!l p!ate &i de&init ca ! situatie cae p!ate c!nduce la )?t?maea> @n timp ce isculepe$int? p!*a*ilitatea ca peic!lul s? ai*? l!c' "in punct de )edee al apaitiei unui peic!l cau$atde e1puneea la su*stantele chimice se p!ate de&ini iscul su* &!ma%

Risc /&unctie0 peic!l 1 e1punee

A*!daea taditi!nal? a educeii iscului anumit! su*stante chimice peicul!ase s8a e&eitla limitaea e1puneii la aceste su*stante chimice sau la anumiti &act!i de stes &i$ici sau laint!duceea de n!i pactici ale sistemel! si pactici de lucu' Acestea au dat e$ultate elati) *une>da nu s8a eali$at un c!nt!l &!ate i(u!s al sistemului' O met!d? altenati)? de educee a isculuicae epe$int? un m!d de a*!dae speci&ic chimiei )e$i ! epe$int? educeea peic!lului' Acestm!d de a*!dae se *a$ea$? pe pincipiul ceea ce nu a)em nu )a epe$enta un peic!l' Le(islatiaecent? si8a p!pus s? m!di&ice acest m!d de a*!dae' Re(lement?ile impuse de COSHH/C!nt!lul su*stanel! peicul!ase asupa s?n?t?ii0 se e&e? la necesitatea e)alu?ii tutu!

la*!at!ael! si centel! de p!ductie @n cae se utili$ea$? su*stante peicul!ase' Un elementimp!tant al acestei e)alu?i te*uie s?8l c!nstituie luaea @n c!nsideae a anumit! met!dealtenati)e cae s? nu necesite &!l!siea de su*stante peicul!ase si utili$aea de c?te pes!nalul caelucea$? cu aceste su*stante a echipamentului de p!tectie numai @n ca$ul @n cae t!ate celelalte

p!si*ilitatii nu p!t &i luate @n c!nsideae'n pe$ent d!meniul int!duceii de n!i met!de de sinte$? cae s? utili$e$e su*stante mai

putin peicul!ase a pimit ! atentie imp!tant?' F!maea de le(?tui ca*!n8ca*!n pin intemediulchimiei adicalil! li*ei epe$int? ! met!d? multilateal? de !*tinee a unui d!meniu mae demateiale de mae intees pentu industia &amaceutic?' "in p?cate met!dele taditi!nale de (eneaea adicalil! li*ei le c!nstituie utili$aea de c!mpusi !(anici cu staniu cae sunt c!mpusineu!t!1ici> @n special ti*util hidua de staniu> un tansp!t! de lantui adicalice imp!tant'

Manipulaea acestui c!mpus pe$int? un (ad de peicul!$itate mae si e1ist? p!si*ilitatea ca p!dusii &inali ai eactiei s? c!ntin? c!mpusi !(anici cu staniu @n ume> chia _si dup? etapa de pui&icae' Aceasta nu este inaccepta*il? pentu !ice c!mpus cae este destinat in(e?ii de c?te!(anismele umane' Ca umae s8a pus p!*lema @nl!cuiii acest! c!mpusi !(anici cu staniu' Omet!d? altenati)? ! c!nstituie utili$aea unei sul&ui cae se p!ate !1ida us! si cae )a tans&ea unelect!n unui elect!&il pentu a c!nduce la !*tineea unui ani!n adicalic%

A+S R= 8Y R=8 A+S 8Y R A+ =

Acesta ap!i se p!ate &a(menta pentu a da un adical !(anic'Una dinte pincipalele sul&ui us! !1ida*ile este tetahia&ul)alena /TTF0' Acest c!mpus ae

p!pietatea de a tans&ea us! elect!ni unui elect!&il *un cum sunt s?uile de dia$!niu a!matice'Aceast? eactie este utili$at? pentu !*tineea stee!speci&ic? a pecus!il! ticiclici ai p!dusil! natuali de tipul aspid!speminei /0i(ura ):0'



'i(ura ):. Benerarea ra$icalilor 0&r& utili"area ;u-SnH Lancaster#>>#

"e!aece m!leculele de ap? sunt inete la atacul adicalil! li*ei se c!nside? c? eactiadecu(e pin atacul adicalului c!mple1ului !*inut TTFBF.8'

n acest ca$ paticula eactia se c!nside? c? decu(e pin intemediaul Wheland caedat!it? @mpiedic?ii steice @n &aa din )& a eelei &!mate c!nt!lea$? stee!chimia eactiei dehid!li$? Lancaste> +,,+D'

ãsurarea to*icitãtii

Pentu m?suaea e&ectel! p!tential peicul!ase ale su*stantel! chimice s8au ela*!atnume!ase met!de' Testele u$uale includ cele pentu deteminaea (adului de iita*ilitate> ae&ectel! muta(ene /induceea un! schim*?i pemanente tansmisi*ile> @n masa sau stuctuamateialului (enetic al celulel! sau !(anismel!0> a e&ectel! asupa apaatului de ep!ducee sit!1icitatea acut? /se e&e? la acele e&ecte ned!ite cae p!t ap?ea @n uma unei sin(ui e1punei saua un! e1punei multiple la ! anumit? su*stant? @nt8un inte)al de +. de !e0' E1puneea se e&e? lac?ile !ale> cutanate sau de inhalae' E)aluaea p!tentialului t!1ic acut al unei su*stante chimice estenecesa? pentu deteminaea e&ectel! ne(ati)e asupa s?n?t?tii cae p!t ap?ea ca umae a unei

e1punei accidentale sau deli*eate pe temen scut% tipuile e&ectel! t!1ice> m!mentul apaitiei>duata si (a)itatea> elatiile dinte d!$? si eactie> pecum si di&eentele dinte eactii @n &unctie dese1' P!*lemele in)esti(ate p!t &i semne clinice ale t!1icit?tii> m!di&ic?i an!male ale (eut?tiic!p!ale sisau m!di&ic?i pat!l!(ice ale !(anel! si tesutuil!> cae @n anumite ca$ui p!t &icau$at!ae de m!ate Lancaste> +,,+D'

Paametii L" si LC se e&e? la d!$a letal? si c!ncentatia letal?' L"3, epe$int? d!$a uneisu*stante chimice la cae se @ne(istea$? decesul a 3,G dint8un (up de animale /de !*icei s!aecisau s!*!lani0> @n timp ce LC3, epe$int? c!ncentatia @n ae sau ap? a unei su*stante chimice cae

p!duce m!atea a 3,G dint8un (up de animale testate' Aceste teste sunt cele mai u$uale met!dede m?suaea a t!1icit?tii acute a su*tantel! chimice' Testele pentu deteminaea L"3, seeali$ea$? pin in9ectae> pin aplicaea pe piele sau pe cale aal? a unei d!$e dint8! su*stant?

chimic? pu?' Re$ultatul este de !*icei e1pimat @n mili(ame de su*stant? chimic? pe il!(am deanimal> de e1emplu L"3, /deteminat pe cale !al? pe s!*!lani0 de -, m(( @nseamn? c? @n ca$ul @ncae se administea$? pe cale !al? -, m( a unei anumite su*tante pe ( de animal se )a @ne(ista



decesul a 3,G din s!*!lanii testati' n m!d simila testele pentu deteminaea LC3, se eali$ea$?ast&el @nct animalul inhalea$? ! c!ncentatie cun!scut? dint8! su*stant? din ae> esultatul &iinde1pimat @n p?ti pe mili!n /ppm0 sau m(m2'

Cu t!ate c? e1ist? nume!ase c!nt!)ese cu pi)ie la utili$aea animalel! @n teste cum a &icele pentu deteminaea LC3, si L"3, t!tusi in&!matiile cae se !*tin epe$int? p?ti esentiale aletestel! le(ale cae te*uie e&ectuate @n special pe su*stantele chimice n!u int!duse pe piat? @n

cantit?ti imp!tante' Aceste teste al?tui de alte teste cu pi)ie la t!1icitate sunt utili$ate pentuela*!aea de &ise cu date tehnice de secuitate cae sta*ilesc limitele de e1punee !cupati!nal? sim?suile pi)ind manipulaea si utili$aea unui echipament de p!tectie adec)at'

Este e)ident &aptul c? )al!i mici ale indicat!il! L"3, si LC3, indic? su*stante cu ni)el det!1icitate idicat si este di&icil de !*tinut )al!i cu pi)ie la t!1icitatea acest!a asupa !(anismel! umane' Au &!st utili$ate di&eite scale /sc?i0 pentu a c!mpaa datele de t!1icitate'

/estul Ames

Numele acestui test p!)ine de la cecet?t!ul cae l8a in)entat /Buce Ames0' Este unuldinte cele mai u$uale dinte testele e&ectuate pentu deteminaea e&ectel! p!tenial cacin!(enice

ale su*stanel! chimice' Testul se *a$ea$? pe !*se)atiile pi)ind mutatiile cae apa pe *acteiaSalm!nella t;phinuium cae deine ! (en? de&icient? cae ! &ac incapa*il? s? sinteti$e$e histidina dinc!nstituenti ai unui mediu de cultu?'

Te!ia este aceea c? dac? su*stanta chimic? este muta(en? /_si @n c!nsecin? p!si*ilcacin!(en? pentu !(anismele umane0 ea )a detemina mutatiile @n *acteiile especti)e> asupaunui anumit num? de *acteii cae nu )! &i capa*ile s? sinteti$e$e histidina' Se p!ate !*se)a @nm!d diect cesteea p!pulatiei de *acteii e$ultate din mutatii' E1ist? su*stante chimice cae nusunt ele @nsele muta(ene> da meta*!litii acest!a p!t &i muta(eniciJ @n c!nsecint? mediul de cutu?c!nine en$ime ale &icatului pentu a a a)ea l!c aceast? !*se)atie' Testul Ames nu este utili$at d!a

pentu a identi&ica su*stantele de sinte$? cae sunt p!si*il cacin!(ene> da p!ate &i &!l!sitdeasemenea si pentu identi&icaea pe$entei muta(enil! natuali @n han?' "!u? desc!peii

emaca*ile sunt a&lat!1ina> (?sit @n unul de aahide /din utili$aea aahidel! muce(?ite0 si sa&!lul pe$ent de cti)a ani @n *eea din ?d?cini /*?utu? ca*!natat? cae c!ntine e1tacte din ?d?cini si plante0'

Cu t!ate acestea testul nu este pe&ect de!aece e$ultatul testului pentu di!1ina> uncacin!(en asupa animalel! este ne(ati) Lancaste> +,,+D'

).6. Sol!enti si ateriale au7iliare ai si(ur

Utilizarea auxiliarilor "solventi sau agenti de separare# trebuie eliminata, daca este posibil, sau sa fie netoxici daca trebuie utilizati.

Adesea> cand se sta*ileste ! tans&!mae sintetica> aceasta este ca ! )i$iune mel!dicachimica' Cu alte cu)inte> int8! sinte$a !aecae se anticipea$a mecanistic ! seie de eactii cae )! a)ea l!c cu &!mae si upee de le(atui' "a ceea ce se scapa din )edee este mediul de pui&icaecae )a &i utili$at' "e e1emplu> ! chimie cae necesita ! dilutie mae in s!l)enti cl!uati p!ate &ie1tem de p!*lematica' Sepaaile c!mat!(a&ice cae utili$ea$a cantitati en!me de eluent p!t a)eaele> ca atae> un impact &!ate mae asupa mediului'

In -774 C!mpania "!Q Chemical casti(a pemiul Pesidential #een Chemist; Challen(eAQads pentu de$)!ltaea unei met!de altenati)e de &a*icae a st;!&!amului> cae nu utili$ea$ac!mpusi cl!!&l!!ca*!nici 8 CFC8 /c!nsumat!i de !$!n0' A(entii taditi!nali de e1pandae in&a*icaea p!listienului au &!st as!ciati cu c!nsumat!ii de !$!n> incal$iea (l!*ala si &!maeasm!(8ului /ceata cu &um0' N!ua met!da utili$ea$a di!1idul de ca*!n si este c!mplet net!1ica'"i!1idul de ca*!n utili$at este p!dusul secunda din susele c!meciale si natuale e1istenteJ asada nu se c!nti*uie la ! cestee neta a di!1idului in atm!s&ea' Aplicatiile cuente includ c!ntaineele de&ast&!!d> cat!anele pentu !ua> etc'

Peste 2'6 mil' t!ne de s!l)enti sunt utili$ati anual numai in SUA' S!l)entii sunt utili$ati ca



a(enti de cuatae pentu elect!nice si te1tile si sunt inclusi in p!dusi pecum ade$i)i> )!pselui sia(enti de ac!peie ale supa&etel!' Multi s!l)enti au &!st implicati in distu(ei ale mediuluiinc!n9uat! pecum distu(eea statului de !$!n /c!mpusi cl!!&l!!ca*!nici si ticl!!etan0> ceatacu &um p!dusa de c!mpusii VOC /c!mpusi !(anici )!latili0> si p!luaea apel! teeste/ticl!!etilena0' Mai mult> sunt s!l)enti ca e&ecte n!ci)e asupa sanatatii umane> pecum eteii etilen(lic!lici> cl!!&!mul> *en$enul> 1ilenii> tetacl!ua de ca*!n si t!luenul> sau s!l)enti in&lama*ili sau

c!!$i)i'Utili$aea s!l)entil! este de imp!tant? )ital? pentu de$)!ltaea chimiei )e$i' C!nceptul des!l)enti altenati)i este int!dus la acest pincipiu> da el p!ate &i la &el de *ine discutat si la pincipiule&eit! la educeea deseuil! si educeea mateialel!'

S!l)entii !(anici se utili$ea$? pe sca? la(? @n industie _si cu t!ate c? 9!ac? un !l imp!tant@n mi9l!ciea eactiil! ei sunt t!t esp!nsa*ili de p!luaea aeului si apei'

Pentu a c!nt!la p!luaea dat!at? utili$?ii s!l)entil! !(anici te*uie aplicate m?sui dec!nt!l a c!mpusil! !(anici )!latili si a alt! e&lueni' Un num? mae de s!l)enti !(anici sunt deasemenea t!1ici si ca umae @n ca$ul utili$?ii acest!a este necesa? putaea echipamentului de

p!tectie' Cu t!ate c? multe d!menii ale industiei chimice au enuntat la utili$aea acest! s!l)enti!(anici> t!tuti ei se utili$ea$? @n cecetae'

S!lutia )ede ! c!nstituie eliminaea s!l)entil!> da acest c!ncept nu este pus @n pactic?de chimisti cel putin @n situatiile @n cae sunt implicati eactanti s!li$i' Rast!n /+,,,0 a indicat une1emplu el!c)ent asupa a ceea ce se p!ate eali$a' C!ndensaea ald!lic? ae l!c de !*icei @n s!l)enticum a &i de e1emplu etan!lul' #upul lui Rast!n a dem!nstat c? se p!ate eali$a acest? eactie cuandament si selecti)itate mae pin s&?maea @mpeun? a c!mpusului ca*!nilic cu hid!1idul des!diu utili$nd un pistil si un m!9a'

Apa epe$int? unul dinte cei mai utili$ati s!l)enti pentu eactiile !(anice si este unul dintecei mai ie&tini si mai si(ui s!l)enti' Apa este c!nsideat? un s!l)ent )al!!s pentu eactiile caedecu( la tempeatui mai cnd p!dusul i!nic al apei /p!dusul i!nic al apei n!tat cu [Q sau PH+O este de&init ca p!dusul dinte c!ncentatiile la echili*u ale i!nil! e$ultati din dis!cieea apei>adic? % PH+O [Q HDOH8D> especti) PH+OH2ODOH8D0 este mae si ca umae apa

p!ate &uncti!na ca acid si *a$? putenic?> si cnd p!laitatea /epe$int? sepaaea sacinil! electicec!nducnd la !*tineea unei m!lecule cu dip!l electic' M!leculele p!lae se p!t le(a @mpeun?dat!it? &!tel! intem!leculae dip!l8dip!l @nte ! m!lecul? /sau ! pate a unei m!lecule mai0 cu !disti*utie asimetic? a sacinil! electice si ! alt? m!lecul? asimetic? si ea din punct de )edee aldisti*utiei sacinil! electice' P!laitatea m!lecula? este dependent? de di&eenta @nelect!ne(ati)itate @nte at!mii dint8un c!mpus si asimetia stuctuii c!mpusului' "e e1emplu !m!lecul? de ap? este p!la? dat!it? @mp?tiii ine(ale a elect!nil! acesteia @nt8! stuctu?@nc!)!iat? @n timp ce metanul este c!nsideat nep!la de!aece at!mii de ca*!n @mpat elect!niiacest!a cu at!mii de hid!(en @n m!d uni&!m> este mic? &?cnd8! un s!l)ent *un pentu c!mpusii!(anici' "at!it? le(islatiei @n )i(!ae cu pi)ie la c!mpusii !(anici )!latil utili$aea apei @nindustie a &!st aplicat? pe sca? la(? dat!it? att *ene&iciil! asupa mediului> da si c!stuil!

eduse'"i!1idul de ca*!n supecitic> lichidele i!nice si sistemele *i&a$ice cu &lu! sunt studiate caaltenati)e ec!l!(ice /ec!8pieten!ase0 ale utili$?ii s!l)entil! !(anici' T!ti acesti s!l)enti pe$int?att a)anta9e> ct si de$a)anta9e'

n pe$ent s8a enuntat la pei!ada @n cae s8au utili$at ca s!l)enti *en$enul si tetacl!ua deca*!n cae sunt t!1ici si s8a tecut la ea n!u? @n cae se utili$ea$? ca s!l)enti dicl!!metanul>t!luenul si dimetil&!mamida' n ca$ul @n cae se d!este de$)!ltaea unui p!ces te*uie luate @nc!nsideae t!ate aceste altenati)e'

M!dui de a*!dae cum a &i e)aluaea ciclului de )iat? al p!dusel! sunt )itale @ne)entualitatea @n cae te*uie luate anumite deci$ii' "e e1emplu> @n ca$ul @n cae se d!este @nl!cuieat!luenului cu di!1idul de ca*!n supecitic> te*uie luat? @n c!nsideaea ene(ia implicat? @n(eneaea si eciculaea di!1idului de ca*!n supecitic ssi de asemenea @n e)aluaea iscului de

p!luae p!tential implicat @n ca$ul utili$?ii t!luenului @n c!mpaatie cu peic!lele de in&lama*ilitate @n!p!$itie cu utili$aea echipamentel! de pesiune mae'



).1. Re$ucerea necesarului $e ener(ie F%un&t&tirea e0icientei ener(etice/

$ecesarul energetic al proceselor chimice trebuie recunoscut pentru impactul lui economic si asupra mediului si trebuie minimizat. Daca este posibil, metodele sintetice trebuie realizate latemperatura si presiune ambianta.

Reacti)itatea chimica este (u)enata de le(i tem!dinamice si cinetice' Fiecae tans&!mae

necesita ! anumita ene(ie pentu a in)in(e ene(ia de acti)ae a staii de tan$itie' Reactiile putenice1!teme te*uie acite pentu a putea &i c!nt!late' Aceste ene(ii p!t c!nti*ui ca ! c!mp!nentasu*stantiala a ampentei asupa mediului a tans&!maii' Ca atae> te*uie &!mulate n!i tans&!maicae sa ai*e l!c in limite ene(etice accesi*ile' Reduceea p!luaii s8a putut eali$a pin utili$aeatehn!l!(iil! catalitice pentu &a*icaea cuata a ca*uantil! si a chimicalel!> de e1emplu' Cut!ate acestea> pepaaea taditi!nala a catali$at!il! utili$ati in ast&el de p!cese (eneea$a cantitatimai de ape de spalae> utili$ea$a cantitati mai de ene(ie si une!i (eneea$a emisii de a$!tati sisul&ati cae c!nti*uie la pl!ile acide' C!mpania Sud8Chemie a de$)!ltat ! met!da e&icienta de&a*icae a catali$at!il! utili$ati in pepaaea de c!m*usti*ili si chimicale> met!da cae mics!ea$adamatic cantitatile de apa si ene(ie c!nsumate' N!ua met!da educe si emisiile la )ap!i de apa sicantitati mici de di!1id de ca*!n' Aceasta tehn!l!(ie a casti(at in +,,2 pemiul Pesidential #een

Chemist; Challen(e AQads'C!nsumul ene(etic epe$inta 7G din )al!aea p!dusului chimic /Ene(etics> +,,,0' Ci$ade pet!l din -752 a impus e!ientaea p!cesel! c!nsumat!ae de ene(ie cate unele mai putinc!nsumat!ae' La !a actuala industia chimica c!nsuma cica 5G din ene(ia m!ndiala' Un d!meniude !p!tunitate pentu cesteea e&icientei ene(etice este cel de im*unatatie a p!cesel! catalitice/Pincipiul 70 si cel de minimi$ae a deseuil! /Pincipiul -0' Aplicaea pincipiului - )a ameli!aetapa de tatament si distu(ee a deseuil! cae este ! etapa c!nsumat!ae de ene(ie'

Mai mult de 53G din necesaul de ene(ie al #l!*ului p!)ine din c!m*usti*ili &!sili> ia dinestul de +3G ap!1imati) 9um?tate p!)ine din *i!mas?> cealalt? pate p!)enind din esuse cae nuc!nin ca*!n' F!l!siea pim!dial? a c!m*usti*ilil! &!sili ae d!u? c!nsecine ma9!e> si anume%

c!nsumaea apid? a acest! esuse neecicla*ile &!ate )al!!ase> cesteea semni&icati)? ac!ncentatiei de CO+ din atm!s&e?'#u)enele mult! t?i au acceptat c? educeea c!snumului de c!m*usti*ili &!sili si a emisiil!

de CO+ @n atm!s&e?> au e&ecte *ene&ice asupa mediului @nc!n9u?t!> p!mul(ndu8se ! seie deac!dui le(ate de p!tectia mediului @nc!n9u?t!' Cla> +,,+D

Pn? @n anul -75,> cnd s8a instalat ci$a pet!lie?> p!ductiei de ene(ie nu @i ea ac!dat? !&!ate mae imp!tant?' Pe m?su? ce susele de ene(ie au de)enit din ce @n ce mai c!stisit!ae siactele le(islati)e au @ncua9at e&icienta ene(etic? si c!nse)aea ene(iei> s8a !*se)at ! m!di&icaema9!? @n p!iectaea p!cesel!' Multe din aceste schim*?i s8au @ndeptat asupa in(ineiei> unde

pin int!duceea catali$ei s8a edus c!nsumul ene(etic @n p!cesele chimice cae au l!c la sca?la(?' Chia si asa> c!nse)aea ene(iei este unul din cele mai i(n!ate pincipii ale chimiei )e$i'

Cla> +,,+D'Ene(ia necesa? unei eactii chimice depinde de ene(ia necesa? upeii le(?tuil! dinteat!mi' "e e1emplu> upeea unei le(?tui simple C8C necesit? 2.5 `m!l> spe de!se*ie de upeeaunei le(?tui du*le CC> cae necesit? 4-- `m!l [!t$> -765D' Ast&el ale(eea mateialel! pimein&luentea$? &!ate mult c!nsumul de ene(ie necesa unei eatii chimice' "e asemenea> eactiachimic? aleas? p!ate a)ea l!c la tempeatu? sau chia pesiune idicat? sau p!ate necesita !ultei!a? sepaaepui&icae> aceste ceinte necesitnd un c!nsum ene(etic supei!' F!l!sieacatali$at!il! @n nume!ase d!menii de la industia &amaceutic? la cea de !*tinee a mateialel!

plastice> a a)ut e&ecte *ene&ice asupa mediului @nc!n9u?t!' P!cesele catalitice !&e? cte)aa)anta9e &!ate imp!tante> unul din aceste &iind educeea necesaului de ene(ie @n p!cesul de!*inee a su*stantel! chimice Anastas> +,,,D

Cnd se discut? despe ec!e&icient? si p!cese c!mpetiti)e> se )! lua @nt!tdeauna @n discutienecesaul de ene(ie al p!cesel!' "in ne&eicie> aceste in&!matii nu sunt disp!ni*ile pentu maeama9!itate a p!cesel! des&?suate la sca? mic? sau medie' Un e1emplu i$*it! de ct de mult di&e?necesaul de ene(ie la p!duceea unei su*stante chimice> de la ! eactie la alta> @l epe$int?



p!duceea di!1idului de titan' P!ductia anual? de TiO+ este de ap!1imati) .>3 mili!ane de t>!*tinute pin d!u? p!cedee c!mpetiti)e% p!cedeul cu sul&at si p!cedeul cu cl!u?'

