張 鳳 羅 景 周 軍

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，湖南 長沙 410128)

綠色化學(xué)又稱 “環(huán)境友好化學(xué)”，是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是一個 “新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科,內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。綠色化學(xué)的最大特點是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。作為未來化工行業(yè)的主力軍——化學(xué)化工類專業(yè)大學(xué)生，更要樹立綠色環(huán)保的理念，因此，將綠色化學(xué)相關(guān)知識引入到大學(xué)化學(xué)教育中，是化學(xué)化工教育工作者義不容辭的責(zé)任。有機化學(xué)是高等院校化學(xué)和生物等專業(yè)的必修課，將綠色化學(xué)融于有機化學(xué)教學(xué)之中，使綠色化學(xué)成為有機化學(xué)教學(xué)的一個重要組成部分，是當(dāng)前的一個重要研究課題[1～3]。

1有機化學(xué)理論教學(xué)中綠色化學(xué)的滲透

理論教學(xué)時，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，將有關(guān)綠色化學(xué)概念適時地介紹給學(xué)生。有機化學(xué)中很多內(nèi)容都與綠色化學(xué)有關(guān)，可事先把有關(guān)化學(xué)污染和綠色化學(xué)成功減少污染的圖片和短視頻等資料做成多媒體課件，教學(xué)過程中利用多媒體技術(shù)將其投影到銀幕上，這樣不但信息量大，而且形象生動，使得學(xué)生能夠深刻地理解綠色化學(xué)，重視綠色化學(xué)，充分認(rèn)識到綠色化學(xué)給人們生產(chǎn)生活帶來的諸多好處以及非綠色化學(xué)所帶來的污染等諸多弊端[4]。同時，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果。比如，在烴類章節(jié)教學(xué)中，可以簡單講述有關(guān)石油加工煉制過程及能源危機方面的知識，還可介紹白色污染。在介紹鹵代烴時，可從六氯環(huán)己烷(六六六)入手，補充介紹有機氯、有機磷等農(nóng)藥導(dǎo)致的環(huán)境污染。目前，它們正被植物生長調(diào)節(jié)劑等為代表的 “環(huán)境和諧型”生態(tài)農(nóng)藥及天然源生物農(nóng)藥所代替，這些新型農(nóng)藥具有高效、低毒、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。芳香烴教學(xué)中，在講多環(huán)芳烴時介紹目前已經(jīng)查出的400多種主要致癌物中，一半以上都屬于多環(huán)芳烴類化合物，其中苯并芘是一種強致癌物。在介紹醚的合成和性質(zhì)時，補充介紹汽油無鉛化添加劑的研究成果，使學(xué)生了解最近發(fā)現(xiàn)混合醚如甲基叔戊基醚(MTBE)等可顯著提高汽油的辛烷值，同時基本消除鉛的環(huán)境污染。在醛酮類化合物教學(xué)中，簡要介紹甲醛對室內(nèi)空氣污染。

除了講授書本上的知識外，教師可在每個章節(jié)中融入綠色化學(xué)相關(guān)的最新研究動態(tài)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)書本知識的同時能夠緊跟科技前沿，以豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。如在講述旋光異構(gòu)時，可選擇高選擇性、高效的催化反應(yīng)這一符合綠色化學(xué)的基本要求的內(nèi)容深入講解。催化的不對稱反應(yīng)是有機合成化學(xué)研究的熱點和前沿，也是有關(guān)手性藥物研究的主要興趣之一。2001年的諾貝爾化學(xué)獎授予了Knowles，Noyori和Sharpless三位化學(xué)家，以表彰他們在催化不對稱反應(yīng)的研究方面所取得的卓越成就。

2有機化學(xué)實驗教學(xué)中綠色化學(xué)的滲透

有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，培養(yǎng)綠色化學(xué)意識是高等學(xué)校有機化學(xué)實驗教學(xué)的重要內(nèi)容[5,6]。在有機化學(xué)實驗中，使用的試劑、溶劑、催化劑，以及生成的副產(chǎn)物、

排放的廢氣、產(chǎn)生的廢液等都會對環(huán)境產(chǎn)生污染。特別是近年來．隨著高校招生規(guī)模的不斷擴大，化學(xué)試劑的用量和實驗室“三廢”的排放量也迅速增長。因此。綠色化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)重點強調(diào)學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)和低碳環(huán)保意識，應(yīng)將綠色化學(xué)理念傳遞給學(xué)生，使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)的教育．使他們意識到綠色化學(xué)對于人類及其所賴以生存環(huán)境的綠色及可持續(xù)發(fā)展具有的重要性。

