绿色化学_教学大纲.doc

上海师范大学本科课程教学大纲 课程名称：绿色化学 (Green chemistry) 学分：2 总学时：36 学时 开课专业：应用化学，化学(师范) 一、 课程性质、目的和培养目标 “绿色化学”是 20 世纪 90 年代出现的具有明确的社会需求和科学意 义的新兴交叉学科，已成为当今国际化学化工研究的前沿领域与 21 世纪 的中心科学。本课程旨在以生动的事例对当前绿色化学与化工的原理与 应用、产业化的现状及发展前景作一深入浅出的介绍。在学生掌握绿色 化学基本原理与实用技术的基础上，了解绿色化学这一新兴学科的发展 趋势，帮助他们认识绿色化学与化工技术对经济和社会可持续发展的重 要性。 本课程适合于应用化学与化学教育专业本科学生。 二、 预修课程 《无机化学》 、《有机化学》 三、 教学内容 第一章 绪论 第一节 化学工业的回顾与展望 1. 20 世纪化学工业的成就 2. 21 世纪化学工业的展望 第二节 环境问题与可持续发展战略 1. 化学工业带来的环境问题 2. 可持续发展战略方针 第二章 绿色化学的概念与手段 第一节 绿色化学的定义 第二节 绿色化学的手段 1. 非传统底物/起始物 2. 非传统试剂 3. 非传统溶剂 4. 非传统产物/目标分子 5. 在线分析化学 第三节 绿色化学在国内外的发展概况 1. 绿色化学在国外的发展概况 2. 绿色化学在我国的发展概况 第四节 绿色化学与技术的发展动向 第三章 绿色化学的原理 第一节 防止废物的产生优于在其生成后进行处理或清理 第二节 化学反应的原子经济性 第三节 绿色化学合成 第四节 设计更安全化学产品 第五节 溶剂绿色化 第六节 提高能源利用效率 第七节 利用可再生资源为原料 第八节 减少化学合成的衍生步骤 第九节 开发新型催化剂 第十节 设计可降解的化学品 第十一节 发展在线分析技术 第十二节 发展安全生产工艺 第四章 不产生“三废”的原子经济反应 第一节 化学反应中的新概念-原子经济反应 第二节 有机合成中常见反应的原子经济性探讨 1．分子间结构互变或异构化的重排反应 2．加成反应 3．取代反应 4．消除或降解反应 第三节 提高反应原子经济性的途径 1．开发新催化材料提高反应的原子经济性 2．新反应加工途径提高反应的原子经济性 3．采用新合成原料提高反应的原子经济性 第四节 原子经济反应的发展与未来 第五章 利用再生资源开发化工产品 第一节 再生资源的认识 第二节 再生资源是丰富的化工原料 第三节 在分子水平上认识再生资源 1． 生命与地球生物圈的化学逻辑 2． 植物光合作用与次生代谢产物 第四节 利用再生资源开发精细化工产品 1． 大宗化工原料、中间体与产品 2． 具有生物活性的天然产物作为靶标分子，进行结构改性 第五节 生源合成的启示-仿生合成 第六节 农副产品的综合利用 第六章 催化反应 ─ 一种重要的清洁工艺 第一节 清洁工艺是当今工业发展的一种新模式 第二节 催化反应是适用于有机合成的清洁工艺 第三节 催化氧化 第四节 催化还原 第五节 催化法生成 C-C 键 第六节 生物催化 第七章 溶剂绿色化 第一节 用作绿色溶剂的水 第二节 离子液体 第三节 超临界二氧化碳 第四节 无溶剂有机合成 第八章 生物技术在绿色合成中的应用 第一节 概述 第二节 生物催化与仿生催化 1．酶工程 2．模拟酶 3．化学酶 第三节 细胞培养与组织培养 第四节 发酵工程 第九章 注重功能性和环境无害绿色化学产品的设计和开发 第一节 绿色化学产品的定义与开发的成功例证 第二节 如何设计更安全的化学产品 1．物质作用机理的分析 2．物质的结构与活性的关系 3．避免采用毒性功能基团 4．使生物利用度最小化 5．使辅助的物质最小化 第十章 无害化学合成 第一节 由光气和氢氰酸生产的主要产品及用途 1.光气生产的主要产品 2.氢氰酸生产的主要产品 第二节 取代光气和氢氰酸的绿色化学技术 1．替代光气制造异氢氰酸的工艺 2．由碳酸二甲酯代替硫酸二甲酯作甲基化试剂 3．由碳酸二甲酯替代光气制造聚碳酸酯 4．取代氢氰酸合成甲基丙烯酸甲酯的技术发展 5．取代氢氰酸路线制造己二酸和己二胺 6．一种新的合成氨基酸及其盐的生产过程 7．取代氢氰酸路线合成苯乙酸 第十一章 绿色能源与绿色材料技术 第一节 绿色能源技术 1. 能源及其分类 2. 各种绿色能源技术 第二节 绿色材料技术 1．新型材料的特点 2．金属材料 3．高分子材料 4．纳米材料 5．陶瓷材料 第十二章 绿色化学的展望 第一节 绿色化学的发展方向 第二节 绿色工艺与绿色产品的展望 四、 教材和参考书目 1、使用教材 《绿色化学化工实用技术》，贡长生 等编著. 2002 年 化学工业出版社 2、参考书目 (1)李德华 编著 《绿色化学化工导论》 2010 年 科学出版社 (2) P.T.阿纳斯塔斯, J.C.沃纳 编著 《绿色化学理论与应用》 2002 年 科学出版社 五、 课外学习要求 每次课后均要求学生对下一次的讲课内容进行课前预习，同时要求 对本次课程的内容进行课后复习。结合所讲授内容，课后布置适量的复 习思考题或作业。课程结束后，在考前安排集中的辅导和答疑。 六、 考核方式 考查 (小论文) 总评成绩由考查成绩、平时作业和出勤率综合评定。考试总评成绩 的构成比例为：(1) 论文考查: 70%，(2) 平时作业: 20%，(3) 出勤率: 10%。 七、 章 讲授时数 建议课时安排 1 3 2 2 3 8 4 3 5 2 6 3 7 3 8 3 9 2 10 11 12 3 2 2 撰写人： 曹晓卫 2012 年 12 月 合计 36