P!cedeul sul&at implic? um?t!aele etape%/-0 di$!l)aea mineeului /ilmenit0 @n acid sul&uic si @ndep?taea impuit?til! de &ie>/+0 &!maea TiO+ hidatat pin tataea sul&atului cu ! *a$?>/20 deshidataea @nt8un cupt! de calcinae'

T!ate aceste etape necesit? un c!nsum mae de ene(ie B!Qn> -774D' Spe de!se*ie deacest p!cedeu> cel cu cl!u? implic? d!ua etape%/-0 cl!inaea mineeului cu Cl+ si pui&icaea TiCl. pin distilae>/+0 !1idaea pin adee'

Acest ultim p!cedeu este mult mai putin c!stisit! din punct de )edee ene(etic dect p!cedeul cae &!l!seste acid sul&uic B!Qn> -774D> unul din pincipalele m!ti)e &iind e)itaea!*tineii unei mai cantit?ti de ap? cae necesit? a &i ultei! eliminate pin e)ap!ae' "esi este &!ate

*ine cun!scut? e&icacitatea> din punct de )edee ene(etic> a p!cedeului cae &!l!seste cl!ua> ., Gdin necesaul de TiO+ este @nc? !*tinut pin p!cedeul cae &!l!seste acid sul&uic' E1ist? d!u?

m!ti)e pentu aceasta% @n p!cesul cu sul&at se p!t utili$a ca mateii pime mineeu mai putinc!stisit!ae si cu puitate edus? si se !*tin pi(menti de tipul anatasului si de asemnea al utilului caeeste unicul p!dus !*tinut @n p!cesul cu cl!u?'

Ene(ia necesa? @n eactiile chimice p!)ine din suse e1tene de ene(ie temic?> cum a &ia*uul uleiul &ie*inte si elementele electice de @nc?l$ie' n ca$ul @n cae se p!iectea$? un p!ces>

pentu e&icienta ene(etic? te*uie luat? @n c!nsideae utili$aea de suse mult mai e&iciente deene(ie si @nl!cuiea susel! c!n)enti!nale de ene(ie'

E1ist? un intees cescut &at? de suse de ene(ie cae p!t &i speci&ice pentu m!lecule saule(?tui cae pin utili$aea l! c!nduc la ec!n!mii de ene(ie si @m*un?t?tiea selecti)it?tii' Ast&el desuse altenati)e de ene(ie includ% mic!undele> suse &!t!chimice> ultas!nice si elect!chimice'

P!cesele industiale elect!chimice /un e1emplu tipic @l c!nstituie !*ineea

cl!uiihid!1idului de s!diu0si p!cesele &!t!chimice /de e1emplu sinte$a )itaminei "20 au &!stutili$ate pentu !*tineea un! p!duse imp!tante' P!cesele cae implic? utili$ae mic!undele sunt@nc? la stadiul de cecetae si nu au &!st aplicate pe sca? industial?' Un e1emplu al utili$?ii ene(ieimic!undel! pentu !*tineea de su*stante chimice @l c!nstituie )ulcani$aea cauciucului @n cae pinutili$aea mic!undel! )ite$a de @nc?l$ie ceste de -,, de !i &at? de situatia @n cae s8a utili$amet!de c!n)enti!nale de @nc?l$ie' Pin utili$aea unui lichid ca mediu de eactie /cuin(0 se p!ate!*tine cauciucul cu puitate mai mae> ia p!ducti)itatea p!cesului _si ec!n!mia de ene(ie cae se@ne(istea$? este mult mai mae'

V!*ind din pi)inta chimiei )e$i nu te*uie luate @n c!nsideae met!dele &!t!chimice si celeelect!chimice pentu tehn!l!(iile de emediee si de educee de deseuil!' "e e1emplu &!t!catali$a

9!ac? un !l imp!tant @n p!cesele de pui&icae si epuae a apel! e$iduale> @n timp ce utili$aea

met!del! elect!chimice pentu ecupeaea metalel! (ele din p!cesele (al)anice s8a eali$at d!a la stadiul de cecetae'

).9. Utili"area $e aterii prie re(enera%ile

Este mai avantajoasa utilizarea materiilor regenerabile decat a celor carora sa le scada intimp potentialul de utilizare atat din punct de vedere economic cat si tehnic.In aceasta a*!dae te*uie luat in c!nsideae &aptul ca industia chimica se *a$ea$a in mae pate pemateii pime !&eite de industia pet!liea' Te*uie a)ut insa in )edee p!tentialul acest!a in timpde utili$ae' Cu alte cu)inte> te*uie a)ute in )edee altenati)e dua*ile in timp' In acest c!nte1t>mateiile pime p!)enite din sect!ul a(!chimic !&ea ! altenati)a p!mitat!ae pin tehn!l!(iilede i$!lae si pui&icae mai a)anta9!ase pe cae le utili$ea$a'

C!mpania Ca(ill "!Q LLC> &!ndata in -775> este pima c!mpanie cae !&ea ! (ama la(ade p!limei si intemediai dei)ati din mateiale e(enea*ile> cu un c!st si pe&!mante c!mpaa*ilecel! p!)enite din industia pet!chimica' Aceasta c!mpanie in&iintea$a ! linie de p!ductie in +,,->



cae in +,,+ casti(a pemiul Pesidential #een Chemist; Challen(e AQads pentu de$)!ltaeamateialel! de tip p!li8acid lactic /PLA0 din *i!masa' PLA8ul este &a*icat din acidul lactic cae este(eneat din *i!masa pint8un p!ces de &ementatie natuala' PLA8ul este utili$at in p!dusii Natue

W!sTM pecum mateialele din plastic si tesatua utili$ate pentu am*alae' Nu d!a ca p!duseleespecti)e sunt !*tinute din esuse e(enea*ile da acestea p!t &i c!mplet eciclate dupa utili$ae'"in pacate insa> in )iit!ul ap!piat p!limeii *i!de(ada*ili pe *a$a de acid lactic )! &i mult mai

scumpi decat p!limeii taditi!nali'Un alt pincipiu cae tinde sa mics!e$e c!stuile de &a*icae este cel cae se e&ea la educeea sichia eliminaea p!dusil! intemediai ne8necesai'

"e$*ateile cu pi)ie la epui$aea e$e)el! de pet!l si (a$e natuale au l!c de nume!siani' S8a sta*ilit c? pin utili$aea esusel! de pet!l si (a$e natuale la ! )ite$? e(al? cu cea din

pe$ent se )a @ne(ista ! epui$ae t!tal? a esusel! especti)e @n a d!ua 9um?tate a acestui sec!l'Te*uie luat? @n c!nsideae ct mai u(ent utili$aea esusel! nee(enea*ile pentu

!*tineea anumit! su*stante chimice'

Resusele natuale p!t &i%• nee(enea*ile sau epui$a*ile /$?c?minte de c!m*usti*ili &!sili>mineeuile metali&ee si

nemetali&ee0 sau• e(enea*ile /mateiile )e(etale si animale0'

Clasi&icaea c!n)enti!nal? a esusel! ca e(enea*ile sau nee(enea*ile estenec!espun$?t!ae' Resusele e(enea*ile includ cel putin d!u? (upe de esuse cae aucaacteistici &!ate di&eite' Pimul (up p!ate &i descis ca esuse *i!l!(ic e(enea*ile si include

pesti> p?dui si *i!masa c!ntinut? de acestea' Al d!ilea (up cupinde susele hid!> s!lae> maeele>)ntul si puteea )aluil! cae nu sunt *i!l!(ice &iind esuse de &lu1 c!ntinuu' "at!it?caacteisticil! di&eite este p!*a*il &aptul c? aceste d!u? tipui de esuse e(enea*ile s? pe$intecaacteistici ec!n!mice di&eite'

Liteatua e1istent? e&eit!ae la ec!n!mia esusel! i(n!? aceste di&eente si pe$int?ec!n!mia esusel! e(enea*ile @n temeni (eneali B!Qes> -775J [ula> -77.D'

Resusele natuale sunt c!nsideate de&icitae atunci cnd !&eta l! se educe>ceeea ceste ia c!stuile l! de p!ductie cesc' Ceea ce caactei$ea$? &aptul c? ! esus? estee(enea*il? sau nee(enea*il? este ct timp @i ia natuii pentu a ! e&ace'

Resusele e(enea*ile se p!t e&ace dac? nu sunt supa)al!i&icate'"up? cum se stie ap!1imati) 7,G din iei este utili$at pentu &uni$aea de ene(ie pin

adeea pet!lului> *en$inei si m!t!inei si d!a 6G din titei este utili$at pentu !*tineea desu*stante chimice'

E1ist? d!u? a(umente @n &a)!aea educeii dependentei de c!m*usti*ilii &!sili si a utili$?ii pe sca? la(? a esusel! e(enea*ile%

-0 pentu c!nse)aea e$e)el! )al!!ase de c!m*usti*ili &!sili pentu (eneatiile )iit!ae /un pincipiu de *a$? al dua*ilit?tii0J+0 pentu educeea emisiil! (l!*ale de (a$e cu e&ect de se?> @n special de di!1id de ca*!n/esusele e(enea*ile neimplicnd emisii de CO+0'

Reduceea cantit?tii de c!m*usti*ili &!sili @n sc!pul !*tineii de su*stante chimice )a a)eaanumite *ene&icii pin c!nse)aea esusel! si educeea emisiil! de CO+> da aceste *ene&icii )! &i mici @n c!mpaaie cu cele cae )! &i @ne(istate pin utili$aea esusel! e(enea*ile pentu

p!duceea de ene(ie' Ca umae !*tineea de su*stante chimice din suse e(enea*ile )a implica!*tineea de *ene&icii suplimentae cum a &i educeea peic!lel!> eali$aea de p!cese mult maie&iciente> educeea c!stuil!> educeea p!lu?ii> atin(eea necesit?til! de pe piat?' n plus> este

imp!tant a se lua @n c!nsideae @nte(ul p!ces> cae implic? cesteea> tansp!tul''' pentu a seasi(ua c? ene(ia t!tal? c!nsumat? /sau emisiile t!tale de CO+0 este mult mai mic? @n ca$ul @n caese utili$ea$? esuse e(enea*ile'



Chimia ae un !l imp!tant @n educeea necesaului de c!m*usti*ili &!sili> de e1empluutili$ae de p!cese de c!m*ustie mult mai e&iciente> de$)!ltaea de celule s!lae si pile de c!m*ustieene(etic e&iciente si p!duceea de *i!c!m*usti*ili' Nu este nimic n!u le(at de utili$aea uleiuil! diesel pe *a$? de )e(etale> da @n ultimii 4, de ani nu s8au utili$at pe sca? la(? c!m*usti*ilii diesel

pe *a$? de c!mpusi pet!liei ie&tini si supei!i din punct de )edee tehnic' n ultimii ani a eap?utinteesul @n !*tineea de *i!c!m*usti*ili c!mpetiti)i cae s? @nl?tue p!*lemele de mediu as!ciate cu

p!dusii pet!liei'Pincipalele de$a)anta9e ale c!m*usti*ilil! pe *a$? de uleiui )e(etale sunt% )sc!$itate mae>)!latilitate edus?> lantuile nesatuate pe$int? eacti)itate mae> c!nduc la &!maea de cauciucui>ni)el idicat de c!csi&icae' n (eneal aceste de$a)anta9e au c!ndus la neutili$aea uleiuil! )e(etalenem!di&icate cu t!ate c? sunt e1emple nume!ase pin cae s8au eali$at amestecui de +,83,G cuc!m*usti*ili c!n)enti!nali cae s8au utili$at pe pei!ade mai de timp'

Tansestei&icaea este un p!ces imp!tant utili$at pentu a depasi p!*leme tehnice /@nspecial )sc!$itatea mae0 pe$entate de c!m*usti*ilii pe *a$? de uleiui )e(etale' Ast&el un uleianhiduu /ti(liceide0 este @nc?l$it cu metan!l @n pe$enta unui catali$at! *a$ic pentu a !*tine unamestec &!mat din estei meticlici si (lice!l cae se ecupeea$? ca un c!8p!dus imp!tant' Cut!ate c? hid!1idul de s!diu si met!1idul de s!diu sunt utili$ati pe sca? la(? ca si catali$at!i> s8a

int!dus ! met!d? )ede cae implic? utili$aea unui catali$at! de tipul lipa$ei im!*ili$at? pe unsup!t> eutili$a*il? si di!1id de ca*!n supecitic /CO+ a&lat @nte &a$a lichid? si &a$a (a$!as?> stae@n cae ae p!piet?ti de lichid si de (a$0'

Pincipalul !*stac!l i)it @n utili$aea pe sca? la(? a *i!c!m*usti*ilil! este c!stul acest!a'"in acest c!st 53G @l epe$int? c!stul uleiului )e(etal'

Utili$aea esusel! e(enea*ile pentu !*tineea de p!limei epe$int? un d!meniu cae acun!scut @n ultimul timp un de!se*it intees dat!it? @n special !*tineii de mase plastice

*i!de(ada*ile cu p!piet?ti &i$ice si chimice utile' Nume!si p!limei !*tinuti din p!duse pet!lieecum a &i p!lietilena si p!lii$!penul sunt destul de us! *i!de(ada*ili' Pentu !*tineea acest!a seutili$ea$? aditi)i /anti!1idani0 pentu pe)eniea de(ad?ii acest!a si cae le asi(u? ! duat? de)iat? mae> da cae induc p!*leme de mediu imp!tante' Ca si @n ca$ul *i!c!m*usti*ilil!> una

dinte p!*lemele pincipale le(ate de de$)!ltaea sect!ului p!liemil! e(enea*ili @l c!nstituiec!stul'n cele mai multe ca$ui c!stul este as!ciat cu cantit?ti elati) mici ale su*stantel! chimice

necesae cae p!t &i e1tase din ec!lte si cae induc ast&el c!stui mai pentu p!cesul de e1tactie si!*tineea un! cantit?ti mai de deseui' n aceste ca$ui este necesa? ! n!u? a*!dae> de e1empluutili$aea *i!masei din deseui ca si c!m*usti*ili'

n ultimii ani s8au adus n!i @m*un?t?tii p!cesului de !*tinee a acidului p!lilactic /APL0 dinamid!nul din ceeale si s8a eali$at c!nstuctia pimei unit?ti de p!ductie pe sca? la(?' N!ul p!cesaduce @m*un?t?ii @n ceea ce pi)este c!nt!lul masei m!leculae a p!limeului> a cistalinit?tii si a(adului de ami&icae al lantuil!'

Pin acest n!u p!ces se p!t !*tine p!duse &inale utili$ate @nt8un num? mae de d!menii de

pe piat?'Pincipalele aplicatii p!tentiale ale acidului p!lilactic sunt%8ca mateiale de @mpachetatJ aci$ii p!lilactici p!t &i p!cesati @n m!d simila cu sp!listienul si

pe$int? p!piet?ti de e$istent? similae cu ale p!lietilentee&talatului> au e$istent? *un? la (?simisi uleiuiJ8ca mateiale te1tileJ aci$ii p!lilactici p!t &i utili$ati pentu !*tineea )de mateiale te1tile cae p!t &icutate> @ncetite si cae sunt e$istente la lumina UV'

P!cesul implic? &ementaea de1t!$ei nea&inate !*inute din ceeale pentu a se !*tineaci$ii L si "8lactici> cae sunt tans&!mai @n " si L8me$! lactide cae sunt supuse ap!i p!cesului de

p!limei$ae /0i(ura )1/'



'i(ura )1. Sinte"a aci$ului polilactic

Pin c!nt!lul ap!tului @nte cei d!i i$!mei /" si L8me$!0 si al masei m!leculae a

p!limeului se p!t m!dela p!piet?tile p!limeului ast&el @nct s? c!espund? necesit?til! p!dusului!*tinut'Te*uie (?site altenati)e ct mai )ia*ile @n utili$aea c!m*usti*ilil! &!sili p!duceea de

ene(ie si @n sinte$a de su*stante chimice alt&el ne )!m c!n&unta cu epui$?i ale esusel!'

).:. E!itarea $eri!ati"&rii

Daca nu este strict necesara, derivatizarea "utilizarea unor grupari de blocare, protectie%deprotectie, modificarea temporara a proceselor fizice%chimice# trebuie minimizata sichiar evitata, daca este posibil, deoarece astfel de etape necesita reactivi aditionali si pot generadeseuri.

Chimia !(anica de sinte$a a ine(istat un succes &!ate mae la 9umatatea sec!lului +,>!data cu m!delaea sinte$el! &ine in mai multe etape cae utili$au (upai p!tect!ae pentu !

*l!cae temp!aa a eacti)itatii unei (upai &uncti!nale speci&ice pana cand un al d!ilea eacti)speci&ic ea int!dus pentu a le indepata' Chia daca aceste sinte$e )! amane pentu t!tdeauna inist!ia sinte$el! !(anice> din punct de )edee al pespecti)ei impactului asupa mediului utili$aea(upail! de *l!cae este mai putin acceptata' P!pietatile mateialel! se *a$ea$a pe p!pietateam!leculel! de a inteacti!na unele cu altele si cu mediul cae le inc!n9!aa' M!leculele de intees/cu ! acti)itate anume0 sunt manipulate pin m!di&icaile c!)alente a t!p!(a&iei pentu a lem!di&ica p!pietatile &i$ice' Aceasta dei)ati$ae c!)alenta implica in (eneal multe etape sintetice

utili$and eacti)i neu$uali si p!si*il t!1ici> ceind in acest &el deseui si p!dusi secundai ned!iti'O p!)!cae imensa in cecetae este cea de intele(ee a tendintel! de inteactie n!n8c!)alenta> intem!leculaa a m!leculel! si ast&el> de m!delae a sistemel! m!leculae utili$and

p!cesele natuale de ecun!astee m!leculaa' O ast&el de m!delae a &!st denumita dei)ati$aen!n8c!)alenta si este mult mai *eni(na decat met!dele c!)alente c!n)enti!nale'

Pentu cecetai in acest d!meniu Pesidential #een Chemist; Challen(e AQads a !&eitd!ua pemii pentu c!nti*utii la cecetaea &undamentala cae !&ea !ptiuni pentu aplicaea

pincipiului 6 al chimiei )e$i> am*ele &iind le(ate de n!i tehn!l!(ii catalitice' In +,,- pemiul este!*tinut de cate Cha!8`un Li de la Uni)esitatea Tulane pentu eactiile catalitice natuale initiate inmediu ap!s si c!nditii am*iante> a9utand la inl!cuiea catali$at!il! taditi!nali pe *a$a de metaletan$iti!nale in &a*icaea de &amaceutice> chimicale &ine> pet!chimice> p!duse a(!chimice>

p!limei si mateiale plastice' In +,,2 pemiul este ati*uit lui Richad #!ss pentu utili$aeacatali$at!il! tip lipa$e in eactiile de p!limei$ae> eliminand necesitatea utili$aii (upail! de p!tectiedep!tectie si a s!l)entil! !(anici'

Cnd este p!si*il te*uie e)itat? dei)ati$aea inutil? /(upele de *l!cae> (upele de



p!teciedep!te9ae si p!cesele &i$icechimice de m!di&icae temp!a?0'Chimia !(anic? de sinte$? a cun!scut un succes ?sun?t! la 9um?tatea sec!lului al ==8lea'

Au &!st p!puse eacii de sinte$? @n mai multe etape cae s? implice p!te9aea (up?il!b' Pinaceast? p!te9ae se )a *l!ca temp!a eacti)itatea un! (up?i &unci!nale speci&ice pn? @nm!mentul @n cae se )a int!duce un al d!ilea eacti) speci&ic pentu a @nl?tua (upaea cae a

p!te9at' n timp ce aceste sinte$e clasice )! ?mne pe testament ca apainnd ist!ie sinte$el!

