綠色化學的原則 Anastas& Warner(1998)的十二條原則(化工技術, 9(12),128,2001) 盡量避免廢棄物的生成,從源頭防治污染 盡量使得製程中所採用的原料,進入最終產品之中 υ盡量使得所使用與產生的物質對人體健康和環境無 赤無 盡量使得產品具有高效的功能與最低的毒性 υ盡量避免使用溶劑,分離試劑等助劑,如不可避免 時,也要選用無毒無害的助劑
綠色化學的原則 Anastas & Warner (1998) 的十二條原則 (化工技術, 9(12), 128, 2001) ➔ 盡量避免廢棄物的生成, 從源頭防治污染 ➔ 盡量使得製程中所採用的原料, 進入最終產品之中 ➔ 盡量使得所使用與產生的物質對人體健康和環境無 毒無害 ➔ 盡量使得產品具有高效的功能與最低的毒性 ➔ 盡量避免使用溶劑, 分離試劑等助劑, 如不可避免 時, 也要選用無毒無害的助劑
綠色化學的原則(2) 盡量降低製程的能耗,最好在溫和的溫度與壓力下進 υ在技術可行和經濟合理的前提下,降量採用可再生資 源代替消耗性資源 盡量避免使用與產生不必要的衍生物 υ盡量選用高選擇性的催仳劑,這比使用仳學劑量助劑 更優越 →改用溫和的生物製程(酵素∶生物觸媒) υ進量使產品在其成功終結後,不會永存於環境中,要 能分解成無害的物質
綠色化學的原則 (2) ➔盡量降低製程的能耗, 最好在溫和的溫度與壓力下進 行 ➔ 在技術可行和經濟合理的前提下, 降量採用可再生資 源代替消耗性資源 ➔ 盡量避免使用與產生不必要的衍生物 ➔ 盡量選用高選擇性的催化劑, 這比使用化學劑量助劑 更優越 ➔ 改用溫和的生物製程 (酵素: 生物觸媒) ➔ 進量使產品在其成功終結後, 不會永存於環境中, 要 能分解成無害的物質
綠色化學的原則(3 儘量在製程中即時線上監控,有可能產生的有害物 質,並儘量避免產生這些有害物質 儘量使用與產生可降低意外事故如洩漏,爆炸,火災 等的化學品
綠色化學的原則 (3) ➔ 儘量在製程中即時線上監控, 有可能產生的有害物 質,並儘量避免產生這些有害物質 ➔ 儘量使用與產生可降低意外事故如洩漏, 爆炸,火災 等的化學品
你色化學 替代性原料 提升製程效率 無毒性/低毒性 替代性溶劑( Green Chemistry)替代性產品 H2O 新觸媒 生物程序 更有效率 生物觸媒
綠色化學 Green Chemistry 替代性原料 無毒性/低毒性 替代性溶劑 H2O 新觸媒 更有效率 生物程序 生物觸媒 替代性產品 提升製程效率
Design Safer Chemicals →藉由分子設計概念,使用各種合成化學( organIC inorganic得到比較安全的化學品。 →早期 focus: efficacy of chemicals, i.e.效用好,成 本低;如今修正為∶必須注重對環境疼疼健康安全的 影錾疼衝擊(or妻性) i Green Chemistry is a source prevention approach; new chemical→ structural design→ safe and efficacious 2 existing chemicals(toxic)> structural redesign → safe and efficacious
Design Safer Chemicals ➔藉由分子設計概念, 使用各種合成化學 (organic/ inorganic)得到比較安全的化學品。 ➔早期focus: efficacy of chemicals, i.e. 效用好, 成 本低; 如今修正為: 必須注重對環境與與健康安全的 影響與衝擊 (or 毒性) ➔ Green Chemistry is a source prevention approach; ➔ new chemical → structural design → safe and efficacious ➔ existing chemicals (toxic) → structural redesign → safe and efficacious
General Approaches > Reducing absorption; → Identification of gUse of toxic mechanism equally efficacious, less iUse of structural-activity toxic chemical substitutes relationship C Elimination of the need iUse of isosteric replacement for associated toxic sUse of retrometabolic design substances absorption chemical distribution to posure metabolism teraction in[ effect excretion target tissue Exposure Toxicokinetic Toxicodynamic Phase Phase Phase Figure 1. Aspects of Chemical Toxicity (adapted from ref 2)
General Approaches ➔Reducing absorption; ➔Use of toxic mechanism ➔Use of structural-activity relationship ➔Use of isosteric replacement ➔Use of retrometabolic design ➔Identification of equally efficacious, less toxic chemical substitutes ➔Elimination of the need for associated toxic substances ACS, 640, 1996
减少吸收-降低效應 勹毒性物質之生物化學:知其原因,才有對策 →影響吸收的因素: physicochemical factors- molecular size, MW, dissociation constant, solubility, lipophilicity, physical state (G, L or S), particle size →細胞膜內含有lpid,所以 lipid solubility在腸胃內吸收角色 重要 表面積(m2)吸收層厚度(μm)血流速(L/min) 皮膚1.8 100-1000 0.5 小腸200 8-12 1.4 肺部140 0.2-0.4 58 Designing safer chemicals, ACS 640 1996
減少吸收 – 降低效應 ➔ 毒性物質之生物化學: 知其原因, 才有對策 ➔影響吸收的因素: physicochemical factors – molecular size, MW, dissociation constant, solubility, lipophilicity, physical state (G, L or S), particle size; ➔細胞膜內含有lipid, 所以lipid solubility 在腸胃內吸收角色 重要; 表面積(m2 ) 吸收層厚度(m) 血流速(L/min) 皮膚 1.8 100-1000 0.5 小腸 200 8-12 1.4 肺部 140 0.2-0.4 5.8 Designing safer chemicals, ACS 640, 1996
Toxic Mechanism Electrophilic chemical Electrophilic metabolites substances (from metabolism) Path I Path II Reactions with nucleophiles Reactions with nucleophiles Of non-defensive cellular With defensive system Molecules DNA RNA etc excretion toxicity
Toxic Mechanism Electrophilic chemical substances Electrophilic metabolites (from metabolism) Reactions with nucleophiles With defensive system Reactions with nucleophiles Of non-defensive cellular Molecules, DNA, RNA, etc excretion toxicity Path I Path II
Structural modifications 1-(alkoxy)-2-propanol No toxicity R-0-CH -C(CH2)-HOH 藉由改變新 1-(alkoxy)-1-propanol 陳代謝路徑 R-O-CH( CH2)-CH2OH Toxicity達成降低毒 性效果 Hexane Neurotoxicity 2, 5-dimethyl hexane No toxicity expected; BP 增加40°C
Structural Modifications 1-(alkoxy)-2-propanol R-O-CH2 -C(CH2 )-HOH 1-(alkoxy)-1-propanol R-O-CH(CH2 )-CH2OH No toxicity Toxicity Hexane 2,5-dimethyl hexane Neurotoxicity No toxicity expected; BP 增加40oC 藉由改變新 陳代謝路徑 達成降低毒 性效果
Use of structure.Activit Relationship 近年來分子模擬的主要工作; sometimes called structure-property relationship From qualitative relationship to quantitative structure activity relationships(QSAR);後者定量關係之建立可以 靠() correlation;or(i) molecular simulation;用於發展 藥物的技巧
Use of Structure-Activity Relationship ➢ 近年來分子模擬的主要工作; sometimes called structure – property relationship; ➢ From qualitative relationship to quantitative structure activity relationships (QSAR); 後者定量關係之建立可以 靠 (i) correlation; or (ii) molecular simulation; 用於發展 藥物的技巧