(1)試劑、溶劑、催化劑的綠色化

在做有機化學(xué)實驗時，應(yīng)當(dāng)盡量選擇無毒無害的試劑。對于毒性較大的試劑要少用或不用，一些使用大量有毒有害試劑的實驗盡量用其他實驗來代替。如合成尼龍，傳統(tǒng)的方法是用苯作為原料。苯毒性很大，在制備過程中還生成了有毒的苯酚中間體和氮氧化物廢氣?，F(xiàn)在采用生物工程技術(shù)，從葡萄糖出發(fā)，用生物酶催化，高效地制得了尼龍的單體己二酸。該方法環(huán)境友好、技術(shù)成熟，成本也不高，是綠色化學(xué)的一個經(jīng)典范例催化劑。溶劑對環(huán)境的影響不容忽視。選擇環(huán)境友好的反應(yīng)溶劑是綠色化學(xué)也十分重要。目前超臨界流體，水，離子液體、無溶劑反應(yīng)等引起了人們的普遍關(guān)注。如離子液體對各類化合物均很好的溶解性，沸點高，無味且不燃，易與產(chǎn)物分離，易回收，可循環(huán)使用。不僅如此，離子液體兼有極性和非極性有機溶劑的溶解性能，溶解在離子液體中的催化劑，同時具有均相和非均相催化劑的優(yōu)點。使用無毒的催化劑，既環(huán)保又能同樣滿足實驗的要求。比如在乙酸乙酯合成實驗中，采用濃硫酸為催化劑，實驗過程中會產(chǎn)生廢酸，且中和時會產(chǎn)生許多無機鹽“廢物”，造成環(huán)境污染。濃硫酸的腐蝕性及強氧化性也使得實驗本身有一定的安全隱患。而采用無毒、無腐蝕性的催化劑如FeC13·6H2O代替濃硫酸作催化劑，實驗結(jié)果良好，也無污染，符合綠色化學(xué)的要求。

(2)實驗微型化

微型實驗是指用微量化學(xué)試劑在微型反應(yīng)裝置中進(jìn)行的化學(xué)實驗。近年來，微型化學(xué)實驗引起化學(xué)教育界極大關(guān)注。1989年我國高等學(xué)校化學(xué)教育研究中心把微型化學(xué)實驗課題列入科研計劃，由華東師范大學(xué)和杭州師范大學(xué)牽頭成立微型化學(xué)實驗研究課題組。微型化學(xué)實驗與常規(guī)實驗相比，具有明顯的綠色環(huán)保、節(jié)約藥品和節(jié)省時間的特點。微型化學(xué)實驗的優(yōu)勢已經(jīng)在教學(xué)中呈現(xiàn)出來，受到了廣大師生的歡迎。目前，國內(nèi)已有800余所大、中院校開始采用微型化學(xué)實驗。實驗操作中，常讓學(xué)生將常規(guī)實驗、微型實驗進(jìn)行比較，學(xué)生便能認(rèn)識到微型實驗的重要性和必要性，有助于提高他們的實驗熱情和技能。因此，開展微型實驗，符合有機實驗改革和綠色化的要求。

(3)結(jié)合新實驗技術(shù)，優(yōu)化實驗內(nèi)容

在保證教學(xué)目標(biāo)能順利完成的情況下，實驗教學(xué)過程中，可以組合優(yōu)化實驗內(nèi)容。如可將單個的合成實驗組合成一個系列，即把前一個實驗的產(chǎn)物用作后一個反應(yīng)的原料，形成如環(huán)己醇一環(huán)己酮一己二酸的合成鏈，這樣既節(jié)省了時間和化學(xué)試劑，有助于學(xué)生對相關(guān)有機知識的理解和融會貫通，更為重要的是，提高了原子經(jīng)濟(jì)性及減少了有毒試劑對環(huán)境的污染，培養(yǎng)了學(xué)生綠色化的環(huán)保意識和厲行節(jié)約的意識。此外，將新型實驗技術(shù)如微波、超聲波、電化學(xué)等新技術(shù)引入有機化學(xué)實驗，不僅可減少能耗、加快反應(yīng)速度、提高產(chǎn)率，而且可大大減小對環(huán)境的污染。從而達(dá)到綠色化學(xué)的目標(biāo)。針對實驗儀器易損壞、有機物本身有劇毒、藥品貴、裝置復(fù)雜、操作危險性較大等問題，計算機輔助實驗教學(xué)也為綠色化學(xué)實驗提供了新的途徑。通過多媒體生動、形象、直觀的實驗資源，可以開闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察、創(chuàng)新思維能力。

3結(jié) 論

綠色化學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，它的發(fā)展對保持良好的環(huán)境，社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都有重要的意義。在有機化學(xué)理論及實驗教學(xué)中，滲透綠色化學(xué)理念開闊了學(xué)生的視野，有助于增加學(xué)生的環(huán)保意識，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力及學(xué)習(xí)興趣。總之， 開展綠色化學(xué)教學(xué)符合可持續(xù)發(fā)展的需要，并將在建立節(jié)約型社會等方面，發(fā)揮巨大的作用。

[1] 李永， 王志玲，王宇婷.淺談有機化學(xué)教學(xué)中環(huán)保意識的培養(yǎng)[J]. 化學(xué)工程與設(shè)備，2011,7:243～244.

[2] 朱清時．綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展[J]．中國科學(xué)院院刊，1997(6)：415．

[3] 王春．化學(xué)新課程教學(xué)中實施綠色化學(xué)教育的策略探討[J]．化學(xué)教學(xué)，2009(7)：7．

[4] 薛慰靈．綠色化學(xué)一對環(huán)境更友善的化學(xué)[J]．化學(xué)教育，1997(9):1.

[5] 蔡衛(wèi)權(quán)，程蓓，張光旭，等．綠色化學(xué)原則在發(fā)展[J]．化學(xué)進(jìn)展，2009，2l(10)：2 001～2 008．

[6] 葉紅．綠色化學(xué)與有機化學(xué)教學(xué)的有機結(jié)合[J]．藥學(xué)教育，2006，22(5)：48．