!(anice> t!tu_i te*uie admis &aptul c? din punct de )edee al impactului asupa mediului> utili$aea(up?il! p!tect!ae /*l!cae0 este mai puin accepta*il? dect eali$aea acel!asi sinet$? &?? *l!caea anumit! (up?i'

P!piet?tile mateialel! se *a$ea$? pe m!dul @n cae m!leculele inteacti!nea$? una cucealalt? si cu mediul l! @nc!n9u?t!' Cu m!leculele de intees /cu ! anumit? acti)itate0 se lucea$?

pin m!di&icaea c!)alent? a t!p!(a&iei m!leculei @n sc!pul m!di&ic?ii p!piet?til! &i$ice'Aceast? dei)ati$ae c!)alent? implic? @n (eneal eactii de sinte$? @n multe etape utili$nd eacti)ispeciali /si p!si*il t!1ici0 cu p!duceea de deseui si p!dusi secundai' S8au eali$at nume!asececet?i cu pi)ie la @ntele(eea capacit?tii m!leculel! de a eali$a inteactii nec!)alente>intem!leculae si @n c!nsecint? la p!iectaea de sisteme m!leculae utili$nd p!cese natualecae implic? ecun!asteea m!lecula? si aut!8asam*laea' Aceasta p!at? denumiea de dei)ati$ae

nec!)alent? si este @n m!d &iesc mult mai *lnd? dect met!dele c!)alente taditi!nale'n acest sc!p s8au aplicat eaciile catalitice natuale b cae se des&?s!a? @n mediu ap!s si@n c!nditii n!male de tempeatu? si pesiune' Acestea @nl!cuiesc met!dele taditi!nale caeutili$ea$? catali$at!ii de tipul metalel! tan$iti!nale

).=. Utili"area catali"atorilor

&eactivii catalitici "cat mai selectivi cu putinta# sunt superiori reactivilor stoichiometrici.Utili$aea catali$at!il! pentu eali$aea tans&!mail! chimice este e1tem de *ene&ica' La

!a actuala e1ista nume!ase e1emple de eactii st!ichi!metice cae au altenati)e catalitice' In -777(upul de cecetae c!ndus de C!llin a pimit pemiul Pesidential #een Chemist; Challen(e

AQads pentu desc!peiea unui catali$at! *eni(n de !1idae denumit TAMLTM' Acest catali$at! net!1ic> pe *a$a de &ie este utili$at in epuaea apel! de spalae din industia hatiei' Bene&iciileasupa mediului includ scadeea necesaului ene(etic> eliminaea c!mpusil! !(anici cl!uati dinapele de spalae si scadeea cantitati)a a apel! u$ate' Mai mult> catali$at!ii sunt c!mpletde(ada*ili in c!mp!nente *eni(ne'

O(anicienii sciu &!ate a ecuatiile echili*ndu8le> aceasta putnd ascunde ! multitudine de(eseli' Lund ca e1emplu eactiile Feidel8Ca&ts> eactiile de alchilae si acilae sunt menti!nate ca&iind catali$ate de aci$i LeQis cum a &i cl!ua de aluminiu> cu t!ate c? aceast? c!nstatae este

patial ade)?at?> de!aece este @n m!d &ec)ent i(n!at &aptul c? eactiile de acilae necesit?cantit?i mai mai dect cele st!echi!metice de AlCl2 /0i(ura )90'

'i(ura )9. Reactii tipice 'rie$el2Cra0ts



n eactia de alchilae este necesa? AlCl2 d!a @n cantit?ti mici> @ns? @n eactiile de acilaeAlCl2 se c!mple1ea$? cu cet!na si ca umae iese din ciclul catalitic' n am*ele ca$ui eactiile de!*icei implic? utili$aea apei pentu ?ciea p!dusil! si ca umae se !*tin cantit?ti imp!tante dedeseui cu aluminiu si se elimin? 2 echi)alenti de HCl' n ca$ul acil?ii ->28dimetil*en$enului si

pesupunnd c? eactia decu(e cu un andament de -,,G din punct de )edee cantitati) se )a piede

su* &!m? de deseui ! cantitate mai mae de ,>7 ( AlCl2 pe ( de dimetil8acet!&en!n? p!dus?'Un e1emplu clasic al elimin?ii deseuil! @n eaciile de acilae a!matice @l epe$int? met!daH!echst Celanese de !*tinee a anal(e$icului i*up!&en' Reactia implic? acilaea i$!*util*en$enuluicu anhidida acetic?> un p!ces cae se des&?s!a? cu AlCl2 @nt8un s!l)ent !(anic' P!cesul H!echstCelanese implic? HF @n stae lichid? att ca si catali$at!> ct si ca s!l)ent> ia HF se eciclea$? @nt!talitate' Cu t!ate c? aceast? met!d? nu este c!nsideat? una si(u? dat!it? iscului p!tenialas!ciat cu manipulaea HF> este t!tusi ! met!d? )ede @n c!nte1tul educeii c!nsumului demateiale'

S8a @ncecat tans&!maea eactiil! Fiedel8Ca&ts @n eactii )e$i pin desc!peiea siutili$aea de catali$at!i s!li$i> ie&tini> cae se p!t ecicla us!> cu selecti)itate mae si cae s?@mpiedice piedeea de mateii pime su* &!m? de deseui sau p!dusi secundai' Pentu eactiile de

alchilae s!lutia ! epe$int? $e!litii' Cecet?ile @n acest d!meniu s8au &!cali$at @n special pe@mpiedicae !li(!imei$?ii !le&inel! si de$)!ltaea de catali$at!i sta*ili @n c!nditiile de lucu'n ca$ul !*tineii &en!lului din cumen?> pima etap? implic? alchilaea *en$enului cu p!pilena

cae decu(e @n pe$enta AlCl2' n pe$ent @n acest p!ces au &!st testati nume!si $e!liti c!mecialicae au dat e$ultate *une' P!cesul M!*il int!dus @n -772 implic? utili$aea catali$at!ului <MS83/$e!lit0 cae c!nduce la !*tineea de cantit?ti st!echi!metice de p!dusi de eactie> @n timp ce "!QChemical a int!dus un p!ces pe *a$? de m!denit dealuminat'

"esc!peiea de catali$at!i aci$i s!li$i cae s? e$!l)e nume!ase p!*leme as!ciate cueactiile de acilae este mult mai p!*lematic?> da pentu su*statui acti)ate cum a &i eteii ailiciRh!ne8P!ulenc a desc!peit catali$at!ul H8*eta8$e!litic'

Un alt p!ces industial &!ate imp!tant cae implic? utili$aea catali$at!il! este eactia de

nitae a c!mpusil! a!matici' C!mpusii nit!8a!matici sunt utili$ati pe sca? la(? ca intemediai pentu )!pselui> mase plastice si p!duse &amaceutice' P!dusul d!it este i$!meul paa'Tehn!l!(ia c!n)enti!nal? de nitae utili$ea$? un amestec de acid a$!tic c!ncentat si acid

sul&uic' Acidul a$!tic &iind de !*icei utili$at @n e1ces &a? de cantitatea st!echi!metic?' Acidula$!tic este pe$ent pentu a (enea i!nii nit!niu cae sunt speciile acti)e @n p!cesul de nitae sicae se (?sesc nem!di&icate @n amestecul de p!dusi' n pactic? amestecul de eactie este ?cit cuap? si ast&el se !*tin cantit?ti imp!tante de deseui acide cae te*uie e)acuate'

S8a desc!peit ! met!d? mult mai selecti)? de alchilae @n p!$iia paa cae nu implic?utili$aea acidului a$!tic' Selecti)itatea @n p!$iia paa este intensi&icat? pin utili$aea de $e!liiecupea*ili> da @n acest ca$ sunt necesae cantit?i @n e1ces &a? de cantit?ile st!echi!metice deanhidid? acetic? pentu (eneaea speciil! de nitae acti)e /CH2CO+NO+0'

S8a int!dus ! tehn!l!(ie n!u? de nitae catalitic? @n cae se utili$ea$? ti&lati alelantanidel!/III0' Ti&latii lantanidel! sunt ne!*isnuii pin &aptul c? ei &uncti!nea$? ca aci$i LeQis putenici> sunt sta*ili @n ap? si ca umae se p!t ecupea us! din s!lutii ap!ase' Utili$nd ti&lati de;te*iu sau scandiu @n c!ncentatie de - m!l G si cantit?ti echim!lae de acid a$!tic s8a eali$atnitaea un! c!mpusi a!matici cu un andament de tans&!mae de 7,G'

Reactiile de eaan9ae te*uie sa &ie e&iciente din punct de )edee al ec!n!miei de at!mi da une!i necesit? utili$aea de catali$at!i pentu a se p!duce eaan9aea> catali$at!i cae nu p!t &ius! ecupeati si eutili$ati' Acesta este ca$ul p!cesel! de p!ductie a etiliden n!*!nenei /ENB0din )iniliden n!*!nena /VNB0 /0i(ura ):0'



Fi(ura ):. Reactia $e rearan8are a !inili$en nor%ornenei VN;/ la etili$en nor%ornenaENB0

Etiliden n!*!nena este utili$at? ca un c!mp!nent dienic @n !*tineea cauciuculuim!n!me dienic eten? p!pen? /M"EP0 cae se !*tine pin eacie "iels8 Alde dintecicl!pentadien? cu *utadien? umat? de eacie de eaan9ae cu &!maea VNB utili$nd unamal(am de s!diup!tasiu @n am!niac lichid' Cu t!ate c? se ecupeea$? ! mae pate din am!niacullichid /cae este utili$at de asemenea ca s!l)ent0> t!tusi se @ne(istea$? piedei imp!tante demetale' Ca umae s8a @ncecat @nl!cuiea acestui catali$at! cu un catali$at! *a$ic s!lid /NaNaOH

pe ?8alumin?0 cae elimin? &!maea de deseui si @m*un?t?teste aspectele le(ate de si(uanta p!cesului'

).)>. De(ra$are'

!rodusii chimici trebuie preparati astfel incat dupa utilizare acestia sa poata fi transformatiin produsi de degradare si sa nu persista in mediu inconjurator.

Mediul inc!n9uat! cun!aste ! sumedenie de ciclui ec!l!(ice in cae deseuile p!)enitedint8un anumit p!ces de)in mateie pima pentu un altul' In d!inta s!cietatii de a *ene&icia demateiale dua*ile si sta*ile> cecetaea a desc!peit mateiale !*uste si e$istente !icaui ciclu dede(adae' "in pacate insa> !meniea a de)enit p!ate pea *una in a cea ast&el de mateiale' S!luleste plin de t!t &elul de mateiale cae nu su&ea nici ! &!ma de de(adae' Iata de ce te*uie saintele(em mai *ine aceste ciclui si sa le inc!p!am in desi(nul mateialel! )iit!ae ast&el incat sa

*ene&iciem in c!ntinuae de mateiale &!ate sta*ile cat timp sunt utili$ate> da nu mai mult'C!mpania P\ROCOOL a de$)!ltat un a(ent c!mplet net!1ic pentu stin(eea incendiil!'

E1tinct!aele taditi!nale utili$au hal!(eni> c!mpusi cae de(adea$a statul de !$!n sau mateiale&l!uate cae daunea$a sistemel! su*ac)atice pin c!ntaminaea apel!' E1tinct!aele p!duse deP\ROCOOL le inl!cueisc pe cele taditi!nale &iind e1tem de e&iciente in stin(eea incendiil!' Asacum s8a mai spus *ene&iciile aduse de acestea se e&ea la &aptul ca nu c!nti*uie la distu(eeastatului de !$!n si nu pesista in mediul inc!n9uat!' Acest p!dus a casti(at pemiul Pesidential#een Chemist; Challen(e AQads in -776'

-'--' Anali"a in tip real pentru pre!enirea poluarii'

Metodologiile analitice trebuie sa fie dezvoltate suplimentar pentru a permite monitorizarea si controlul formarii deseurilor in timp real, in situ.

Acest pincipiu pe$inta d!ua aspecte% tip si ateriale' Tehnicile de anali$a in timp ealte*uie de$)!ltate pentu a &i utili$ate in p!cesele de &a*icae la scaa la(a' "e asemenea> estenecesaa de$)!ltaea tehnicil! analitice pentu a c!nsuma mateie pima in cantitate mai mica' Estenecesaa de$)!ltaea un! n!i met!de c!mat!(a&ice cae sa utili$e$e mai putin s!l)ent sau cae sanu necesite amestecui c!mple1e de s!l)enti' Chimia analitica a 9ucat un !l esential in de$)!ltaeachimiei !(anice de sinte$a> a9utand la intele(eea a ceea ce se intampla in eactie> la identi&icaea sicaactei$aea c!mpusil! i$!lati' Chimia analitica taditi!nala implica insa utili$aea un! cantitatimai de s!l)ent si de ene(ie ia apaatua utili$ata este de dimensiuni mai' Recent> aceasta a inceputsa se !iente$e cate instumente mult mai pecise si de dimensiuni mai mici ia ! ade)aatade$)!ltae a acest!a a inceput !data cu apaitia instumentel! de anali$a in8line> cae utili$ea$a



cantitati mult mai mici de s!l)ent deteminand ast&el scadeea deseuil! p!duse in p!cesul (l!*alde &a*icae'

"eteminaile cantitati)e ale c!mpusil! c!ntaminanti si p!luanti din mediul inc!n9uat! epe$inta un alt aspect imp!tant al chimiei analitice' "' Al*et R!**at> `' de la Uni)esitatea dinTu&ts a de$)!ltat ! seie de met!de analitice pentu centele de deseui peicul!ase cae sunt capa*ilesa le detemine si sa le e)alue$e &!ate us! si apid'

).)#. Pre!enirea acci$entelor 'ubstantele utilizate intr-un proces chimic trebuie sa fie astfel alese incat sa permita

minimizarea potentialelor accidente chimice, incluzand exploziile, incendiile si emanatiile de gaze.O !misiune cae apae &ec)ent in discutiile le(ate de chimia )ede este cea a peic!lului &i$ic

al e1pl!$iil! si incendiil!' "iscutiile le(ate de impactul asupa mediului si t!1icitatii asupa sanatatiiumane d!mina de cele mai multe !i aceste discutii' Cele mai &ec)ente accidente de tipul cel! amintite mai sus sunt p!)!cate de utili$aea s!l)entil! !(anici in&lama*ili si )!latili' Ca atae seimpun cecetai le(ate de de$)!ltaea unei n!i (eneatii de s!l)enti cae sa nu pe$inte acestetasatui ne(ati)e' O &amilie &!ate imp!tanta de ast&el de s!l)enti> de$)!ltate de di)ese (upui dececetae in cadul cecetail! le(ate de chimia )ede> sunt lichidele i!nice /R!(es and Sedd!n>

+,,20' Lichidele i!nice sunt lichide c!mpuse d!a din i!ni> cae pinte alte p!pietati imp!tante pe$inta ! pesiune de )ap!i e1tem de mica' Ca atae aceste sunt> )itual> ne)!latile' Acestic!mpusi au inceput sa &ie utili$ati pentu un numa destul de la( de aplicatii ca si s!l)enti altenati)iin sinte$ele !(anice /Wassescheid and Welt!n> +,,20' Lichidele i!nice p!t &i utili$ate ca !altenati)a a s!l)entil! !(anici in&lama*ili si p!tential e1pl!si*ili> educand ast&el c!nsidea*il

peic!lul de accidente'Se pune p!*lema desi(nului su*stantel! chimice si a &!mel! acest!a /s!lid?> lichid? sau

(a$!as?0 ast&el @nct s? se educ? iscul p!duceii accidentel! chimice' Accidentele chimice include1pl!$ii> incendii si elimin?i de su*stante t!1ice' Ca e1emplu se p!ate menti!na p!duceea denan!paticule de au utili$nd di*!anul /un c!mpus &!ate t!1ic si cae se apinde chia latempeatua cameei0 si *en$enul cae p!duce canceul' Pin aplicaea acestui pincipiu s8a @nl!cuit

di*!anul cu NaBH. cae nu este t!1ic si nici in&lama*il si cae a eliminat utili$aea *en$enului @naceast? eactie'Pincipalii indicat!i de p!ces pentu deteminaea a ct de )ede este un p!ces sunt%

8 e&icienta utili$?ii at!mil!J8 cantitatea de (a$e cu e&ect de se? p!duse pe ( de p!dusJ8 cantitatea de (a$e cae p!duc distu(eea statului de !$!n p!duse pe ( de p!dusJ8 cantitatea /)!lumul0 de ap? dulce utili$at? pe ( de p!dusJ8 cantitatea de s!l)ent utili$at pe ( de p!dusJ8 cantitatea de ene(ie necesa? /int?i de ene(ie : ene(ie (eneat?0 pe ( de p!dusJ8 cantitatea de deseui /s!lide> lichide> (a$!ase0 p!duse pe ( de p!dusJ8 cantitatea de mateiale ne*i!de(a*adile p!duse pe ( de p!dusJ

8 cantitatea de mateiale cit!t!1ice p!duse pe ( de p!dusJ8 cantitatea de mateiale t!1ice pentu pesti p!duse pe ( de p!dusJ8 cantitatea de mateiale ec!t!1ice p!duse pe ( de p!dusJ8 cantitatea de c!mpusi !(anici )!latili p!dusi pe ( de p!dusJ8 cantitatea de ene(ie nee(enea*il? c!nsumat? din t!talul de ene(ie c!nsumat?J8 suma de *ani cae te*uie pl?tit? dat!it? elimin?ii de su*stante t!1ice pe ( de p!dusJ8 c!stui asteptate pentu cu?tae pe ( de p!dusJ8 impactul asupa mediului /@n c!stui0 pe ( de p!dusJ8 imp!si*ilitatea de utili$ae a p?mntului sau apei dat!it? elimin?il! de deseui pe ( de deseu'

Cte)a e1emple ale chimiei )e$i @n sinte$ele aplicate @n industieE1ist? nume!ase aplicatii industiale cae satis&ac un num? mae din cele -+ pincipii ale chimiei)e$i @n acelasi timp'

a0 Cele mai p!luante eactii @n industie sunt cele de !1idae' Implementaea chimiei )e$i te*uie s?



c!nduc? la utili$aea de eactani altenati)i mai puin p!luanti' C!ntaminaea cu i!ni metalici esteedus? pin utili$aea O+ m!lecula ca !1idant pima si utili$aea un! c!mplecsi ai metalel! tan$iti!nale @n stae supei!a? de !1idae'

*0 Alchil8hal!(enuile si metilsul&atii 8 p!luanti pentu mediu utili$ati @n eactiile metilaec!n)enti!nale au &!st @nl!cuiti cu dimetilca*!natii cae nu c!nduc la depuneea de s?ui an!(anice>

de e1emplu metilaea ailacet!nitilului @n pe$enta [+CO2 la +8ailp!pi!nitil /Y 77G0'c0 F!s(enul si cl!ua de metile utili$ati @n sinte$a p!lica*!natil! au &!st @nl!cuiti cudi&enilca*!natii'

d0 Utili$aea CO+ ca mediu de eactie pentu eaciile de educee catalitic?> @n paticula @n eaciilede hid!(enae si eactiile cu tans&e de H+'

e0 O met!d? imp!tant? de sinte$? a acetaldehidei este met!da Wace de !1idae a etilenei cu O+ @n pe$enta unui catali$at!' Aceast? met!d? a @nl!cuit sinte$a pin !1idae a etan!lului sau hidataeaacetilenei cu H+SO.'



Capitolul #.CHIMIA VERDE CU APLICATII INDUSTRIALA

Implementaea n!i tehn!l!(ii pieten!ase cu mediul @n pactic? se )a eali$a @nt8! pei!ad?

mae de timp' E)aluaea impactului m!di&ic?ii p!cesel! si ast&el ad!pt?ii de n!i tehn!l!(ii cae s?c!espund? pincipiil! chimiei )e$i epe$int? ! p!*lem? imp!tant?'Ca punct de plecae pentu e)aluaea la ni)el industial calitati) a n!ii tehn!l!(ii te*uie s? &ie

cele -+ pincipii ale chimiei )e$i menti!nate de Anastas' "e$)!ltaea de met!de de p!cesae cae s?c!espund? unui num? mae din pincipiile chimiei )e$i a te*ui s? &ie peceput? ca un element

pincipal al p!teciei mediului' n c!nte1tul actual pincipiile chimiei )e$i nu c!espund situaieiactuale a industiei'

Pincipala p!*lem? din punct de )edee cantitati) din pespecti)a industiei ! epe$int? ceale(at? de espectele ec!n!mice' Industia chimic? te*uie s? @ne(iste$e p!&it si s? &ac? p!duse> @naceast? !dine' "ac? un p!ces nu este p!&ita*il pentu ! pei!ad? mae de timp> el este eliminat> &ie

pin eliminaea din linia de p!duse sau pin @m*un?t?iea acestuia pin m!di&icaea anumit!

c!mp!nente ale p!cesului @n sc!pul ede)eniii p!&ita*ile a acestuia'Aceasta este ! ealitate cae te*uie s? &ie @nteleas? !i de cte !i sunt p!puse n!i tehn!l!(iicae s? c!espund? pincipiil! chimiei )e$i' Industia chimic? a cun!scut un succes imp!tant @nde$)!ltaea de n!i met!de ec!n!mice cae s? decu(? cu andamente mai @n sc!pul !*tineii unei(ame )aiate de intemediai chimici si de p!duse' Tehn!l!(ii e1istente sunt cun!scute si suntutili$ate @n sc!pul !*ineii de p!duse pe&!mante cu ni)elui de p!ductie mai' Mateiile pimeutili$ate sunt su* c!nt!l stict' Unele dinte aceste p!cese sunt utili$ate de pei!ade &!ate mai detimp'

Oice tehn!l!(ie n!u? desemnat? s? @nl!cuiasc? tehn!l!(iile e1istente )a &ii @nti anali$at? din punct de )edee ec!n!mic si )a @nl!cui tehn!l!(ia e1istent? numai dac? )a c!epunde att din punctde )edee ec!n!mic> da si din punct de )edee al p!teciei mediului'

Mai &ec)ent se utili$ea$? a(umentul c? tehn!l!(ia n!u? te*uie s? c!espund? pincipiil! chimiei )e$i si t!t!dat? s? c!espund? din punct de )edee ec!n!mic' Industia se c!n&unt? cunume!ase e(lement?i le(islati)e si cu pesiuni cu pi)ie la c!stui e&it!ae la p!*lemele demediu cae c!nduc industia la utili$aea de p!cese cae s? nu p!lue$e mediul' C!stuile e&eit!aela m!nit!i$aea mediului au &!st estimate la ap!1imati) 2G din )enituile eali$ate din )n$?i> saude ap!1imati) -, miliade de d!lai @n &iecae an' O e)aluae mai p!&und? a acest! )al!i de c?teindustie a ele)at &aptul c? a putea e1ista> @n (eneal &act!i ec!n!mici p!$iti)i si neecun!scuti @na&aa cel! e&eit!i la mateiile pime simple si c!stuile de capital cae s? @ncua9e$e utili$aeachimiei )e$i @n industie' Aceasta te*uie eali$at? @n special @n ca$ul e)alu?ii de n!i p!iecte' "ee1emplu> este e)aluat @nt!tdeauna c!stul e&eit! la p!*lemele de secuitate @n p!iectaea unei n!i&a*ici' C!stuile e&eit!ae la si(uant? au un &act! ap!1imati) e(al cu unitatea @n etapa de

cecetae> da acest &act! ae ! )al!ae e(al? cu -,. dac? ae l!c un incident Cla> +,,+D' A &ie$!na*il s? se pesunpun? c? e1ist? &act!i similai cae se aplic? @n ca$ul @n cae se e)aluea$?impactul asupa mediului al unui p!ces n!u' Alte anali$e au a?tat &aptul c? se@ne(istea$? *ene&icii ec!n!mice p!$iti)e pin educeea deseuil! si educeea cheltuielil! decapital @n ca$ul p!cesel! tehn!l!(ice cae espect? pincipiile chimiei )e$i si nu @n ca$ul p!cesel! cae utili$ea$? tehn!l!(iile end8!&8pipe /tehn!l!(iile cae nu um?esc m!di&icaea p!cesel! cic!nt!lul deseuil! e)acuate0'

Reduceea deseuil! si eliminaea p!dusel! secundae se taduc diect pin *ene&iciiec!n!mice' O m?su? cantitati)? util? a impactului pe cae ! tehn!l!(ie @l ae pe *a$a cantit?tii dedeseui (eneate a &!st ela*!at? de Sheld!n si este dat? de ap!tul dinte cantitatea p!dusel! secundae !*inute @nt8un p!ces si cantitatea de p!duse utile !*tinute'

' Industia &amaceutic? cae ae la *a$? sinte$e cae decu( @n etape nume!ase si caeutili$ea$? eactanti neu$uali si s!l)enti este din )al!aea &act!ului E ! industie muda? cae p!duce ! cantitate mae de de_eui' Cu t!ate acestea> din alte e)alu?i s8a sta*ilit c? industia dea&inae a pet!lului (eneea$? @nc? cea mai mae cantitate de mateiale cae te*uie dep!$itate



pentu a e$!l)a aceast? c!mp!nent? a p!*lemei> Sheld!n a @ncecat s? int!duc? un &act! denepietenie @n e)aluaea impactului unei tehn!l!(ii' E1ist? ! seie de deseui cae nu sunt n!ci)e/cum a &i de e1emplu NaCl0 si cae sunt u$uale @n &a*icaea de p!duse la sca? mae si pentu caese p!ate ac!da )al!aea - &act!ului de nepietenie /un&iendliness0' Pentu deseui cae c!ntinmetale (ele /de e1emplu deseui cu C din etapa de !1idae0 te*uie s? se ac!de &act!ului denepietenie ! )al!ae de -,, sau -,,,'

Acest &act! se @nmulteste cu )al!aea E pentu a se !*ine un c!e&icient de mediu /E0 caete*uie s? &ie ! m?su? a impactului (l!*al al deseuil!' E)aluaea E a putea indica &aptul c? p!cese cae se des&?s!a? la sca? mic? au un impact asupa mediului &!ate mae' Un !*iecti) pincipal al tehn!l!(iil! )e$i a te*ui s? &ie utili$aea de met!de de p!cesae la sca? mae saumic? cae s? ai*? )al!i &!ate mici ale c!e&icientului E'

P!t &i eali$ate si e)alu?i cantitati)e ale p!cesel! )e$i' Este accepta*il? ! @m*un?t?tie ae$ultatel! @n pi)inta (ene?ii un! cantit?ti eduse de deseui> da nu eliminaea t!tal? a acest!a ]S8au &?cut anumite e)alu?i ale un! p!cese @n cae se utili$ea$? mateii pime e(enea*ile si acestee)alu?i au a?tat &aptul c? de &apt @n aceste p!cese se p!ate c!nsuma ! cantitate mai mae deene(ie si s? se (enee$e ! cantitate mai mae de deseui &at? de p!cesele utili$ate @n pe$ent' nca$ul @n cae ! amu? a industiei decide s? utili$e$e ! etap? *i!tehn!l!(ic? pentu p!ductie> din

aceast? etap? se (eneea$? deseui de celule sau su*p!duse meta*!lice cae au un e&ect mai edusasupa mediului &at? de p!dusele si deseuile cae se (eneea$? @n industia &amaceutic? sau @nindustia !*tineii de c!mpusi de dimensiuni &!ate mici /&ine0' Cae este ca umae &act!ul denepietenie e$!na*il pentu ! tehn!l!(ie n!u?] n ca$ul @n cae se utili$ea$? p!cesele catalitice> cteetape de p!cesae suplimentae te*uie incluse @nainte ca e&icacitatea p!cesului s? scad?] "ee1emplu ! met!d? aplicat? la c!mpania BASF /#emania0 utili$ea$? ! etap? de hid!&!milaecatalitic? @n !*ineea )itaminei A' Cu t!ate acestea p!cesul utili$ea$? de asemenea eacie decuplae Witti( neec!n!mic? din punct de )edee al at!mil! @nt8! etap? ultei!a?' Cae esteimpactul (l!*al al acestei tehn!l!(ii]

A te*ui e)aluate sepaat tehn!l!(iile de !*tinee a eactantil! necesai pentu !tans&!mae paticula?' Reactanti cum a &i H+O+> O+ si O2 sunt c!nsideati ca &iind !1idanti

*ln$i> da p!duceea H+O+> O+ si O2 se eali$ea$? cu c!nsumui ene(etice mai' Cae esteimpactul asupa mediului ai p!ductiei acest!a] Elect!chimia este c!nsideat? ca ! met!d? &!atecuat? de !*tinee de c!mpusi n!i si la sca? mae' "e e1emplu se !*ine adip!nitilului /+>5'-,3t!nean0 pin elect!hid!dimei$aea acil!nitilului' Acest p!ces a &!st de$)!ltat si c!meciali$at deM!nsant!' nte*aea cae se pune @n acest ca$ este' Ct? ene(ie se c!nsum? @n acest p!ces]Ene(ia utili$at? ! epe$int? cea &uni$at? de centalele electice pe c?*une sau cea &uni$at? dehid!centale] Fa*icaea acil!nitilului utili$at ca mateie pim? (eneea$? de asemenea cantit?timai de sae ca p!dus secunda cae te*uie dep!$itate'

Fiecae din aceste @nte*?i si p!*leme te*uie luate @n c!nsideae cnd se calculea$?ec!n!miile la ni)el (l!*al al p!cesului si c!stuile cae e$ult? pentu indsutie' Pe temen lun(>sc!pul pincipal cantitati) al tehn!l!(iil! )e$i @n industia chimic? te*uie s? &ie cel menti!nat de

Peeia> si anume% de$)!ltaea de p!cese cae s? decu(? cu utili$aea a -,,G a mateiil! pime sicae s? nu c!nduc? la !*ineea /(eneaea0 de de_eui'T!ate aceste @nte*?i si p!*leme indic? &aptul c? pentu e)aluaea !ic?ei met!de

pieten!ase cu mediul te*uie luat? @n c!nsideae anali$a ciclului de )iat? al p!dusel!' nc!nte1tul anali$ei ciclului de )ia? al p!dusel! s8a p!pus ca tehn!l!(iile )e$i te*uie s? &uni$e$e! e)aluae a impactuil! asupa mediului pentu &iecae etap? din ciclul de )iat? al p!dusului' "ee1emplu @n industia &!t!c!piat!ael! @n cae se utili$ea$? si catuse de t!ne te*uie a)ut? @n )edeesi eciclaea acest!a'

Tehn!l!(iile )e$i cae sunt cel mai des utili$ate de c?te industie cupind tei mai cate(!ii%

-0 catali$a cae se d!)edeste a &i cea mai putenic? tehn!l!(ie pentu tans&!maea industiechimice actuale @nt8! industie cae s? especte pincipiile chimiei )e$i' Catali$a este utili$at?dat!it? capacit?tii sale de a p!m!)a eacii pin ad?u(aea unui &a(ment m!lecula la altul> cu@nc!p!aea de cele mai multe !i de at!mi @n am*ele &a(mente @n sc!pul !*ineii p!dusului &inal'Ast&el catali$a c!espunde sc!pului e&eit! la eliminaea st!echi!metic? a eactantil! si a



deseuil! as!ciate cu acestia din p!cesele de !*tinee a su*stantel! chimice' "e semenea catali$a paticip? la eactii de sinte$? e&icient? a su*stantel! !(anice de!aece de cele mai multe !i pentu aa)ea l!c tans&!m?i cu ec!n!mie de at!mi te*uie ca la eaciile especti)e s? paticipecatali$at!ii' Acest d!meniu al cecet?ii c!ntinu? s? se de$)!lte @n industia chimic?' n pe$ent cica6,8 7,G din p!cesele chimice industiale implic? cel puin ! etap? catalitic? Cla> +,,+D'

+0 *i!catali$a*i!p!cesaea este stns le(at? de catali$a ne*i!l!(ic? si pe$int? aceleasicaacteistici si *ene&icii ca si catali$a ne*i!l!(ic?' n plus p!cesele *i!l!(ice decu( @n c!nditii multmai *lnde> de !*icei @n medii de eactie ap!ase si p!t implica utili$aea de mateii pimee(enea*ile' Cu t!ate acestea> p!*lemele le(ate de sepaae> de c!stui> de p!ducti)itate si de@ntetinee si de$)!ltae a !(anismel! si in)estitiile capital cae le implic? au limitat utili$aeaacest! *i!p!cese @n industia chimic?> cu e1ceptia d!a a ca$uil! @n cae nu sunt disp!ni*ile altealtenati)e'

20 Utili$aea de mateii pime e(enea*ile pentu @nl!cuiea mateiil! pime nee(enea*ile'E1ist? destule esuse de mateii e(enea*ile pentu a &uni$a t!ate su*stantele chimice !(anicenecesae pe piat?> &?? a aduce pe9udicii aplicatiil! taditi!nale ale esusel! e(enea*ile @n

p!ductia de alimente> &ua9e si &i*e' Cu t!ate acestea> industia chimic? nu utili$ea$? esuselee(enea*ile pe sca? la(?' Mateiile pime e(enea*ile )! 9uca un !l imp!tant @n e)!lutia )iit!aea industiei chimice' P!(esele @ne(istate @n utili$aea de p!cese chimice c!n)enti!nale si de

p!cese catalitice pentu tans&!maea mateiil! e(enea*ile @n p!dusi &inali au &?cut ca acestea s?cun!asc? ! cestee semni&icati)? @n special dat!it? &aptului c? atenia este din ce @n ce mai@ndeptat? c?te suse n!i de ca*!n /e(enea*ile0 de!aece mateii pime cum a &i titeiul/nee(enea*ile0 @si )! diminua e$se)ele dat!it? c!nsumului e1cesi)'

+'-. Procese catalitice in$ustriale care corespun$ principiilor chiiei !er"i

Recent s8a sta*ilit &aptul c? eactii catalitice &ie !m!(ene> &ie ete!(ene p!t &i c!nsideate

met!de )e$i de !*tinee a un! su*stante chimice' Catali$a este )?$ut? ca ! met!d? e&icient? siec!n!mic? de !*inee a su*stanel! chimice' Se aplic? de ! pei!ad? mae de timp @n a&inaea pet!lului si @n !*tineea de p!duse chimice cu mas? m!lecula? mae @n industie'

Pincipalele a)anta9e ale catali$at!il! sunt%

8 eliminaea eactantil! st!echi!metici si a cantit?til! mai de deseui as!ciate cu acesti eactantiJ8 capacitatea de a paticipa la tans&!m?i cae sunt di&icil sau imp!si*il de eali$at &!l!sind met!deletaditi!nale /de la tans&!m?i la &el de simple ca hid!(enae la unele mai c!mple1e ca cele de&!mae de n!i le(?tui C8C cum a &i eactiile Su$ui> Still sau cupl?ile Hec0J8 capacitatea de a c!m*ina mai multe tans&!m?i @nt8! sin(u? etap? pin aci!naea ca template

/sa*l!n0 pentu asam*laea de &a(mente m!leculae di&eiteJ8 @nl!cuiea eactantil! t!1ici sau cae pe$int? e&ecte ne(ati)e asupa mediului'

Catali$a ete!(en? este de depate cea mai des utili$at? met!d? @n industia chimic? pentu!*tineea de su*stante chimice' Cu t!ate acestea e1ist? ! seie de p!cese industiale cae implic?etape de actali$? !m!(en?'

Ale(eea uneia dinte cele d!u? tipui de catali$e /!m!(en? sau ete!(en?0depinde de ne)!ile p!cesului' Este inteesant &aptul c? cele d!u? tipui de catali$e sunt pi)ite ca si c!ncuente> chia siatunci cnd am*ele !&e? un set unic de p!piet?ti @n peluc?ile chimice'

+'-'-'E1emple de catali$e ete!(ene @n pactic?Sistemele ete!(ene epe$int? *a$a unui num? mae de p!cese industiale' E1emple ale

utili$?ii catali$ei ete!(ene @n industia chimic? le epe$int?% cacaea catalitic? sau i$!mei$aea>



sinte$ele Fische8T!psch @n p!cesele Sas!n de !*tinee de hid!ca*ui' Catali$ele ete!(eneepe$int? cheia @n !1idaea selecti)? @n pe$ena catali$at!ului de A( a etenei cu !1i(en @n sc!pul!*tineii de !1id de eten?> @n etilaea diect? a *en$enului> @n dehid!(enaea ultei!a? aetil*en$enului la stien' n p!cesele catalitice ete!(ene se utili$ea$? ! (am? mae de mateiale cuma &i a(ile> $e!liti *a$ici si aci$i> ?sini schim*?t!ae de i!ni> metale pe di&eite sup!tui' Acestespecii au c!ndus la eali$aea de n!i p!cese de !1idae si educee catalitice> sau la @nl!cuiea

eactan@l! st!echi!metici cum a &i de e1emplu AlCl2> sau a aci$il! mineali cae c!nduc la!*tineea unei cantit?ti mai de s?ui su* &!m? de deseui'Un p!(es semni&icati) a &!st @ne(istat @n catali$a ete!(en? !dat? cu de$)!ltaea &amiliei

TS8- de $e!liti pe *a$? de silicat de titan' TS8- epe$int? pimul e1emplu al unei site m!leculaeed!1' n (eneal utili$aea unui $e!lit @n sc!pul susineii unui centu metalic acti) ae a)anta9ul dea @mpidica att pec!laea metalului @n s!lutie /mediul de eactie0 ct si pe)eniea de$acti)?iicentului metalic pin !li(!mei$ae' "imensiunea p!il! p!ate &i deteminat? de sinte$ec!espun$?t!ae cae c!nduc la catali$e selecti)e @n ceea ce pi)este &!ma capa*ile s? induc?selecti)itatea eactiei pe *a$a dimeniunii m!leculae' Aceste mateiale s8au d!)edit a &i utile @n

p!cese industiale imp!tante cum a &i p!cesele de !1idae @n &a$? lichid? cu a9ut!ul H+O+utili$at? ca !1idant' Un p!ces n!u cae utili$ea$? catali$at!ul TS8- este p!cesul de !*tinee a

cap!lactamei> un c!mp!nent al N;l!n 4' Cea mai mae cantitate de cap!lactam? se p!duce la ni)elm!ndial pin eactia de eaan9ae Becman a cicl!he1an!n !1imei' Recent aceast? met!d? a &!st@m*un?t?tit? pin utili$aea de nume!ase etape catalitice /0i(ura )=0'

'i(ura )=. Meto$& nou& recent&/ $e o%tinere a caprolactaei si aci$ului a$ipic

Hid!(enaea patial? a *ene$enului la cicl!he1an> umat? de hidatae catalitic? utili$nd$e!litul H8<SM83 ca si catali$at! !&e? un p!ces n!u de sinte$? a cicl!he1an!lului' Cicl!he1an!luleste ap!i !1idat cu O+ la cicl!he1an!n? cae tatat? cu NH2 si H+O+ @n pe$enta catali$at!ului TS8- c!nduce la !*tineea cicl!he1an!n!1imei'

Met!da taditi!nal? de !*tinee a cicl!he1an!n!1imei necesita utili$aea de cantit?tist!echi!metice de H+SO. cae c!nduc la !*ineea unei cantit?ti mai de s?ui c!espun$?t!ae cadeseui'

Reacia de eaan9ae Becmann @n &a$? de )ap!i utili$nd ca si catali$at! un $e!lit este !met!d? de !*tinee a cap!lactamei> da aceasta nu este @nc? e&ectuat? la sca? mae /c!meciali$at?0ast&el c? @n etapa &inal? se (eneea$? ! cantitate mae de /NH.0+SO. ca deseu' Recent s8a a?tat&aptul c? se p!ate !*ine cap!lactama pint8! met!d? c!mplet catalitic? plecnd de la *utadien?



/0i(ura #>0'

'i(ura #>. O%tinerea caprolactaei utili"Gn$ ca aterie pri& %uta$iena

Adip!nitilul !*tinut pin hid!cianaea *utadienei catali$at? de Ni/,0 p!ate &i edus selecti)la m!n!amin?' Cap!lactama se !*ine @n stae de )ap!i la @nc?l$iea m!n!aminei @n pe$enta unuicatali$at! de alumin?' Aceast? tehn!l!(ie se aplic? de c?te Rh!dia @nc? din +,,2 @n sc!pul !*ineiicap!lactamei'

P!cesul catalitic cae ae ca mateie pim? cicl!he1an!lul si ca si catali$at! utili$ea$? un$e!lit epe$int? de asemenea ! met!d? n!u? de !*tinee a acidului adipic de!aece acidul adipicc!mecial se !*tine pin !1idaea cicl!he1an!lului cu HNO2 sau O+ @n pe$enta catali$at!uluimeta)anadat de am!niua$!tat de Cu sau acetat de Cu si Mn'

<e!litul TS8- este emaca*il @n p!m!)aea de tehn!l!(ii de !1idae cuate /nep!luante0'Hid!chin!na se !*tine @n m!d clasic pin !1idaea anilinei @n pe$ena MnO+ acid> umat? deeduceea cu FeHCl (enend ast&el ! cantitate mae de s?ui ca deseui' n schim*> eactia

&en!lului cu H+O+ @n pe$ena TS8- !&e? ! met!d? nep!luant? de !*tinee a hid!chin!nei pinhid!1ilaea diect? a ciclului a!matic' Ca p!dus secunda se !*tine d!a catec!lul cae este deasemenea un p!dus imp!tant din punct de )edee c!mecial / 0i(ura #)0'

'i(ura #). O%tinerea hi$rochinonei si catecolului

S8a ap!tat de asemenea &aptul c? $e!litul TS8- este util @n p!cesul de !*tinee a !1idului de p!pen?' O cantitate &!ate mae din acest p!ces se p!duce anual utili$nd ca eactie de *a$?eactia dinte ! *a$? cu cl!!hidina de p!pen? cae @ns? (eneea$? ! cantitate mae de s?ui su*&!m? de deseui' n schim* met!da cae utili$ea$? ca mateie pim? p!pena @n s!lutie de metan!l siap? cu H+O+ @n c!nditii de eactie *lnde /^4,C si . *ai0 c!nduce la !*tineea !1idului de p!pen?cu un andament mai mae de 75G /0i(ura ##0



'i(ura ##. O%tinerea o7i$ului $e propen&

n m!d taditi!nal> utili$aea c!mecial? a catali$ei ete!(ene a &!st limitat? la p!duceea desu*stante chimice cu (anulatie mae' Mai ecent> tehn!l!(ia a &!st utili$at? si @n p!ductia desu*stante chimice &ine si de p!duse &amaceutice' Cele mai epe$entati)e @n acest sens sunt

p!cesele de p!ductie a citalului /0i(ura #-/ aplicate de c?te c!mpania BASF si met!da lui

Eastman de &a*icae a 2>.8ep!1i8-8*utenei /0i(ura #50'

'i(ura #-. Procesul catalitic $e o%tinere a citralului

Fa*icaea citalului ae la *a$? eactia dinte i$!*utilen si &!maldehid? cu !*tineea de 28metil828*uten!l cae se)este ca mateie pim? pentu d!u? c!mp!nente% !*tineea 28metil8+8

*uten!lului pin eactia de i$!mei$ae a le(?tuii du*le @nt8! p!$itie mai su*stituit? catali$at? de Pdsi !*tineea 28metil82 *utenalului pin eactia de !1idae a (up?ii hid!1il @n pe$enta unuicatali$at! de A( pe sup!t de silice' Pin amestecaea cel! d!i c!mpusi /28metil8+8*uten!lului _i 28metil82 *utenalului0 se !*tine un ete cae @n d!u? etape de eaan9ae su* aciune tempeatuiic!nduce la !*tineea citalului'

'i(ura #5. Procesul catalitic $e o%tinere a -52epo7i2)2%utenei



catali$e !m!(ene sunt nume!ase' Unul dinte acestea @l c!nstituie c!m*inatia c!mple1?Rh/CO0+I+D8 utili$at? @n eactia catalitic? de !*tinee a acidului acetic din metan!l pin ca*!nilae'Pin acaest? met!d? se !*tine ! cantitate mai mae de 3,G din p!ductia m!ndial? de acid acetic'Acest p!ces a &!st int!dus @n -74, de c?te M!nsat!' O alt? met!d? n!u? este cea @n cae s8a@nl!cuit catali$at!ul pe *a$? de !diu cu unul pe *a$? de iidiu' Mecanismul eactiei de ca*!nilaeeste pe$entat @n 0i(ura #9'

'i(ura #9. Mecanisul reactiei $e car%onilare a etanolului catali"at& $e o co%inatiecople7& a ro$iului Clar< #>>#

O sae a !diului Rh/III0 este tans&!mat? @n c!m*inatia Rh/CO0+I+D8 pin tatae cu un p!m!t! de i!du? /MeI> HI> I+0 si CO'

Pint8! seie de tans&!m?i ale c!mpusil! !(an!metalici catali$at!ul de !diu ad?u(at peste CH2I sup!t? ! eacie de aditie !1idati)? si c!!dinea$? ! m!lecul? de CO eliminnd educti)i!dua de acetil cae este tans&!mat? @n c!nditiile de eactie @n acidul acetic si HI' HI eacti!nea$?cu ! m!lecul? de metan!l pentu a (enea MeI necesa? unui n!u ciclu catalitic' Acest mecanismdem!nstea$? m!dul @n cae p!cesele catalitice !m!(ene p!t &i @ntelese si ilustea$? di&eenteledinte catali$a ete!(en? si !m!(en?'

Reactiile cae decu( pin catali$? !m!(en? se des&?s!a? pin intemediai de tipulc!m*inatiil! c!mple1e *ine8de&inite stuctual' Ast&el @n (eneal este mult mai us! a c!nt!la !

eactie si pin umae s? detemini disti*uia p!dusului> )ite$a eactiei utili$nd m!di&ic?i simplecum a &i schim*aea natuii li(andului cae c!!dinea$? i!nul metalic' Acest c!nt!l a putea &i&!l!sit ca instument pentu educeea )al!ii &act!ului E pentu un p!ces industial'

Reactia de hid!cianae "uP!nt a *utadienei catali$at? de Ni este de asemenea ! met!d?emaca*il? de p!ducee a adip!nitilului' n acest p!ces sunt implicati + m!li de HCN cae suntad?u(ati sec)ential peste *utadien? @n pe$enta unui catali$at! de tipul &!s&itului de Ni/,0' Acest

p!ces decu(e pin intemediaul cian!penten?> !*tinndu8se @n &inal adip!nitilul cu selecti)itatemae /0i(ura #:0' Mecanismul este simila p!cesului de ca*!nilae a metan!lului'



'i(ura #:. Reactia catalitic& $e hi$rocianare DuPont

Capacitatea de a c!nt!la eactiile cae decu( @n catali$? !m!(en? a &?cut ca aceste eacii s?&ie utili$ate pe sca? la(? @n special @n eactiile de hid!(enae asimetic? catalitice' Natua mediuluicae @nc!n9!a? centul metalic si pin umae eacti)itatea catali$at!il! este putenic in&luenat? de

ale(eea li(andului' S8au desc!peit ! seie de li(an$i chiali cae s? &ie aplicati @n eactii de !*tineede p!duse !ptic acti)e'O etap? imp!tant? @n p!cesul M!nsant! de !*inee a L8d!pa utili$ea$? catali$at!ul

Rh/"IPAMP0 pentu a induce acti)itatea !ptic? @n m!lecule /0i(ura #=0'

'i(ura #=. Schea $e reactii iplicate Fn o%tinerea L2$opa

L8d!pa este p!dus @n e1ces enatnti!meic de -,,G dup? ecistali$ae Cla>+,,+D'

/808Ment!lul se !*tine de asemenea pin eactie de hid!(enae asimetic? /& i(ura->/'

'i(ura ->. O%tinerea 2/2entolului prin reactie $e hi$ro(enare asietric& catalitic&

Chia dac? e1ist? e1emple *ine cun!scute ale catali$ei !m!(ene aplicate @n industie pentu

!*tineea de di)ese su*stante chimice> t!tusi catali$a !m!(en? nu este utili$at? &ec)ent @n industiedat!tit? di&icult?til! le(ate de sepaaea p!dusului de eactie de catali$at! @nt8! &a$? unic?' n plusecent a ap?ut ! n!u? met!d? si anume catali$a *i&a$ic? @n mediu ap!s ca ! met!d? de etinee a



catali$at!ului @n &a$a ap!as?> p?stnd @n acelasi timp p!dusul !(anic @n &a$a !(anic?' S8aude$)!ltat ! seie de catali$at!i s!lu*ili @n ap? pin @nc!!p!aea de (up?i p!lae pe li(an$ii caec!!dinea$? i!nii metalici pentu a se eali$a im!*ili$aea catali$at!ului @n &a$a ap!as?' Aceast?a*!dae este aplica*il? pentu un num? *ine8cun!scut de p!cese industiale' "e e1emplu!*ineea de adip!nitil descis? @n &i(ua +6 catali$at? de Ni cae decu(e @n m!d n!mal @n s!l)ent!(anic p!ate &i e&ectuat? de asemenea @nt8un sistem *i&a$ic @n pe$ena unui li(and s!lu*il @n ap?'

Cel mai imp!tant e1emplu al utili$?ii unui sistem *i&a$ic @n p!cese industiale @l c!nstituie p!cesul de hid!&!milae a p!penei @n sc!pul !*ineii n8*utialdehidei /0i(ura -)0'

'i(ura -). O%tinerea n2%utiral$ehi$ei $in %uten& prin reactie $e catali"& utili"Gn$ unsiste %i0a"ic

Hid!&!milaea decu(e pint8un mecanism de eactie *inecun!scut' Aceast? eactie decu(esu* actiunea c!m*inatiei c!mple1e - ca si catali$at! acti) pentu a se !*tine n8*utiladehid? sii$!*utialdehid? @nt8un ap!t de 74%.' Li(andul TPPTS se !*tine pin sul&!naea diect? ati&enil&!s&inei' Pin aceasta se !*tine un li(and s!lu*il @n ap?' Catali$a *i&a$ic? epe$int? ! met!d?

pincipal? utili$at? pentu p!ductia de *utiladehid?' Aceast? met!d? a &!st in)esti(at? si pentu!*tineea )alealdehidei'

Catali$a *i&a$ic? este utili$at? de asemenea pentu !*tineea -8!ctan!lului utili$at ca plasti&iant' Butadiena utili$at? ca mateie pim? paticip? la ! eactie de dimei$ae' "imeul !*tinut paticip? la ! eactie de aditie a unei m!lecule de ap? @n pe$enta un catali$at! de paladiu si ! saede Li a li(andului TPPTS' Alc!!lul nesatuat !*tinut este edus> ap!i catalitic la -8!ctan!l / 0i(ura-#/.

'i(ura -#. O%tinerea catalitic& a )2octanolului

Reactii de sinte$? chimic? a c!mpusil! su* &!m? de nan!paticule /paticule &ine0 implic?etape de sinte$? *i&a$ic?' Un e1emplu @n acest sens @l c!nstituie !*tineea )itaminei E pin alchilaeacatalitic? su* actiunea catali$at!ului Rh/TPPTS0 a micenului cu acet!acetat de etil / 0i(ura --0'



'i(ura --. O%tinerea catalitic& a !itainei E

Succesul acest! eactii cae se des&?s!a? @n c!nditii *i&a$ice se dat!ea$? s!lu*ilit?tiic!mp!nentel! paticipante @n eactie cu apa' E1ist? @ns? un num? mae de c!mpusi !(anici cu

s!lu*ilitate edus? @n ap? sau chia ins!lu*ili si ca umae nu p!t &i utili$ati @n aceste sisteme' Au &!stdepuse e&!tui pentu eliminaea acestui de$a)anta9 pin !*tineea de n!i li(an$i pentu i!niimetalici' Pin im!*ili$aea /depuneea0 catali$at!il! de !diu @nt8! matice s!l8(el s8a !*tinut unsistem cae p!m!)ea$? eactia de hid!&imilae a p!penei cu andamente si selecti)it?ti similae cucele ale alt! sisteme c!meciale' M!di&icaea catali$at!ului de !diu pin @nl!cuiea unui li(andTPPTS cu un li(and PPh2 a c!ndus la !*tineea unui catali$at! cu s!lu*ilitate mae @n &a$? !(anic?si cu eacti)itate mae &at? de sus*tatui cae au ! s!lu*ilitate edus? @n ap?'

Hete!p!limetalaii /HPM0 au &!st utili$ati cu succes ca si catali$at!i sta*ili @n catali$e!m!(ene pentu acti)aea un! !1idanti cum a &i de e1emplu O+ sau H+O+' O met!d? n!u? de!*tinee a acidului adipic se *a$ea$? pe catali$a !m!(en?'

Acidul adipic se !*tine din !1idaea @n pe$enta acidului a$!tic a cicl!he1an!lului saucicl!he1an!nei> am*ele su*stante !*tinndu8se din *en$en' Acidul adipic este un c!mp!nent pincipal@n p!ductia de N;l!n84>4 &!l!sit @n p!duceea de c!)!ae> tapieie> an)el!pe' Pin met!da u$ual?de !*tinee a acidului adipic se elimin? @n atm!s&e? N+O cu e&ecte ne(ati)e asupa mediului si!(anismel!' Cicl!he1ena este !1idat? de c?te H+O+ @n pe$enta NaWO. si a unui catali$at! detans&e de &a$? /CH2/n8 C6H-502NDHSO.0 pentu a se !*tine acidul adipic cae se i$!lea$? @n

p!p!tie de 7,G dup? @nc?l$iea la 5387,C pentu 6 !e Cla> +,,+D' Mecanismul p!pus este pe$entat @n 0i(ura -5'



'i(ura -5. O%tinerea aci$ului a$ipic

Specia catalitic acti)? este p!*a*il c!mple1ul pe!1iQ!l&amat + /0i(ura -6/'

'i(ura -6. Co%inatii cople7e ale ol0raului acti!e catalitic

Cicl!he1enele su*stituite si cipl!pentenele paticip? la eactii de !1idae catalitic? cuandamente similae'Recent p!cesul de !*tinee a acidului adipic a &!st @m*un?t?tit pin eliminaea a(entului de

tans&e de &a$? si ad?u(aea unui acid !(anic *identat' Aceast? m!di&icae a p!cesului c!nduce la!*tineea acidului adipic cu selecti)itate de 75G si andament de tans&!mae de -,,G' Cel maie&icient dinte aci$ii !(anici @n acest sens este acidul !1alic utili$at pentu !*tineea c!m*inatieic!mple1e 2 /&i(ua 230'

E1ist? eactii de !1idae @nudite cae implic? p!cese catalitice' Ast&el !1idaeacicl!he1anului la un amestec de cicl!he1an!l si cicl!he1an!n? decu(e @n pe$entahid!p!limetalatial!' O1idaea catalitic? diect? a cicl!he1anului &!l!sind Nhid!1i&talimid?>Mn/acac0+ _i C!/Oac0+ ca amestec catalitic a c!ndus la !*ineea acidului adipic cu selecti)itate de52G si andament de tans&!mae de 52G Cla> +,,+D'

A &!st int!dus p!ces n!u mai ec!n!mic pentu !*tineea dimetilca*!natului cae implic? !eactie de ca*!nilae !1idati)? catali$at? de CuCl a metan!lului' Ca*!nilaea se eali$ea$? la -+,Csi +5 atm cu !1i(enul ca !1idant &inal' Selecti)itatea &at? de dimetilca!natul este mae' P!dusul



secunda este d!a CO+ cae e$ult? din c!m*ustia CO /& i(ura -10'

'i(ura -1. O%tinerea $ietilcar%onatului prin car%onilare o7i$ati!&

Un de$a)anta9 al acestui p!ces este &aptul c? p!dusul &inal se !*tine su* &!m? de suspensiesi este &!ate c!!$i) ca umae necesit? utili$aea unui echipament special' S8au adus @m*un?t?tiiacestui p!ces si anume s8a &!l!sit pentu !*tineea dimetilca*!natului eactia diect? dinte CO+ simetan!l &iind t!t!dat? si ! c!mp!nent? pincipal? @n e&!tul (l!*al cae se &ace e&eit! la educeeaemisiil! de CO+ @n atm!s&e?'

+'+'Mateii e(enea*ile utili$ate ca mateii pime si *i!catali$a

Catali$a s8a d!)edit a &i un &act! esential ale p!cesel! chimice )e$ica umae a !luluis?u @n !*ineea pe cale sintetic? e&icient? a unui num? mae de p!duse chimice' Cu t!ate acesteate*uie ca tehn!l!(iile )e$i /cuate0 nu numai s? se e&ee nu numai la met!da utili$at? pentu!*tineea p!dusel! chimice ci si la mateiile pime utili$ate' O industie chimic? )ede )eita*il?te*uie s? @nl!cuiasc? mateiile pime nee(enea*ile cu mateii pime dua*ile'

n *i!s&e? se p!duce ! cantitate mae de ca*!n e(enea*il' Ap!1imati) 5--,7T dinca*!n se &i1ea$? anual> aceasta epe$entnd cantitatea cae p!ate &uni$a ap!ape t!t necesaul demateie !(anic? cae este @n pe$ent de ap!1imati) 586G din c!nsumul t!tal de esusenee(enea*ile' /n -773 SUA a c!nsumat ! cantitate de ene(ie de 3>4E` /-,-6`0 pentu !*tineea

pe cale sintetic? de p!duse !(anice' Aceasta c!espunde la ap!1imati) 5G din mateiile pime detipul c!m*usti*ilil! &!sili utili$ati @n SUA0'

Celul!$a cea mai a*undent? mateie !(anic? de pe p?mnt ae ! p!ductie anual? de7,-,7t' Aceste )al!i c!espund la ! p!ductie de -5--,7 t!ne de *i!mas? si pesupune ca *i!masas? c!ntina .3G ca*!n' "isp!ni*ilitatea anual? a esusel! e(enea*ile este imp!tant?' Acest lucu&ace ca aceste esuse s? &ie nelimitate dac? se se utili$ea$? @nt8! manie? dua*il?' Cu t!ate aceast?@ns? mateiile pime utili$ate @n pe$ent pentu !*tineea de su*stante chimice sunt d!minate de susede ca*!n nee(enea*ile' Numai ap!1imati) +G p!)ine din suse e(enea*ile Cla> +,,+D si caumae num?ul p!cesel! industiale cae &!l!sesc mateii pime e(enea*ile este mic' "!u?e1emple n!ta*ile le c!nstituie industia celul!$ei si htiei si industia de pelucae umed? a

p!um*ului /industia amid!nului0'Am*ele industii c!n)etesc cantit?ti imp!tante de esuse e(enea*ile @n p!duse utile pe

piata' E1ist? un num? mae de su*stante p!limeice /celul!$a si li(nina0 si m!n!mee /ca*!hidaticum a &i (luc!$a> 1il!$a si alte mateiale ca acidul le)ulinic0 cae c!ncu? @n m!d &a)!a*il cumateialele nee(enea*ile'

Tans&!maea c!n)enti!nal? a mateiil! pime e(enea*ile @n p!dusi nu este u$ual? pentuindustia chimic?' n nume!ase ca$ui p!dusele sunt cele cae p!t &i i$!late din esuselee(enea*ile e1istente &?? ! tans&!mae stuctual? ultei!a?'E1emplele includ mateialelee1tacti*ile din industia celul!$ei si htiei utili$ate @n p!ductia de tee*entin?> uleiui de tal>(ud!ane> p!ductia de uleiui din p!um* sau alte tipui de uleiui !*tinute din ceeale sau p!limei

pe *a$? de amid!ne' Alti p!dusi se !*tin pin dei)ati$aea simpl? a mateialel! c!ntinute @n *i!mas?' Industia celul!$ei si htiei p!duce un num? mae de dei)ati celul!$ici cum a &i estei ietei celul!$ici> cel!&anul> )sc!$?' E1ist? cte)a met!de *ine8cun!scute pentu tans&!maea



mateialel! e(enea*ile @n p!dusi m!n!meici cu mas? m!lecula? mic?' #luc!$a se tans&!m? @ns!*it!l pin hid!(enaea catalitic? si @n acid (luc!nic pin !1idae' =ilit!lul se !*tine de asemeneadin 1il!$? pin hid!(enae' Fu&u!lul se !*ine pin dehid!(enaea acid? a p!dusil! secundaie$ultati din p!um*' Vanilina si dimetilsul&!1idul de !*tin din li(nin?'

E1ist? anumite mateiale e(enea*ile cae sunt @n stadiul de cecetae si cae pe$int? p!tentialul de a putea &i utili$ate pentu !*tineea de su*stante chimice>da cae nu sunt

c!meciali$ate @nc?' Acidul le)ulinic este un e1emplu al unei su*stante chimice cae p!ate se)i camateie pin pentu !*tineea de p!duse'Acidul le)ulinic se !*tine din deseuile de htie cu c!stuieduse' Acidul le)ulinic p!ate &i tans&!mat @n alti c!mpusi imp!tanti @n industie /0i(ura -90'

'i(ura -9. Aci$ul le!ulinic aterie pri& pentru o%tinerea $e copusi chiici

Cecet?ile e&ectuate la sca? de la*!at! au a?tat &aptul c? acidul le)ulinic p!ate &itans&!mat @n metiltetahid!&uan : un diluant pentu c!m*usti*ilii aut!'

Acidul le)ulinic p!ate &i tans&!mat si @n acidul 8amin!le)ulinic /"ALA0 cae este unie*icid cu spectu la( imp!tant de!aece este -,,G *i!de(ada*il Cla> +,,+D' Recent s8a

sta*ilit c? "ALA este util ca insecticid si ca un c!mp!nent @n teapia &!t!dinamic? utili$at? @n tataeacanceului' Pint8! met!d? n!u? se !*tine "ALA /su* &!m? de sae0 cu puitate mai mae de 7,Gdin acid le)ulinic'

Acidul di&en!lic /A"P0 este un mateial cu aplicae pe sca? la(? @n p!ductia de p!limei sialte mateiale' Se !*tiune us! din eactia dinte acidul le)ulinic cu d!i m!li de &en!li' Utili$aeaacidului di&en!lic este simila? cu cea a *is&en!lului A> @ns? *is&en!lul A este mult mai ie&tin dectacidul di&en!lic si ca umae c!stul idicat a limitat utili$aea acidului di&en!lic'

Le)!(luc!sanul /->48anhid!88"8(luc!pian!$a0 si le)!(luc!sen!na /->48 anh;d!82>.8dide!1i88"8(lice!8he1828en!pian!8+8ul!$a0 sunt p!duse de pi!li$? a $ahauil!'

Hid!1imetil&u&u!lul se !*tine pin tataea acid? a $ahauil!'



Li(nina este de asemenea in)esti(at? ca mateie pim? @n !*tineea de chin!ne si di)esi p!limei (e&ati'Utili$aea li(ninei @n industia chimic? se limitea$? d!a la aplicatii de )al!ae edus?>cum a &i n?m!lui de &!a9> diti)i pentu as&altui si umplutui pentu !*tineea de *et!ane'Stuctuahete!(en? a li(ninei si di&icult?tile @ne(istate @n tans&!maea acseteia @nt8un p!dus unic a limitatutili$aea acesteia ca mateie pim? pentu c!mpusi chimici'

-.-. O%tinerea $e su%stante chiice pe cale %iochiic&

Cea mai de succes met!d? pn? @n pe$ent de int!ducee a esusel! e(enea*ile @nindustia chimic? ! c!nstituie *i!tehn!l!(ia> cu t!ate c? utili$aea acesteia /*i!tehn!l!(iei0 pentu!*ineea cuat? de su*stane chimice p!duse pe sca? la(? este d!a la @nceput' Cele mai multee1emple ale utili$?ii !(anismel! sau etapel! en$imatice @n p!ductia de su*stante chimice see&e? d!a la !*tineea de su*stante chimice &ine da pe sca? mic? si la !*tineea de p!duse&amaceutice cum a &i !li(!$ahaidele> amin!aci$ii> puinele> )itaminele> nic!tina sau indi(!ul'

Aceasta se dat!ea$? &aptului c? te*uie a)ute @n )edee ceintele stuctuale pe cae te*uies? le @ndeplineasc? su*stantele especti)e'

Bi!catali$at!ii sunt @n (eneal inc!ntesta*ili pi)ind capacitatea l! de a &uni$a stee!> e(i!8

si enanti!selecti)itatea ceut? de aceste su*stante speciale' Cu t!ate acestea *i!p!cesele suntde&inite pin caacteistici atacti)e cae le &ac utile @n tehn!l!(iile cuate'n unele ca$ui *ip!cesele se utili$ea$? de multi ani de!aece nu e1ist? alte met!de

ne*i!l!(ice cae s? p!at? &i utili$ate @n p!duceea su*stantel! especti)e'Etan!lul si acidul lactic sunt de un intees paticula de!aece epe$int? su*stante chimice a

c?! p!ductie initial? ne*i!l!(ic? a &!st @nl!cuit? @n t!talitate de p!ductia utili$nd p!cese *i!chimice' n plus industia celul!$ei si htiei a @nceput s? int!duc? tataea en$imatic? @n etapelede al*ie si pelucae a pastei> ia laptele cu c!ntinut edus de lact!$? se !*tine pin tataea lapteluicu a8(alact!$ida$a'

Acidul lactic este un *un e1emplu al unei mateii chimice disp!ni*ile de a lua pate la p!cesede *i!p!cesae' Acidul lactic se utili$ea$? pentu !*tineea aci$il!p!lilactici c!nsideat un p!lime

)ede dea!ece se desc!mpune dup? eliminae' Acesta p!ate &i utili$at ca @nl!cuit! al p!li!le&inel!' Acidul lactic se aut!8p!limi$ea$? sla* ast&el c? se tans&!m? initial @n dilactid?> !su*stant? cae c!nduce la !*tineea unui p!lieste cu mas? m!lecula? mae dup? deschideeaciclului /0i(ura-:0'

'i(ura -:. Utili"&rile aci$ului lactic

n plus acidul lactic p!ate se)i ca mateie pim? pentu !*tineea de c!mpusi de intees pentu industie cum a &i de e1emplu acetaldehida> p!pilen(lic!lul> acidul acilic si +>28pentadi!na'



Un alt e1emplu imp!tant al *i!tehn!l!(iei utili$ate @n industie @l c!nstituie p!cesulMitsu*ishi Ra;!n de !*tinee a acilamidei pin tataea acil!nitilului cu nitilhidata$a dinRh!d!c!ccus h!d!ch!us' Aceast? met!d? pe$int? intees de!aece epe$int? un e1emplu unic alunui p!ces @n cae un mateial cae nu c!ntine $ahaui este tatat cu ! en$im? pentu a se !*tine un

p!dus chimic *ine cun!scut @n cantit?ti mai' Aceeasi en$im? este utili$at? pentu !*tineeanic!tinamidei si de asemenea pentu !*tineea acidului acilic'

Alte e1emple ale utili$?ii *i!tehn!l!(iei la ni)el industial le c!nstituie !*tineea de ie*icidesi su*stante a(!chimice> p!duse cae au un ni)el de p!ductie si ! piat? de des&acee mult mai mae&at? de nume!ase alte p!duse chimice' n 0i(ura -= se pe$int? ! met!d? *i!chimic? de !*tinee a(li&!satului> pincipalul c!mp!nent al ie*icidel! de tipul R!undup cu spectu la('

'i(ura -= .O%tinerea (li0osatului

S8a a?tat c? p!cesul de !1idae a acidului (lic!lic la acidul (li!1ilic @n pe$enta !1i(enuluieste c!nsidea*il @m*un?t?tit de pe$enta unui acid amin!metil&!ss&!nic ca tamp!n' Hid!(enaea siacidi&ieea amestecului de eactie cae c!ntinea specii intemediae @n c!ncentatii la echili*uc!nduce @n &inal la !*tineea (li&!satului ca p!dus &inal' Pin c!nt!lul i(u!s al c!nditiil! deeactie se @ne(istea$? ! tans&!mae de 76G a acidului amin!metil&!s&!nic la (li&!sat'

Un a)anta9 semni&icati) al p!cesel! *i!catalitice se !*se)? @n pincipal @n&a*icaea demateiale !ptic acti)e' "e e1emplu c!mpania BASF in)esti(ea$? utili$a ealipa$ei din Pseud!m!nas

pentu !*ineea aminel! !ptic acti)e' Tehn!l!(ia este in)esti(at? la ! sca? de -,, tan si estediecti!nat? spe !*tineea ie*icidului numit F!ntie =+' P!ductia la sca? la(? a acestui ie*icid

c!nstituie un e1emplu al utili$?ii p!cesel! *i!catalitice cu succes @n industie / 0i(ura 5>0'



'i(ura 5>. O%tinerea %iocatalitic& a ier%ici$ului 'rontier #

Reacia unei amine acemice cu acidul met!1iacetic @n pe$ena lipa$ei !&e? ! amidaeselecti)? a enanti!meului ned!it' Amina !ptica acti)? ?mas? este tans&!mat? @n ie*icid'Hid!li$a amidei c!nduce la !*tineea aminei li*ee cae p!ate &i acemi$at? si eciclat? pentu a

putea &i eutili$at? @n etapa *i!chimic? initial?' n cele din um? se !*tin andamente de tans&!maeale aminei initiale mai'

Acidul succinic este ecun!scut ca &iind mateie pim? @nt8un num? mae de p!cese *i!tehn!l!(ice pentu !*tineea de su*stante cu mas? m!lecula? nae cum a &i de e1emplu ->.8 *utandi!lul /B"O0> tetahid!&uanul> ?8*utilact!na si N8metil pi!lid!na'

S8au &?cut nume!ase @ncec?i pentu a aplica p!cesul de &ementatie @n sc!pul !*tineiiacidului succinic din esuse e(enea*ile da nici una dinte acestea @ncec?i nu au putut &i aplicatela sca? industial?' Pentu a !*tine acid succinic la ni)el industial se aplic? un p!ces cae decu(e@n pe$enta *acteiei Escheichia c!li /0i(ura 5)0'



'i(ura 5). Procesul %iochiic $e o%tinere a aci$ului succinic si a pro$usilor re"ultati$in aci$ul succinic

Acest p!ces se aplic? de c?te Applied Ca*!Chemicals pentu !*tineea un! p!dusiimp!tanti' n acest p!ces (luc!$a este supus? unui p!ces de &ementatie @n uma c?uia se !*tine

intemediaul succinat de s!diu' Saea este tans&!mat? @n acidul succinic si ! *a$? pint8un p!cesde elct!diali$? @n sc!pul dis!cieii su* actiunea apei umat de eciclaea *a$ei si eint!duceeaacesteia @n etapa de &ementatie' P!ductia de B"O pe *a$a *i!dei)atil! acidului succinic s8aeali$at ci c!stui eduse @n c!mpaatie cu met!dele clasice de !*tinee a acestui c!mpus' Att ->+8

p!pandi!lul ct si ->2 p!pandi!lul se p!t !*tine din intemediai *i!l!(ici u$uali cum a &!s&atul dedihid!1iacet!n?> un p!dus al meta*!lismului $ahauil!' Came!n a int!dus un p!ces *i!chimic

pentu !*tineea ->+8p!pandi!lului din (luc!$? pin utili$aea E' C!li' ->+8p!pandi!lul este de unintees paticula pentu p!cesele cae implic? tehn!l!(iile cuate /)e$i0 de!aece pentu !*tineeaacestuia se aplic? la ni)el industial un p!ces de hidatae a !1idului de p!pilen? dei)at dincl!hidina c!espun$?t!ae sau pin utili$aea unui hid!pe!1id' Am*ele met!de aplicate i industiesunt (eneat!ae de deseui su* &!m? de s?ui' ->28p!pandi!lul epe$int? un c!mp!nent al n!il!

p!liestei> @n m!d special al p!lip!pilentee&talatului' Acest p!lime ae p!piet?ti asem?n?t!ae cualti p!limei cum a &i de e1emplu p!li/*utilentee&talataul0 !*tinut din ->.8*utandi!l si p!li/etilentee&talatul0 din etilen(lic!l' Aceast? &amilie de p!liestei p!ate a)ea un d!meniu mae deutili$?i de!aece m!di&icaea lun(imii lantului @n c!mp!nenta di!lic? a p!liesteului impim?

p!piet?ti unice p!limeului e$ultat' Met!da actual? de *i!p!cesae utili$ea$? (lice!lul ca mateie pim?> (lice!l cae este elati) c!stisit! ast&el c? p!ductia cuent? a &!st @ndeptat? c?te&ementatia $ahauil!'"e asemenea inteesul &at? de *i!diesel a putea educe petul (lice!lului'P!ductia a -, ( de *i!diesel c!nduce la !*tineea a - ( (lice!l ca p!dus secunda cae p!ate &iutili$at pentu !*tineea cu c!stui eduse a ->28p!pandi!lului Cla> +,,+D'

S8au ap!tat nume!ase tans&!m?i *i!chimice cae a putea &i utili$ate @n )iit! pentu!*tineea de su*stante chimice /0i(ura 5#0

'i(ura.5#.Trans0orarea %iochiic& a (luco"ei Fn su%stante chiice utili"ate Fnin$ustrie Clar< #>>#

O met!d? n!u? implicat? @n !*tineea acidului adipic elimin? t!ate su*stantele !1ice>c!mp!nentele nee(enea*ile pin @nl!cuiea acest!a cu ! met!d? *i!sintetic?' Plecnd de la (luc!$?s8a !*tinut acidul adipic &!l!sind E' C!li pin acidul cis>cismuc!nic ca un intemedia' Cecet?isuplimentae au ele)at e1istenta un! met!de den !*tinee a catec!lului si )anilinei' Acestetans&!m?i &uni$ea$? un alt e1emplu al c!nt!lului unei eactii pin @ntele(eea mecanismului'

Ca si @n ca$ul catali$el! ne*i!l!(ice> *i!p!cesae pe$int? utili$ate @n p!ductia &!mel!

!ptice pue ale i*up&enului si nap!1enului' A*!daea *i!chimic? c!n)enti!nal? utili$ea$? hid!li$aasimetic? en$imatic? a pecus!il! de tipul esteil! @n sisteme ap!ase' Au &!st in)esti(ate di&eite!(anisme pentu hid!li$a dei)ail! amidel! sau aci$il! acemici' Pentu a se eali$a ! e&icient?



mae te*uie ca met!dele utili$ate pentu !*tineea di&eitel! su*stante chimice s? includ? etapa deeciclae a p!dusului nehid!li$at alt&el andamentul @ne(istat este de d!a 3,G /0i(ura 5-0

'i(ura 5-. O%tinerea napro7enului cu ran$aent $e 6>J/

Reactiile de estei&icae asimetic? a p!&enil! &!l!sind lipa$e a &!st utili$at? @n industie pentu sinte$a medicamentel! pe *a$? de p!&eni de!aece sunt *inecun!scute eactiile ale(ice(ast!intestinale cae apa dup? administaea aci$il! pui' "ei)ati$aea acidului su* &!m? de esteiai acestuia educe aceste e&ecte ale(ice pemitnd hid!li$a in )i)! a esetului' n aceste c!nditii esteestei&icat un enanti!me al i*up!&enului acemic de c?te lipa$a Rhi$!muc! miehei @n e1ces

enanti!meic mai mae de 75G' n ca$ul p!&enil! s8au !*inut medicamente di&eite pin tehn!l!(iisimilae'Una dinte cele mai imp!tante aplicatii ale *ip!ces?ii ! c!nstituie !*tineea pe cale sintetic?

sau semi8sintetic? a penicilinel! si a ce&al!sp!inel!' Mateiile pime cheie @n aceast? industieinclud penicilinele # si V &ementati)e si ce&al!sp!ina C' S8au !*tinut anal!(i n!i ai acest!a pindeacetilaea en$imatic? a mateiei pime pentu a se !*tine acidul 48amin!penicilanic sau acidul 58amin!ce&al!sp!anic' Anti*i!tice semisintetice se !*in pin eactia aminei li*ee cu di&eiti a(enti deacilae' O*tineea acidul 58amin!ce&al!sp!anic /58ACA0 epe$int? ! etap? imp!tant? @n

p!duceea anti*i!ticului Ce&acl! /0i(ura 55 0'

'i(ura 55. Meto$a $e sinte"& a Ce0aclorului

Industia chimic? de)ine din ce @n ce mai sensi*ili$at? la !*tineea de su*stante chimice si

e&ectele sale asupa mediului si s!ciet?tii' n ultimii ani industia a pus un accent mai mae detehn!l!(iile cuate /)e$i0 cae @n acelasi timp sa &ie si p!&ita*ile'Impactul tehn!l!(iil! )e$i )a &iesimit teptat> ca umaea a @m*un?t?tiii teptate a unui num? din ce @n ce mai mae de p!cese'



Catali$a este ! c!mp!nent? cheie a p!cesel! de !*tinee a su*stantel! chimice cu ec!n!mie deat!mi si cu cantit?ti eduse de deseui'

Mateiile pime e(enea*ile sunt @n m!d ineent )e$i si )! 9uca un !l imp!tant @n p!cesele tehn!l!(ice de )iit!> da )! necesita ! in&astuctu? di&eit? pentu c!lectaea sitans&!mae pentu utili$aea industial? si de$)!ltaea unui d!meniu )ast de tehn!l!(ii siinstumente pentu tans&!maea e&icient? @n p!dusi )al!!si pe piat?'

Bi!p!cesaea epe$int? un pim e1emplu al uniunii dinte catali$? si mateii pimee(enea*ile si a putea da un impuls pentu de$)!ltaea unei (ame mult mai la(i de p!cesene*i!l!(ice pentu tans&!maea *i!masei' Industia este @n e)!lutie si ca umae tehn!l!(iile cuate)! c!ntinua s? 9!ace un !l cheie @n aceast? e)!lutie'

Capitolul -. STUDIU DE CA3

-.). CHIMIA VERDE in In$ustria alientara2o%tinerea a%ala8ului coesti%il OOHO

O!h! este un n!u tip de am*ala9> eali$at dint8un mateial c!mesti*il> !*Kinut din al(e> ce p!ate &i m!delat su* &!m de s&ee de di&eite mimi i p!te9ea$ e&icient lichidul din intei!'In)enKia )a &i c!meciali$at @n SUA @ncepnd de la s&itul acestui an> ia aut!ii ei spe c> @n timp>ea )a a9uta la e$!l)aea (a)ei p!*leme de mediu epe$entat de mili!anele de sticle de plasticauncate peste t!t'

In)enKia este una dinte cele -+ declaate cti(t!ae ale c!mpetiKiei Le1us "esi(n AQad'

Ea este inspiat de p!pietatea lichidel! de a &!ma sp!ntan pictui de &!m s&eic> dat!ittensiunii supe&iciale' O!h!> dup cum spun ceat!ii si 8 R!di(! #acia #!n$ale$> Piee Paslie i#uillaume C!uche : imit acest c!mp!tament> @n)elind lichidele @nt8! mem*an c!mesti*il>alctuit dint8un c!mpus e1tas din al(e'

S&eele O!h! au ! mem*an (elatin!as du*l> pe *a$ de al(inat de s!diu /e1tas din al(e *une0 /E8.,-0 i cl!u de calciu /E83,70 '

Am*ala9ul e$ultat p!te9ea$ *ine lichidul din intei!> este u! de !*Kinut> e$istent> i(ienic> *i!de(ada*il i &!ate ie&tin% &iecae ast&el de am*ala9 c!st ap!1imati) + cenKi ameicani'n ceea ce pi)ete etichetaea p!dusel!> etichetele p!t &i plasate @nte cele d!u statui alemem*anei du*le> & a &i ne)!ie de ade$i)> i p!t &i i ele c!mesti*ile> dac sunt &cute din htie de!e$> de pild '

Inspia ia )ine cla din m!dul in cae natua &!mea$a picatui lichide &!l!sind mem*ane'țFa*icat din lipide si p!teine mem*ana &!m s&eica pastea$a echili*ul @nte intei! i e1tei! caș

un (l*enu ul de !u' Ca element stuctual ! mem*an lucea$ ap!ape e1clusi) cu &! e deș ț



tac iune' Tehnica s&eei de int!ducee a unui lichid aseamn )i$ual cu te1tua ca)iaului ' /US Pat'ț

+.,23.50' n anii 7, *uctaul8 e& Fean Adia spani!l a adus tehnica de *uctia m!den laș

estauantul lui elBulli' O!h!f Aplica ! )esiune E)!l)e a sphei&icati!n la unul dinte elementelecele mai de *a$ i esen iale pentu )ia a> apa'ș ț ț

"u*la mem*ana p!te9ea$a i(ienic intei! i pemite de a l!cali$a @nte cele d!u statuiș

etichete de identi&icae cu !ice ade$i)' Alte dinte in!)a iile tehnice este de a manipula ap ca s!lidț/(hea 0 @n timpul @ncapsulii> ast&el este p!si*il !* ineea s&ee mai mai i pemite calciu i al(e sț ț ș ș

mn e1clusi) @n mem*ana' E1pl!aea cum alte discipline p!ate e$!l)a p!*leme de desi(n>(eneea$ sti inteesante ca i cum s se p!iecte$e @n *uctie sau cum s (teasc deș

p!iectae' n pe$ent> d!a c!mpaniile mai au in&astuctua pentu &a*icaea am*ala9el!' Ideea pincipal a O!h!f> Este c t!at lumea le8a putea &ace @n *uctie l!> m!di&icaea i in!)at!aeș

eteta' "e la "I\ la Ci; /(ti It \!usel&0'

Fi(ua 3,' Am*ala9ul c!mesti*il si *i!de(ada*il OOHO

O%tinerea a%ala8ului coesti%il in casa2 parte practica

Atic!lul despe am*ala9ul c!mesti*il este ata de p!pula incat s8a de$)!ltat ! met!da de a8l eali$a in casa 'acesta se numeste am*ala9uL O!h!> R!di(! #acia #!n$ale$> Piee Paslie and #uillaume C!uches este !unmateial altenati) la lastic> *i!de(ada*il si c!mesti*il/Fi(ua 3-0'



&i(ua 3-' Am*ala9 c!mesti*il !*tinut in *ucataie

NOTA% Am*ala9ul !!lh! este eali$at cu al(ina sadata si cl!ua de calciu &!l!sind met!da de$)!ltata dececetat!i' Reteta n!asta este ap!1imati)a dea!ece &!l!sim calciu lactic in l!cul cl!ui de calciu> e$ultand !mem*ama cu p!pietati mai sla*e'

Necesar $e ateriale

8 - ( al(inat s!dat/su*stanta natuala dei)ata din *!a*e de !e$ ma!0J8 3 ( calciu lactic alimentat/! sae ce p!ate &i (asita us! u$ual in *an$a0J8 - *!l cu ! cana de apa p!ta*ilaJ8 - alt *!l cu . cani de apa J8 - *!lplin cu apa unde se )! &!ma am*ala9uJ8 - *lende imesi*il /se p!ate &!l!si si un mi1e !*isnuit0J8 - lin(ua mae asemanat!ae cu cea de masuat'



&i(ua 3+' Necesaul pentu !*tineea mateialului c!mesti*il

Mo$ $e lucru

Pasul -' Amesteca - ( de al(inat s!dat cu ! cana de apa int8un *!l> dupa cae &!l!sesti mi1eul pentu a !m!(eni$a'

"upa !m!(eni$ae se mi$ea$a pana se elimina t!ate *ulele de ae din amestec'/&i(ua 320

Pasul +' Se amesteca cu lin(ua int8un alt )as 3 (ame de calciu lactat impeuna cu . cani de apa pana se!m!(eni$ea$a'

Pasul 2' Sc!ate din s!lutia de al(inat s!dat cu lin(ua si int!duce incet s!lutia in *aia de calciiu lactat pana se (!leste *!lul de s!lutie' Atentie a nu se dean9a *!lul plin''



Pasul .''A(ita *ulele de al(inat s!dat incet timp de 2 minute'

Pasul 3> "upa 2 minute se p!t sc!ate am*ala9ele din *aia de calciu lactic &!l!sind ! lin(ua sitans&eate in *!lul 2 plin cu apa pentu a !pi eactia' Si uite asa ai eali$at p!piul tau am*ala9 cae

p!ate &i &!l!sit indi&eent de situatie'



-.#. CHIMIA VERDE in In$ustria 0araceuticK

Industia &amaceutic este *ine cun!scut pentu &!l!siea intens a mult! mateii pime de!i(ine pet!chimic> met!de i tehn!l!(ii de sinte$ c!n)en i!nale> p!cese industiale caeș ț

necesit mae c!nsum de ene(ie> p!cese de sepaae i pui&icae cae ce ! utili$ae intens aș

s!l)en il! !(anici> i p!duceea un! )!lume mai de de eui'ț ș ș

n ultimul deceniu &a*ican ii de p!duse &amanceutice au @m* isat ideile chimiei )e$i caț ț

s i i p!m!)e$e a)anta9ele de mediu i s @ i @m*unt easc e&icien a p!cesel! de &a*ica ie'ș ș ș ț ț ț

"epatamentul de cecetae i de$)!ltae a mult! c!mpanii &amaceutice &!l!se te un mae p!centș ș

din capitalul l! @n cutaea un! n!i medicamente i n!i in!)ati)e m!dui de sinte$ )ede'ș

O p!*lema adi i!nal cu c!mpaniile &amaceutice sunt n!ile e(lementi pentu p!luaeaț

mediului @nc!n9uat! i a susel! de ap> nu numai pe timpul p!duc ie> da i umele deș ț ș

medicamente i p!du i medicament! i e$ulta i' Este ! mae ne)!ie ca p!duct!ii de p!duseș ș ș ț&amaceutice s implemente$e met!de mai )e$i> s &!l!seasc mai pu ini eactan i i s!l)enti t!1iciț ț ș

i s minimali$e$e e&ectele l! pecum i educeea de euile s!lide'ș ș ș



'i(.). Repre"entarea scheaticK a acti!itK ilor in$ustriei 0araceutice spre principiileț

chiiei !er"i i ai %une aplica ii ale eto$olo(iei in(ineriei !er"i.ș ț

In$ustria 0araceuticK chiia !er$e i utili"area sol!en ilorș ț

O s!lu ie este un amestec !m!(en &!mat din d!i sau mai mul i c!mp!nen i' S!lu iile p!t &iț ț ț ț

satuate sau nesatuate /dup cantitatea de su*stan di$!l)at0' Oice s!lu ie c!n ine unț ț ț

s!l)ent/su*stan a cae di$!l)0 i un s!l)at/su*stan a cae se di$!l)0' n cele mai multe ca$ui>ț ș ț

s!l)entul este apa' S!l)en ii cae sunt @n ultimul timp mai accepta*ili pentu sinte$ele !(anice i cae auț ș

t!1icitate edus sunt% acet!ne> etan!l> metan!l> +8 p!pan!l> acetat de etil> i$!p!pil acetat> metiletil cet!ne> - 8*utan!l i tet8 *utan!l'ș

S!l)en ii utili$a i pentu calit ile l! de a di$!l)a alte su*stan e chimice> @n ciuda t!1icit iiț ț ț ț ț

l!> sunt% cicl!he1ane> n8heptan> t!luen> metilhe1an> metil t8*util ete> i$!!ctan> act!nitil>tetahid!&uan/THF0 +8 metilTHF> dimetil sul&!1id/"MSO0> acidul acetic i etilen (lic!l'ș

S!l)en ii cae au &!st @nl!cui i @n sinte$ele !(anice dat!it t!1icit ii l! sunt% pentan> *is8 i$!p!pilț ț ț

ete> dietil ete> dicl!!metan> cl!!&!m> dimetil &!mamida /"MF0> N8 metil8+8 pi!lid!n> piidine>dimetil acetat> ->.8di!1an> *en$en> cl!idetetaca*!n> ticl!!etilen/TCE0'

Industia &amaceutic a ini iat multe studii pentu @nl!cuiea s!l)en il! t!1ici cu s!l)en iț ț ț

cae sunt *eni(ni snt ii umane / @n special studii de neu!t!1icitate i a&ec iuni ale pielii0 iț ș ț șmediului @nc!n9ut!'Fact!u E este ! )al!ae simpl a chimiei )e$i> cae p!ate msua e&icien a unei industii @nț

ceea ce pi)e te s!l)en ii utili$a i i de euile p!duse /a &!st int!dus i de&init de cate R!(e'ș ț ț ș ș ș



A'Sheld!n0 )al!aea &act!ului E este de&init ca &iind ap!tul dinte masa de de ui pe unitatea deș

p!dus%

E &act! masa de euil!/(0 masa de p!dus !* inut /(0ș ț

Fi(' +' Fact!ul E este un simplu paametu al chimiei )e$i cae p!ate estima cantitatea de de euș

p!dus pe ( de p!dus !* inut i p!m!)ea$ minimali$aea de euil! i a s!l)en il! utili$a i'ț ș ș ș ț ț

Calculul Fact!ul E este &!ate simplu de @nteles i utili$at' El su*linia$ cantitati) de euileș ș

p!duse pe pacusul p!cesului de !* inee @n c!mpaa ie cu cantitatea de p!dus e$ultat' Esteț ț

unul dinte cele -+ pincipii ale chimiei )e$i cae ms!a p!duceea de de eui' Fact!ul E i(n!ș

@n calcul &act!i ecicla*ili> cum a &i% s!l)en ii ecicla i i eutili$aea catali$ei> cae e)ident ce teț ț ș ș

acuate ea da i(n! ene(ia utili$at pentu ecupeae' )ț

Fi('2' Imp!tan a s!l)en il! ț ț

Industiile &amaceutice sunt &unta ele &imel! industiale cae @nceac s8 i m!deni$e$eș ș

!pea iile de &a*ica ie i s8 i educ p!duceea de de eui' N!i tehnici in!)ati)e sunt de$)!ltateț ț ș ș ș

pentu sinte$a de chimicale la tempeatua cameei> cu lichide i!nice> cu a9ut!ul undel! de

mic!unde " (a$e supecitice CO+ i *i!catali$at!i' "e asemenea> industia &amaceuticș p!m!)ea$ desc!peiea s!l)e il! )e$i de mai *ine de un deceniu'ț



;iocatali"a i aplica iile ei Fn in$ustria 0araceuticKș ț

Bi!catali$a epe$int utili$aea catali$at!il! natuali pecum en$ime> pentu a &ace p!si*iletans&!miale di&ei il! c!mpu i !(anici' n cadul p!cesului de *i!catali$ p!t paticipa attț ș

en$ime sinteti$ate ati&icial ct i en$ime e$idente @n celulele )ii cae au &!st i$!late'ș

Bi!catali$a a de)enit ! p!*lema cental a chimiei )e$i i aplica iile ei @n &a*icaeș ț

p!dusel! chimice p!ate de)eni p!mi t!ae' En$imele/p!teinele0 p!t accelea ! eac ie> diminuaț țc!nsumul de ene(ie> &!l!si mateiale altenati)e de p!nie> educe &!l!siea s!l)en il! iț ș

p!duceea de euil! &iind *i!mateiale *i!de(ada*ile @n c!ndi ii de mediu @nc!n9ut! i c!stul l! ș ț ș

pentu aplicae @n industia &amaceutic este &!ate edus a)and a)anta9ul de a educe numul pa il! @nt8! eac ie !(anic i p!ate p!duce un p!dus mai pu 'ș ț ș

Schim*and met!da clasica de sinte$a @n *i!catali$a s8a @m*unata it e&icien a eac iei i a edusț ț ț ș

cu pna la .,G su*p!du ii'ș

Int!ducee cu succes a *i!catali$at!il! @n sinte$a medicamentului at!)asatin> i sinte$aș

acidului atemisinic cae este utili$at @n p!duceea medicamentului @mp!ti)a malaiei> atemisinin'P&i$e a &acut i ! cecetae amnun it pentu @m*unt iea mecanismului de *i!catali$a a d!9dieș ț ț

'accharomces cerevisiae . Bi!catali$a a @m*unatatit !peatiile de sinte$ industiale i pentuș

medicamentele Osela)imit i Pelite1!l 'ș Un succes inteesant al industiei &amaceutice este catali$a en$imatic a unei su*stan ețacti)e @n )estitul medicament LIPITOR / educt! de c!leste!l0' Met!da de sinte$a este c!nsideataca &iind )ede dat!ita sinte$ei unui intemedia / c!mp!nent cheie0 pentu c!mpusul acti)at!)astatin'

Fi( . c!mpania C!de1is a csti(at Pesidential #een Chemist;Challen(e AQad /+,,40 pentu sinte$a *i!catalitica )ede a unei su*stante acti)e din LIPI"OR'

C!de1is este ! c!mpanie intenati!nala cae )inde en$ime i al i p!du i intemediaiș ț ș

p!duct!il! de medicamente la ni)el m!ndial' S!lu iile *i! ale c!mpaniei C!de1is au @m*unt itț ț puitatea p!dusului i andamentele> educnd etapele p!cesului de p!duc ie> eliminand su*stan eleș ț ț

t!1ice din p!cesul de &a*ica ie' En$ime adaptate au pemis p!cese chimice speci&ice pentuț

&a*icaea de p!duse &amaceutice cu speci&ic de &a*icae e&iciente> c!stui mai mici i ! mai maeș

p!&ita*ilitate' Aceste e1emple sunt d!a cate)a dinte aplicatiile met!del! *i!catalitice in industia

&amaceutica cae sa sup!te in aceelasi timp pincipiile chimiei )e$i ct i munca pentu un )iit! ș

dua*il al industiei chimice' En$imele a&i a &ec)ent selecti)itate a&inat> @n special chimi!8>enanti!8 iș ș

e(i!selecti)itate> &cndu8le mai atacti)e pentu catali$aea unei (ame la(i de tans&!michimice' "e asemenea> en$imele acti!nea$ @n c!ndi ii *lande de pH i tempeatua c!nducand laț ș

&!maea de p!du i de @nalta puitate' Instumente m!dene de desc!peie a p!teinel!ș i aș

tehnicil! in(ineesti sunt un a9ut! pentu de$)!ltae *i!catali$at!il! n!i> adaptaea8 p!iectaeai puneea l! @n aplicae @n p!cesele industiale' n c!nsecin > ei (sesc aplicae pe sca la( @nș ț

p!duc ia de p!duse &amaceutice intemediae> p!duse chimice &ine> p!duse a(!chimice>ț



mateiale n!i> dia(n!sticae> *i!c!m*usti*ili i de pe&!man e chimice'ș ț

E1emplu !*tineea anti*i!ticel! de sinte$a

PENICILINE "E SEMISINTE<A"e!aece ma9!itatea penicilinel! de *i!sinte$a sunt inacti)ate us! de penicilina$a> au

la*ilitate temica mae si nu acti!nea$a asupa mic!!(anismel! (am8ne(ati)e> s8a pus p!*lema!*tineii un! p!duse ce nu pe$inta aceste de$a)anta9e' Penicilinele ideale a te*ui sa pe$inte%

: spectu anti*acteian la( : sta*ilitate in mediu acid : sta*ilitate la penicilina$a'P!duse ideale nu s8au !*tinut> da dupa !*tineea ac' 4:amin!penicilanic /4 AP0 au &!st

!*tinute peniciline de semisinte$a> cae satis&ac d!ua din c!nditiile impuse'

Numaul mae de Peniciline de seminte$a> cun!scute pana in pe$ent> a impus clasi&icaea l! cae se p!ate &ace%

a0 dupa structura chimica

C96

C98

NH

O N

S

O

CH3

CH3

: metil m!n!su*stituite : metil disu*stituite : metil tisu*stituite : g> 8 nesatuate : ail> : hete!ciclic :> cicl!alchilpeniciline

*0 dupa rezistenta in mediu acid si la penicilinaza penicilinele de semisinte$a se clasi&ica in patu (upe% : e$istente la aci$i : e$istente la penicilina$a : e$istente la ac' si penicilina$a : cu spectu la(Caacteisticile pincipalel! peniciline de semisinte$a

NH

N

S

O

CH3

CH3

R

Meto$e $e o%tinere a penicilinelor $e seisinte"a



Met!d!l!(ia (enaala se *a$ea$a pe acilaea acidului 4:amin!penicilianic /ac:4:AP0 cua0 cloruri aci$e : met!da cea mai simplaJ se eali$ea$a in pe$enta de NaHCO 2 si a

tietilaminei> in s!l)' !(>' mediu ap!s sau amestec apa:acet!na'

PNH+ClCOR P8NHCORNaClH+OCO+

In l!cul cl!uii acide se p!t utili$a *!mui acide> anhidide ciclice sau a!matice' *0 arihi$ri$e i7te : se &!l!seste in ca$ul in cae cl!ua acida se !*tine (eu sau nu se p!ate !*tine' Anh' mi1te se !*tin din aci$i ca*!1ilici tatati cu cl!!ca*!nat de Et sau i:Bu> in pe$enta aminel! tetiae%RCOOH ClCO8O8C+H3 R8COO8CO8 C+H3 P8NH8CO8R

c0 aci"i car%o7ilici : in pe$enta N> N : dicicl!he1ilca*!diimidei ind!ua tepte%

N C6

H11

N

C74

C6

H11

OH C80

R

O

O Co

NH C6

H11

N

C86

C6

H11

R NH2

P

NHP Co R O

NH C6

H11

NH

C104

C6

H11

+ +

+

C!stul si puitatea penicilinel! de semisinte$a sunt deteminate in mae pate de calitateaacidului 4:amin!penicilanic'Pentu !*tineea A:4:AP se cun!sc d!ua p!cedee%-' hid!li$a en$imatica a *en$ilpenicilinei si+' hid!li$a chimica a *en$ilpenicilinei'Hid!li$a cu en$ime im!*ili$ate pae a &i cel mai a)anta9!s p!cedeu : aplicaea pactica este

c!nditi!nata de costul en"iei de cheltuielile tehnolo(iei $e io%ili"are de tipul $ein8uatatire a acti!itatii en"iei de ran$aentul si calitatea aci$ului 1AP o%tinut.

Hid!li$a en$imatica se eali$ea$a &ie cu masa mic!*iana !*tinuta de la cultuile deEscheidia c!li sau N!cadia> &ie cu en$ima de penicilnamida$a im!*ili$ata pe di&eite sup!tui'

Hi$roli"a cu 0sc,eric,ia coli se eali$ea$a in etape%

I' !*tineea masei mic!*iene de E. coli pin &ementatii *i!chimice si sepaaea de lichidul decultua'II' scindaea en$imatica a penicilinei cu E. coli si sepaaea s!lutiei ap!ase de A:4:AP'III' c!nc' s!l' ap!ase> cistali$ae si pui&icae'-' Et' de *i!sinte$a a masei mic!*iene se eali$ea$a pin &ementatie in tei etape /in!culat!>

intemedia> e(im0'Fa$a Temp'

,C pH Pesiune>

ataAeatie>l ael med>min

A(itae>!tmin

C!nc'masei>m(l

Timp> h

in!culat! 2,j- 6 ->6 - +-, 2>,3 -68+,intemedia 2,j- 6 ->3 - -., 2>- -68+,

e(im 2,j- 6 ->3 -8->+ --, .>- +,

Masa mic!*iana sepaata pin centi&u(ae> su* &!ma de cema este suspendata in s!l'

N/C+H

30

+

NaHCO2

P8NH+

8C+H38OH8



ap!asa de penicilina' Scindaea penicilinei ae l!c la 2,:23C timp de . h> dupa cae masamic!*iana se sepaa pin centi&u(ae si se ecicula' "in s!lutia ap!asa se e1ta(e in AcBu la pH +: +>3 penicilina neeacti!nata> ia dupa c!nc' statului ap!s cistali$ea$a ac' 4:AP'

P!cedeele mai n!i utili$ea$a en$ima penicilininamida$a im!*ili$ata pin le(atui c!)alente pe% de1tan> p!limetacilat> tiacetat de celul!$a> pin includee in (el de p!liacilamide> a*s!*tie pe *ent!nite



O

NH

O

N

S

COOH

CH2OCOCH3

OOC

NH3

O

NH

O

N

S

COOH

CH2

OCOCH3

OOC

NH

R1

R2

Cl

NH

O

N

S

COOH

CH2OCOCH3

OOC

NH

R1

R2

R3

NH

O

N

S

COOH

CH2OCOCH

3

OOC

NH

R1

R2

NH2

O

N

S

COOH

CH2OCOCH

3

OOC

NH

R1

R2

O

OR3

1)ACILARE2)ESTERIFICARE

PCl5,Py

+R3-OH

+H-OH

+



Tehnolo(ia penicilinelor $e seisinte"a

Maea ma9!itate a penicilinel! de semisinte$a se !*tin pint8! tehn!l!(ie c!muna>di&eentele cae apa se e&ea la c!mp!nenta de acilae si s!l)entul utili$at in &a$a de !*tinee a ac'4:AP'

Tehn!l!(ia cupinde tei etape%

: !*tineea cl!uil! acide : c!ndensae cu ac' 4:AP : sepaaea> cistali$aea si pui&icaea penicilinei de semisinte$a'Cl!uaea ac' !(' se eali$ea$a &ie in s!l)' /C4H4> C+H.Cl'+ /C+H30O+ CHCl'20 &ie in a*senta

l!> &!l!sind dept a(ent de cl!uae SOCl+> POCl2 sau PCl3' Se pe&ea cl!ua de ti!nil /SOCl'+0de!aece p!dusii secundai> SO+ si HCl> &iind (a$e se elimina us!'

Reactia cu SOCl+ se eali$ea$a &ie in pe$enta accept!il! de HCl &ie in a*senta l!'In pe$enta accept!il! de HCl> eactia ae un mecanism SN+

RCOOHSOCl+ P; R8COOSOClP;HDCl8

R C

107

OSOCl

O

R C111

O

O

S

O

Cl

R C120

O

ClSO

2

.

+Cl-

Cl-+

ia in a*senta *a$ei eactia decu(e dupa un mecanism SN-%

Indi&eent de p!cedeul de cl!uae ad!ptat> p!cesele se eali$ea$a in instalatii standad> incae se !*tin t!ate penicilinele si ce&al!sp!inele de semisinte$a'



A

-' eact! cl!uae 5' eact! c!ndensae -+' decant! +' )as masuae SOCl+ 6' )as masuae RCOCl -2'

tun uscae2' )as masuae s!l)' 7' )as masuae /C+H302N -.')as pp.' c!ndensat! -,')as masuae apa -3'&iltu nuce3' e$e)! SOCl+ --' )as masuae AcBu

-4' uscat! 4' e$e)! cl!ua acida

RCOOH

APA CH2COO[

Ac 4AP

NaHCO2

APA TOLUEN N/C+H

30

2ACETONACH

+Cl

+SOLVENTSOCl

+

)1

5

)

=# -

6

1

: )> ))

9

)#)5

15

)-



Pentu !*tineea cl!uii acide se incaca in eact! acidul !(anic ap!i se d!$ea$a SOCl+ sis!l)entul> dupa cae amestecul se incal$este la tempeatua de e&lu1 a s!l)' sau a SOCl +' "uataetapei de cl!uae depinde de m!dul de eali$ae% in s!l)' !(' +>3:2 !e : in e1ces de SOCl +% ->+: ->3 !e' "upa teminaea eactiei se distila s!l)entul si SOCl+> la pesiune n!mala> ap!i su* )id sedistila cl!ua acida' "aca se umaeste !*tineea cl!uii unui amin!acid> atunci ae l!c intai !

cl!hidatae a (' NH+> dupa cae se eali$ea$a cl!uaea in s!l)ent in sistemul ete!(en L:S> ia cl!ua acida se sepaa pin &iltae' In t!ate ca$uile cl!ua acida se di$!l)a in acet!na saudicl!metan si tece la c!ndensae cu ac' 4AP' C!ndensaea ae l!c in eact! in cae se int!duces!l)ent adec)at si ac' 4AP> se a(ita pana la !m!(eni$ae ap!i se adau(a N/C+H302 pentu p!te9aea(' COOH din ac' 4:AP si NaHCO2 pentu le(aea HCl de(a9at din eactie' Mateia !*tinuta seaceste la :-3C> dupa cae se adau(a in p!tiuni s!lide de cl!ua acida di$!l)ata in acet!na'

C!ndensaea ae l!c la t:-3C timp de -> 3 !e> ia pe&ectaea eactiei la ,:+,C timp de,>3:,>4 !e /2,:230' "upa teminaea eactiei> masa !*tinuta se aceste si se acidulea$a la pH +: +>3 pentu eli*eaea penicilinei acid cae se e1ta(e cu AcBu' Statul asi(' ce c!ntine Penicilina> seeaduce in eact!ul de c!ndensae> se spala cu apa si se supune din n!u sep' &a$el!'

Fa$a !(anica se usuca pe Na+SO. anh'> dupa cae se tatea$a cu CH2COONa sau [ pentu

sepaae Penicilinei > cae se &iltea$a> se usuca cu ae cald> la 3,:4,C' O%tinerea anal(e"icelor 2o%tinerea i%upre0enului

Catali$a !m!(en s8a aplicat de asemenea @n p!cesul de !*Kinee a p!&enil!' I*up!&enuleste un e1emplu de acid +8ailp!pi!nici cae sunt utili$at pe sca la( ca anal(e$ice' O*Kineeai*up!&enului /&i(ua -360 este citat ca e1emplu al chimiei )e$i @n industie'

Fi(ua -36' O*Kineea i*up!&enului

ReacKia de acetilae a i$!*util*en$enului @n p!$iKia paa c!nduce la !*Kineea unei cet!ne'Reduceea cet!nei la alc!!l i ap!i ca*!nilaea &!l!sind un catali$at! pe *a$ de paladiu c!nduce la!*Kineea i*up!&enului' Pin aceast met!d )ede nu se elimin ! cantitate mae de deeui ca$ caese @ntlnete @n met!da tadiKi!nal de !*Kinee a i*up!&enului' Met!da tadiKi!nal implic un num mai mae de etape> &iecae implicnd (eneaea de deeui st!echi!metice> inclusi) ! eacKie deacilae Fiedel8 Ca&ts /&i(ua -370'

Ta%el 5. E0iciena atoicK Fn sinte"a !er$e ;HC.



P!cedeul )ede de !*Kinee a i*up!&enului este ap!ape c!mplet catalitic> decu(e cu

ec!n!mie de at!mi de -,,G> ia cantitatea de deeui eliminat este mic'Sinte$a c!n)enKi!nal a p!&enil! c!nduce la !*Kineea de amestecui acemice> da @n ca$ulnap!1enului &!ma S este de +6 de !i mai acti) dect &!ma R' Sinte$a diect de enanti!meiunici se eali$ea$ &!l!sind p!cese de hid!(enae catalitic asimetic' n acest ca$ s8au !*Kinut

p!dusul enati!meic cu andament mai mae de 75G'

Fi(ua -37' Met!da clasic de !*Kinee a i*up!&enului B!Qn

E&icienKa at!mic i e$iduuile @n sinte$a clasic B!Qn i sinte$a )ede BHC a i*up!&enului



este edat @n ta*elele 2 i .'

Ta%el -. E0iciena atoicK Fn sinte"a clasicK ;ron.

CHIMIA VERDE in In$ustria aut!

M!*ilitatea este indispensa*il i un element ma9! @n c!nstuiea standadel! n!aste de

)iaK i stimulaea de$)!ltii ec!n!mice' Industia chimic 9!ac un !l8cheie aici% s!luKii sustena*ile>e&iciente ene(etic i pieten!ase cu mediul pentu m!*ilitatea de mine )! &i p!si*ile d!a pinin!)aKiile aduse de chimie'

Industia chimic aduce ! c!nti*uKie decisi) @n ceea ce pi)ete m!*ilitatea de mine' Aceste!ienti )i$ea$ m!t!ul clasic cu c!m*ustie inten> )ehiculele hi*ide i cele electice' In!)aKia pinchimie pemite s!luKii e&iciente ene(etic i sustena*ile% de la mateiale plastice> &!l!site pentueduceea masei i (esti!naea clduii> pn la aditi)i in!)at!i pentu c!m*usti*ili i c!ncepte

pe&!mante i si(ue de c!nstuie a *ateiil!'

-'Masina cu aerAeul este c!m*usti*il (atuit> nelimitat i -,,G ec!l!(ic'"e cati)a ani se t!t inceaca

aduceea pe piata a masinil! cae &uncti!nea$a in inte(ime cu ae c!mpimat sau hi*i$i cae auinc!p!ate si m!t!ae cu pesiune de ae' Un )ehicul cu ae c!mpimat ae un m!t! cu ae cae &!l!seste ae c!mpimat> ae cae estetinut int8un e$e)! su* pesiune' A)anta9ele a &ii educeea p!luaii in ca$ul in cae aeulc!mpimat este p!dus cu a9ut!ul electicitatii p!duse ec!l!(ic> un pet a)anta9!s si ! e&icienta

*una cu un m!t! de mici dimensiuni'

#. Masina pe %a"a $e %aterii electriceIndustia chimic aduce ! c!nti*uKie decisi) @n ceea ce pi)ete m!*ilitatea de mine' Aceste

!ienti )i$ea$ m!t!ul clasic cu c!m*ustie inten> )ehiculele hi*ide i cele electice' In!)aKia pin

chimie pemite s!luKii e&iciente ene(etic i sustena*ile% de la mateiale plastice> &!l!site pentueduceea masei i (esti!naea clduii> pn la aditi)i in!)at!i pentu c!m*usti*ili i c!ncepte pe&!mante i si(ue de c!nstuie a *ateiil!'Masinile electice sau mai *ine $is aut!)ehiculele p!pulsate de un m!t! electic alimentat cu cuent



electic de la ! susa de acumulae sau pin ca*la9e cu taseu pe stalpi> au d!minat tansp!tul pes!sele cu mult timp inaintea aut!)ehiculel! cu m!t!ae cu adee intena'

Specialitii (emani de la Institut &k Aut!m!*ilQistscha&t au a9uns la ! c!nclu$ie inteesant%c!stuile de @nteKinee ale mainil! electice sunt mult mai mici dect ale mainil! de cate(!iesimila> da cu m!t!ae c!n)enKi!nale'

n cadul unei anali$e> !(anismul (eman a luat @n c!nsideae umt!aele date% pacus de

6',,, m pe an @n e(im u*an> pe ! pei!ad de 6 ani' n aceste c!ndiKii ! main de !a sc!ate din *u$unaul utili$at!ului ! sum de cica 2'43, eu!'Este )!*a despe ! medie a c!stuil! de @nteKinee pentu m!t!aele pe *en$in i diesel>

)ala*ile pentu cele mai cun!scute m!dele de clas mic )ndute @n #emania' /c!stuile de@nteKinee se e&e d!a la e)i$ii> cae su)in anual sau cel mult la d!i ani> la c!nsuma*ilele u$ualei la inte)enKiile pe)$ute @n catea tehnic0

Pin umae )!*im de schim* de ulei> &ilte de ae i de climati$ae> plcuKe de &n saudisti*uKie' Lucui pe cae nu le e(sim @n ca$ul mainil! electice> ceea ce i8a dus pe specialitii(emani la c!stui de @nteKinee> @n aceleai c!ndiKii> de numai +'23, eu! @n medie /ap!tat lamainile electice @n p!ducKie @n acest m!ment0'

"i&eenKa de c!stui de @nteKinee dinte mainile electice i cele c!n)enKi!nale eiese de

cica 23G @n &a)!aea mainil! electice' La cae se adau( iscuile mai mici de de&ectae ale un! c!mp!nente ale mainil! electice /sistemul de c!nt!l al *ateiil! sau sistemul de cie0 &aK demainile cu m!t!ae c!n)enKi!nale /unde )!*im de su*ansam*le pecum &iltul de paticule>tu*!su&lanta sau supapa de eciculae a (a$el! ase E#R0'

n spi9inul studiului !(anismului (eman )ine i e1peienKa se)iciil! p!tale ameicane>cae au a9uns la c!nclu$ia c )ehiculele electice adu(ate @n &l!ta l! au a)ut c!stui de @nteKinee cu

peste 3,G mai eduse dect ale )ehiculel! cu m!t!ae c!n)enKi!nale'Mai te*uie luat @n c!nsideae i c> din punct de )edee al cheltuielil! de ulae> mainile

electice stau mult mai *ine dect cele c!n)enKi!nale /c!stuile cuentului electic sunt de cica -, !imai mici dect cele pentu *en$in sau m!t!in0'

Pin umae> nu este (eu de dedus c> @n te!ie> c!stuile de e1pl!atae ale unei maini

electice se ci&ea$ cam la 9umtate sau chia su* 3,G &aK de cele )ala*ile pentu ! mainc!n)enKi!nal> de cate(!ie simila'Adic> @n acest m!ment> se 9usti&ic un peK iniKial de cumpae mai mae cu 3,G al unei

maini electice &aK de ! main c!n)enKi!nal' Un *un e1emplu este Renault <!e> cae> @n FanKa>ae un peK de *a$ de +,'5,, eu! /& *ateii incluse0> cu ap!ape 3,G mai mult dect cel maiie&tin Cli!'

Aada> iat c> i din punct de )edee &inancia> e1ist su&iciente a(umente pentu clienKii demaini de a lua mult mai @n sei!s !&eta de maini electice /mai ales @n c!ndiKiile @n cae unele Ki!&e *!nusui (u)enamentale (ene!ase pentu acestea 8 @n FanKa> de e1emplu> acesta este de5',,, de eu!0'

M!t!aele &!l!site de e(ul pentu )ehicule electice sunt m!t!ae CC /cuent c!ntinuu80i(.0

sau "C /diect cuent> denumiea @n en(le$> @ntlnit mai des pe intenet0'T!t!dat se p!t &!l!si desi(u i m!t!ae pe cuent altenati) /AC0> acestea @nc ne&iind att despndite'

Fi(' Schema )ehicul cu m!t! CC D

http://www.ifa-info.de/de/site/content/home/


http://www.promotor.ro/masini-noi/news/este-oficial-renault-zoe-de-la-20.700-de-euro-9376923


http://www.promotor.ro/masini-noi/news/noul-renault-clio-informatii-oficiale-renault-clio-4-9811750


http://www.promotor.ro/masini-noi/news/noul-renault-clio-informatii-oficiale-renault-clio-4-9811750




A)anta9ul pincipal al m!t!ul electic il c!nstituie desi(u dua*ilitatea' A)and ! sin(ua piesa m!*ila> !t!ul> )iata unui m!t! electic p!ate &i una &!ate lun(a'Sin(uele piese cae te*uie din cand in cand schim*ate sunt peiile> daca &!l!sim acest (en de m!t!'"a si acestea tin pana la -,,',,, m sau mai mult' E1ista si m!t!ae &aa peii> asa ca intetineeaunui ast&el de m!t! este ap!ape $e!'

Cand ne (andim la c!n)esia unui )ehicul electic> int!tdeauna te*uie inceput cu m!t!ul electic'"upa ce am h!taat ce m!t! )!m utili$a> )!m cun!aste )!lta9ul necesa c!n)esiei> adica putem a&lace &el de si cate acumulat!ae )! &i necesae'Cei cae )ad datele m!t!ael! electice si cun!sc datele m!t!ael! cu c!m*ustie intena /ICE : intenal c!m*usti!n en(ine0 c!nisdea capacitatiile cel! electice eduse &ata de cele clasice> &aa acun!aste un lucu &!ate imp!tant%8 puteea unui m!t! cu adee este n!tata int!tdeauna la tuatie ma1ima> de (enul 43 W la 33,,min' A)and in )edee ca nu se ec!manda ulaea cu m!t!ul la tuatie ma1ima> a)em la disp!$itieelati) a cuplul ma1im !&eit de m!t!ul cu adee'Alt&el la m!t!ul electic%8cuplul acestui tip de m!t! este disp!ni*il pemanent> ceea ce !&ea ! tactiune c!ntiuna si uni&!ma'

Ia> pe lan(a cuplul c!nstant> e1ista si p!si*ilitatea de a !*tine cuplul tiplu pentu scut timp> ceea ce&ace ca c!ndusul unei masini electice sa &i e1tem de placut sau chia sp!t'"esi(u nu te*uie ales int!tdeauna un m!t! mae pentu c!n)esia unui )ehicul> de!aece

m!t!aele decid cata capacitate )!m puta in *ateii 8 e(ula% m!t! mai mic> mai putine *ateii> mai putina masa> aut!n!mie idicata' Iata si )ite$ele cu cae se p!ate ula cu di&eitele m!t!ae electice'

• . W 3,84, mh• 5>3 W 5,86, mh• -- W 7,8--, mh• +- W -+,8-., mh

Pe m!ment se (asesc multe m!t!ae electice pe piata c!n)esiil!' "esi(u> ce se p!ate &aceeste utili$aea unui m!t! electic din sti)uit!ae> elect!cae> masinute de (!l&> etc'

Cum am menti!nat mai sus> un ast&el de m!t! nu se p!ate stica atat de us! si p!ate &iec!nditi!nat elati) *ine> daca este achi$iti!nat sec!nd8hand' Pentu c!n)esie te*uie tinut c!nt de&aptul ca m!t!ul electic te*uie c!nectat la tansmisie> ceea ce se &ace de e(ula pint8! placaadapt!ae pecum si ! mu&a de le(atua inte a1ul m!t!ului si a1ul tansmisiei> sau p!ate &i inte(atdiect in !ata> ceea ce duce la dispaitia tansmisiei'

Acumulat!aele masinil! electice c!nstituie unul dinte cele mai imp!tante si t!t!datac!stisit!ae puncte ale c!n)esiei )ehiculului in masina electica'"e e(ula e1ista d!ua )aiante%

• Acumulat!ae pe *a$a de plum*> cae sunt cele &!l!site in masinile de $i cu $i' Se &!l!sescacumulat!ae cu ampea9 idicat> pentu a &acilita &!ta si t!t!data pentu a mai a$a deactiune a )ehiculului'

• Acumulat!ae pe *a$a de Litiu 8 Fie 8 F!s&at> cae p!t &i incacate mai apid> cantaesc mai putin si au ! duata de )iata mai lun(a'Sa intam un pic in detalii le(ate de cele d!ua tipui de acumulat!ae numite mai sus si sa

de$*atem a)anta9ele pecum si punctele mai putin a)anta9!ase ale acest! *ateii'Acumlat!aele pe plum* /P* # au pentu pes!anele din R!mania intesate de masini electice

un a)anta9 e1tem de mae &ata de cele pe LiFeP!% c!mpaati) c!nstituie ! )aianta ie&tina' Pinumae> daca ne d!im un )ehicul electic> da nu d!im sa cheltuim en!m de mult pentu a ade)ei

planuile> *ateiile pe plum* c!nstituie pima ale(ee' "ependent de il!metii anuali eali$ati cu)ehiculul electic si t!t!data tinand c!nt de ciclii de incacae> putem spune ca un set deacumulat!ae tine pana la 3,',,, de il!metii' Aceasta ci&a depinde de cat de adanc se )! descaca

acumulat!aele' Cu cat ciculam mai putin inte incacai> cu atat pelun(im )iata l!' Esteneec!mandata epui$aea t!tala al acest!a> de!aece isi pied din capacitatea de st!cae' In pincipiu> daca luam ! medie de -,',,, m pe an> )!m putea &!l!si aceste *ateii timp de 3 ani> dupacae )! te*ui inl!cuite cu unele n!i' Acest lucu de multe !i ne p!ate cau$a di&icultati in (andie>



pe)enind @ncin(eea unei maini lsate @n s!ae'"e asemenea> pe timp de ian> ciea la intei! a mainii a putea &i pe)enit pin &!l!siea

p!lica*!natului @n c!mp!nenKa (eamuil! unui aut!m!*il' Viit!ul m!*ilitKii depinde> &iete> de(u)ene i de !ameni' Ia ! imp!tanK ma9! @n acest 9!c ! au @ncua9aea i stimulaea cetKenil! @n a mi$a pe tansp!tul altenati)'

T!t pentu ! (eutate edus )a e1ista ! e)!luKie a scaunel! aut! ale )iit!uluiJ acestea )!

&i mai u!ae> mai e(!n!mice i mai su*Kii> c!nstuite din p!limei> spum ep!1idic> p!lip!pilenetc' T!t!dat> inseKiile stuctuale din ca!seia aut!)ehiculel! )! educe masa ca!seiei> sp!indsi(uanKa pasa(eil!' n plus> se caut mi9l!ace pentu edimensi!naea m!t!ael!> pin &!l!sieaun! mateiale din plastic e$istente la tempeatui idicate' Este )!*a despe &i*e cae !&ee$istenK> i(iditate> duitate' nt8ade)> plasticul> @n sine> este un mateial p!luant> de!aecee$ult din p!cesaea pet!lului' T!tui> s8au desc!peit met!de pin cae acesta s &ie p!dus dinulei de icin> sau pin alte mi9l!ace mai puKin dunt!ae mediului' M!t!aele )! aduce @n peisa9

pincipii de &uncKi!nae pe (a$ natual c!mpimat> in9ecKie diect i *i!c!m*usti*ili' Acetia din uma putea decide umt!aea n!m de p!luae Eu!4> cae )a pesupune m!t!ae &uncKi!nale &!l!sindc!m*usti*ili pe *a$ de uee'-6D

-. Masina cu Hi$ro(en un co%usti%il $e %a"K

Hid!(enul epe$int un c!m*usti*il ideal din punct de )edee ec!l!(ic' T' N' Ve$i!(lu>edit! al e)istei speciali$ate @n p!*leme de ene(etica hid!(enului Intenati!nal `!unal !& H;d!(en Ene(; sinteti$ea$ cte)a p!pietKi cae ec!mand utili$aea hid!(enului ca )ect! ene(etic p!dus pe *a$ de tehn!l!(ii nec!n)enKi!nale%8 hid!(enul c!ncentea$ suse /ene(etice0 de ene(ie pima pe cae ! pe$int la c!nsumat! @nt8! &!m c!n)ena*il8 c!st de p!ducKie elati) ie&tin ca umae a pe&ecKi!nil! de !din tehn!l!(ic

8 p!si*ilitatea de c!n)esie @n di)ese &!me de ene(ie pin p!cedee caactei$ate de e&icienKma1im8 este ! sus inepui$a*il> a)nd @n )edee c se !*Kine din ap> ia pin utili$ae se tans&!m @nap' P!ducKia i c!nsumul hid!(enului epe$int un ciclu @nchis> cae menKine c!nstant susa de

p!ducKie 8 apa> i epe$int un ciclu clasic de eciculae a mateiei pime /spe e1empli&icae se pe$int schema de pincipiu de mai 9!s08 este cel mai u! i mai cuat c!m*usti*il' Adeea hid!(enului este ap!ape @n @nte(ime lipsit deemisii p!luante> cu e1cepKia NO18ului> cae p!ate i el &i eliminat pin e(laea c!espun$t!ae ac!ndiKiil! de adee' Ae ! densitate ene(etic b (a)imetic mult supei!a !icui altc!m*usti*il8 hid!(enul p!ate &i st!cat @n mai multe m!dui% (a$ la pesiune n!mal sau la @nalt pesiune> ca

hid!(en lichid sau su* &!m de hidui s!lide8 p!ate &i tansp!tat pe distanKe mai @n !icae din &!mele pe$entate antei! 8 de!aece se p!ate c!m*ina & p!*leme cu !1i(enul cae> @n ca$ul unei pile de c!m*ustie> ae !e&icienK de c!m*ustie de peste 4, G> !&e pespecti)a dep!$itii electicitKii @n a&aa )&uil! desacin> pin elect!li$a apei @n sc!pul !*Kineii hid!(enului'

El p!ate &i !*Kinut> @n pincipal> din ap utili$nd ! sus de ene(ie nec!m*usti*il /dee1emplu ene(ia nuclea> (e!temic> s!la0 i p!ate &i tans&!mat@nap!i @n ap pint8un ciclulchimic @nchis cae nu implic eliminaea de p!luanKi ai ca*!nului' Hid!(enul pe$int de asemenea

p!tenKialul de a &uni$a un c!mp!nent de dep!$itae pentu &!me e(enea*ile de ene(ie i de atansp!ta aceast ene(ie pin c!nducte su*teane din cae este p!dus @n l!cul @n cae este necesautili$aea acestuia'

n pe$ent cel mai mae )!lum de hid!(en se p!duce pin e&!maea cu a*u a (a$uluinatual> a c*unelui sau a pet!lului i pin !1idaea paKial a uleiuil! (ele @nsc!pul !*Kineii (a$ului de sinte$' Actualmente> hid!(enul se !*Kine pin e&!maea cu a*u a(a$ului metan' Pin utili$aea apei ca mateie pim de !*Kinee a hid!(enului se )a eali$a



ec!n!misiea (a$ului metan> cu att mai mult cu ct @n )iit! se pec!ni$ea$ utili$aea hid!(enuluidept ca*uant nep!luant'

Re&!maea @n pe$enKa a*uului a (a$ului natual este cel mai e&icient i cel mai des utili$at p!ces i este utili$at @n c!m*inae cu eacKia de deplasae ap8(a$ @n sc!pul ceteii cantitKii dehid!(en p!dus' P!duii &inali sunt hid!(enul i di!1idul de ca*!n' Re&!maea cu a*u este un

p!ces c!nsumat! de ene(ie de!aece decu(e la tempeatui de 63,873,C i pesiuni @nalte 2>3

Mpa' E&icienKa temic p!ate atin(e )al!ai de 4,85,G' Catali$at!ul este suspendat @nt8unaan9ament de tu*ui m!ntate @nt8! cutie &i*inte' Cldua este &uni$at pint8un tans&e adiantcte e1tei!ul tu*uil! i este (eneat pin c!m*ustia (a$ului natual' nte(ul sistem @ncl$it!8eact! este )!lumin!s' Se &ac e&!tui imp!tante @n sc!pul educeii mimii instalaKiei de e&!maecatalitic i pentu @m*untKiea e&icienKei tans&eului de cldu'

Acest p!ces de !*Kinee a hid!(enului implic emisii imp!tante de di!1id de ca*!n' OinstalaKie de e&!mae catalitic ae ! capacitate de de -,.8-,3 t!ne de hid!(en pe an /-,68-,7m20 "ell> +,,.D'

O met!d altenati) de p!ducee a hid!(enului ! c!nst !1idaea paKial a c!m*usti*iluluii a !1i(enului /i une!i a a*uului0' Aceste mateii pime se c!m*in @n p!p!Kii @n caec!m*usti*ilul este tans&!mat @nt8un amestec de hid!(en i m!n!1id de ca*!n' Cant!tatea de

hid!(en cae se !*Kine pin acest p!ces este de d!a 53G &aK de cantitatea cae se !*Kine pin p!cesul de e&!mae catalitic &!l!sind a*uul' n &uncKie de c!mp!$iKia mateiei pime i de tipulc!m*usti*ilului &!sil utili$at> p!cesul de !1idae paKial p!ate decu(e &ie catalitic> &ie necatalitic'

P!cesul necatalitic ae la l! tempeatui mai /--,,8-3,,C0 i p!ate &i aplicat pentu !icemateie pim p!si*il> inclusi) pentu c*une i i uleiui e$iduale (ele' "e cealalt pate> p!cesulcatalitic decu(e @nt8un d!meniu de tempeatu mai edus /4,,87,,C0 i @n (eneal utili$ea$c!m*usti*ili cu hid!ca*ui u!ae ca mateii pime cum a &i dee1emplu (a$ul natual i pet!lul'

Pincipalul de$a)anta9 al p!cesului de !1idae paKial este c necesit utili$aea !1i(enuluicae este c!stisit! /i nu a aeului cae a putea dilua hid!(enul cu a$!t0' "!a un p!cent mic dinhid!(enul cae se !*Kine pe plan m!ndial implic p!cesul de elect!li$> ia acesta e$ult @n

pincipal ca p!dus secunda al p!cesului cl!8*a$e utili$at pentu !*Kineea cl!ului i a hid!1iduluide s!diu'Alte met!de de (eneae a hid!(enului includ% tem!li$a apei i a hid!(enului sul&uat>

desc!mpuneea &!t!chimic i &!t!electic a apei> p!cese *i!l!(ice cum a &i de e1emplu(a$ei&icaea *i!masei s!lide> &ementaKia *i!masei lichide> &!t!sinte$a al(el!> &ementaKia *acteian'

Hid!(enul este utili$at ap!ape @n e1clusi)itate pentu sinte$a am!niacului> metan!lului i aalt! su*stanKe pet!chimice : @n (eneal @n @ntepindei situate @n acelai c!mple1 pet!chimic ca iinstalaKiile de e&!mae catalitic a c!mpuil! pet!liei /hid!cacae> hid!desul&ui$ae0' O

p!p!Kie mic din hid!(enul p!dus este c!mpimat i int!dus @n *utelii de (a$e i )ndut pentuutili$ae la sca mic @n di&eite instalaKii industiale i la*!at!ae de ceecetae' AplicaKiile tipiceinclud tataea temic a metalel!> hid!(enaea uleiuil! i a (simil!> educeea !1i$il! metalici'

Cu ceteea imp!tanKei pilel! de c!m*ustie a cescut i necesitatea utili$ii hid!(enului cai c!m*usti*il' n pe$ent> cu t!ate c p!ducKia de hid!(en @n sc!pul utili$ii acestuia ca ic!m*usti*il este simpl da nu este ec!n!mic se pactic t!tui @n nume!ase instalaKii'

Ca ! altenati) la m!t!ul cu c!m*ustie inten> 9ap!ne$ii de la H!nda au @nceput de9a p!ducKia de mai cae &uncKi!nea$ pe *a$ de hid!(en' Pima main cae &uncKi!nea$ pe *a$ dehid!(en de la H!nda este m!delul FC= Clait; cae din punct de )edee al mediului estenep!luant' Emisiile de (a$e p!luante sunt $e!> ia e&icienKa este mult mai mae &aK de un m!delclasic sau &aK de un aut!m!*il hi*id' Acest tip de main &uncKi!nea$ pe *a$a cuentului electice$ultat din c!m*inaea hid!(enului i a !1i(enului @nt8! celul /pil0 de c!m*usti*il'

M!delul FC= Clait; de la H!nda cae &uncKi!nea$ pe *a$a cuentului electic p!dus dinc!m*inaea hid!(enului i a !1i(enului @nt8! celul /pil0 de c!m*usti*il' Pincipalele p!pietKitehnice ale hid!(enului utili$at ca i c!m*usti*il @n c!mpaaKie cu cele ale c!m*usti*ilil! c!n)enKi!nali i ale c!m*usti*ilil! de sinte$ sunt pe$entate @n ta*elul 2'Ta*elul 2' C!mpaaKie din punct de )edee tehnic a hid!(enului cu alKi c!m*usti*ili"ell> +,,.D



CaacteisticaHid!(enPet!lMetan!lMetanP!pan

Am!niacPunct de&ie*ee> [ +,>2238.,,225--->5+2,>6+.,"ensitate @nstae lichid>

(m25-5,+575.+33,555-"ensitate @nstae (a$!as>(m2,>,6

.>468,>44->65,>47Cldua de)ap!i$ae>`(...2,+--46

355266-255Puteeacal!i&icin&ei!a/mas0 M9(-+,..>26+,>-3,.4>.-6>4Puteeacal!i&ic



in&ei!a/lichid0/)!lum0>M`m2674,2--5,-4,+,

+-+3,+23+,-.23,Capacitate dedi&u$ie @n ae>cm+s,>42,>,6,>-4,>+,,>-,

,>+,Limitin&ei!a dein&lama*ilitate)!l' G /@n ae0.-53+-3

Limitsupei!a dein&lama*ilitate)!l' G /@n ae053424-3-,+6Tempeatua de

apindee @nae> C363+++26332..4443-Ene(ia deapindee> M`,>,+,>+38,>2,>+3



8Vite$a de

p!ducee a&lcii> cms+5,2,

82.268

Cele mai imp!tante caacteistice ale hid!(enului sunt punctul de &ie*ee edus idensitatea &!ate mic att @n stae lichid> ct i @n stae (a$!as' "at!it caacteisticii de a

pe$enta densitate edus @n stae lichid i (a$!as hid!(enul pe$int ! )al!ae mae a puteiical!i&ice pe unitatea de mas' Pe de alt pate puteea cal!i&ic a hid!(enului lichid pe unitatea de)!lum este mai mic &aK de cea a cel!lalKi c!m*usti*ili lichi$i'

P!pietKile menKi!nate @n ta*elul 2 sunt imp!tante @n ca$ul @n cae se discut despe

utili$aea i manipulaea hid!(enului @n c!ndiKii de si(uanK' Hid!(enul este emaca*il pentucapacitatea sa de a di&u$a @n ae> pentu )al!aea mae a limitei supei!ae de in&lama*ilitate @n ae> pentu )al!aea mic a ene(iei de apindee i pentu )al!aea mae a )ite$ei de p!ducee a &lcii'Aceast c!m*inaKie ale p!pietKil! @l &ace s &ie un c!m*usti*il unic att din punct de )edee alutili$ii> ct i din punct de )edee al si(uanKei'

n ceea ce pi)ete si(uanKa hid!(enul ae ! eputaKie p!ast dat!it de$astuluidii9a*ilului Hinden*u( din -725 /24 de pes!ane au muit0' Recent s8a atat &aptul c> cu t!ate c&!cul declanat @n dii9a*ilul Hinden*u( a &!st dat!at in&lama*ilitKii mateialului utili$at pentu&a*icaea @n)eliului dii9a*ilului i nu dat!it &aptului c dii9a*ilul a &!st umplut /ap!)i$i!nat0 cuh;d!(en' Cu t!ate acestea dii9a*ilele i *al!anele &uncKi!nea$ pe *a$ de heliu i nu hid!(en' n

pe$ent s8au eali$at nume!ase e1peienKe ast&el @nct m!dul de manipulae al hid!(enului @n

stae (a$!as @n )!lume mai att @n a&inii> ct i @n di&eite instalaKii industiale s se eali$e$e @nsi(uanK' Ceea ce &ace ca hid!(enul s p!at &i manipulat @n si(uanK este c @n ca$ul unui incendiulumin!$itatea edus a &lcii p!duse de h;d!(en @mpiedic emisia adiaKiei temice la mai puKin de! $ecime dect @n ca$ul &lcii p!duse de hid!ca*ui'

Val!aea mic a densitKii i )al!aea mae a capacitKii de di&u$ie @n ae &ac cahid!(enul lichid s se dispese$e &!ate apid @n ca$ul piedeil! pin scu(ee ast&el c iscul deapaiKiei a incendiil! este pe$ent pe ! pei!ad elati) scut de timp> &apt cae nu se @ntlnete @nca$ul cel!laKi c!m*usti*ili lichi$i'

T!ate spaKiile @nchise @n cae se lucea$ cu hid!(en te*uie s &ie *ine )entilate' Val!aeaedus a ene(iei de apindee c!nduce la necesitatea de a &i eliminate t!ate susele de scntei> cum a &i m!t!aele electice> instumente de !Kel> c!stume sintetice' T!ate aceste pecauKii te*uie luate @n

ca$ul @n cae se lucea$ cu hid!(en @n )!lume mai'



CONCLU<II

Este imp!tant ca &iecae pmntean s @nKelea( c elect!m!*ilitatea i> @n (eneal> !e)!luKie ene(etic uni)esal nu @nseamn un m!&t> nu se ta( din d!inKa de schim*ae de da(ulschim*ii sau din lc!mia de @m*!(Kie a un! c!ns!Kii intenaKi!nale cae @nceac s e1pl!ate$e&inancia t!t ce este> p!tenKial> p!&ita*il' Cu si(uanK este )!*a i de &!ate mulKi *ani la mi9l!c> dem!n!p!l> de ! n!u supemaKie ene(etic> @ns aceast schim*ae este> mai pesus de !ice>

necesa' Ia unii> pe ln( identi&icaea 8 p!ate i un pic e(!ist 8 a dimensiunii !p!tune atans&!mii> au @nKeles i imp!si*ilitatea de a mai c!ntinua s tim i s ne de$)!ltam spenen!!ciea natuii i a planetei' O e)!luKie este 8 sau a te*ui sa &ie 8 pe cale s se peteac> pentuc a )enit )emea s ne @mpcm cu Pmntul% dac nu s @i !&eim ce)a @n schim*> mca s &!l!simmai inteli(ent ceea ce ne !&e el'

T!ate aceste n!i de$)!lti @n industia &amaceutic i alte schim*i cae nu au &!stș

descise> au atat cum c chimia )ede i picipiile in(ineiei )e$i se spandesc la cele mai e&icienteș

industii chimice' N!ile met!de ale chimiei )e$i pe$int e$ultate p!$iti)e @n industiile &amaceutice din cau$ain)esti iil! !*uste @n cecetae i de$)!latae> ac!peind cheltuielile de cecetae i sup!t pentuț ș ș

ideile in!)ati)e' Aplicnd met!dele chimiei )e$i industiile &amaceutice au ! mai *un e&icien iț ș

ast&el scad c!stuile !peati!nale> scade c!nsumul de s!l)en i> educe cantitatea de de eui iț ș ș

@m*unta este a)anta9ele de mediu ale industiei'ț

Ec!n!misiea )ine din p!cesele de sinte$a e&iciente cae e)ita eacti)ii e1ta)a(anti>



minimali$ea$a c!nsumul de ene(ie i @nl!cuieste s!l)entii !(anici cu apa> &iind ine)ita*il mult maiș

ie&tine de &!l!sit'Oamenii de stiin ced c chimia )ede )a tas&!ma industia &amaceutic i &a*icaea deț ș

medicamente @n )iit!' Chimia )ede p!ate li)a *ene&icii att pentu mediul @nc!n9uat! ct iș

ec!n!mice i industia &amaceutic @nclin s ad!pte cele mai multe dinte pincipiile sale' Cu t!ateș

c &il!s!&ia chimic )ede a &!st @n mae acceptat de c!munitatea tiin i&ic> e)!lu iatehn!l!(ic aș ț ț

chimiei )e$i pin educa ie> in)esti ie i e1empli&icai te*uie inca sa atin(a ! atentie *ine meitata iț ț ș șe&!t'

;I;LIOBRA'IE

-'M' Lancaste> #een Chemist;> RS'C> epint +,,5

+'Altus Ni!l!(ics> Inc'> The Pesidential #een Chemist; Challen(e AQads p!(am> summa; !& -775 aQad enties and ecipients> EPA 5..8S8758,,-> U'S' En)i!nmental P!tecti!n A(enc;>O&&ice !& p!lluti!n Pe)enti!n and T!1ics> Washin(t!n> "C> -775> p(' -2'

2'Badami> B'V'> Res!nance> +,,6> p' -,.-8-,.6' .'B!Qes `'> Sustaina*ilit; and en)i!nmental ec!n!mics' Hal!Q> En(land% Addis!n> Wesle;>L!n(man> -775'

3'Cla> `'> Macuaie> "'> Hand*!! !& #een Chemist; and Techn!l!(;> Ed' BlacQell ScienceLtd'> +,,+> p'-,8+5'

4'Ce(ht!n> E'`'> #aneshie> S'N'> "!Qnin(> R'S'> Van Beum> H'> `' M!l' Catal' A% Chemical> --3>-775> p(' .358.42'

5' "ell> R'M'> Rand> "'A'`> Clean Ene(;> The R!;al S!ciet; !& Chemist;> +,,.'6'"!*le> M'> [uthi)enti> A'['> #een Chemist; En(ineein(> Ed' Else)ie Science Techn!l!(;B!!s> +,,5'



7'"aths ['M'> F!st `'W'> capit!lul 7 @n Anastas P'T'> Williams!n T'C'> ed'> #een Chemist;%F!nties in Beni(n Chemical S;nthesis and P!cesses> !1&!d Uni)esit;> Pess> NeQ \!> -776'

-,'`!Qse;> E'> A neQ *asis &! assessin( the sustaina*ilit; !& natual es!uces' Ene(;> +,,5> 2+> p(' 7,487--'

--'`!Qse; E'> The ec!n!mics !& c!ntinu!us natual es!uces' W!in( pape n!' -3> Res!ucesReseach Unit> She&&ieldHallam Uni)esit;> She&&ield> -777'

-+'̀ !Qse; E'> The ec!n!mics !& p!tentiall; eneQa*le es!uces' W!in( pape n!' -.>Res!uces Reseach Unit> She&&ieldHallam Uni)esit;> She&&ield> -776'

-2'`!Qse; E'> The ec!n!mics !& n!n8eneQa*le es!uces' W!in( pape n!' -+> Res!ucesReseach Unit> She&&ieldHallam Uni)esit;> She&&ield> U[> -775'

-.' [ine A'> Chem' Tech'> -773> p(' 2-823'

-3'[ula E'> Ec!n!mics !& natual es!uces> the en)i!nment and p!licies' +nd ed' L!nd!n%Chapman Hall> -77.'

-4'Rast!n> C'L'> Sc!tt> `'L'> #een Chem'> +,,,> +> .7'

-5'SteQat `'"'> The Pesidential #een Chemist; Challen(e AQads p!(am> summa; !& -776aQad enties and ecipients> EPA 5..8S8768,,-> U'S' En)i!nmental P!tecti!n A(enc;> O&&ice !&

p!lluti!n Pe)enti!n and T!1ics> Washin(t!n> "C> -776> p(' +8-,

-6' http%QQQ'mmediu'!de$)!ltaedua*ilaist!ic'htm D

-7' http%QQQ'desc!pea'!stiinta6,2--328tansp!tul8)iit!ului8pima8statie8la*!at!ul8de8chimie+,' http%QQQ'desc!pea'!dneQs-+23-,378putem8scapa8de8mi$eia8p!luaii8cu8sticle8de8

plastic8!8in)entie8pemiata8a8putea8&i8s!lutia+-' http%QQQ'scitu*'c!mstiintachimiePincipiile8si8c!nceptele8chim4+3.-'php++' http%QQQ'desc!pea'!+2' http%QQQ'sci*d'c!md!c+42573.6chimie8)ede8pincipii +.' http%QQQ'desc!pea'!dneQs-+-3-..78masina8cae8me(e8cu8ae8m!delul8c!nceput8de8

peu(e!t8cit!en8)a8inta8cuand8in8p!ductia8de8seie

http://www.mmediu.ro/dezvoltare_durabila/istoric.htm

http://www.descopera.ro/dnews/12351059-putem-scapa-de-mizeria-poluarii-cu-sticle-de-plastic-o-inventie-premiata-ar-putea-fi-solutia


http://www.scritub.com/stiinta/chimie/Principiile-si-conceptele-chim62541.php

http://www.descopera.ro/

http://www.scribd.com/doc/26379548/chimie-verde-principii

http://www.descopera.ro/dnews/12151449-masina-care-merge-cu-aer-modelul-conceput-de-peugeot-citroen-va-intra-curand-in-productia-de-serie


http://www.mmediu.ro/dezvoltare_durabila/istoric.htm



http://www.scritub.com/stiinta/chimie/Principiile-si-conceptele-chim62541.php

http://www.descopera.ro/

http://www.scribd.com/doc/26379548/chimie-verde-principii



chimia%20verde%20cu%20aplicatii%20industriale%2021.doc_0.odt

Documents

Transcript of chimia%20verde%20cu%20aplicatii%20industriale%2021.doc_0.odt