快來圍觀，2017年「美國總統綠色化學挑戰獎」出爐！

知識 06-24

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過去20年中，「綠色化學」的理念成了眾多化學家和化學工程專家孜孜以求的目標。綠色化學的12條「軍規」更是成為衡量一項成果是否夠「綠色」的準則。這12條準則包括：預防污染、原子經濟性、毒害更小的合成路線、低毒性的化學品、更安全的溶劑和輔料、高能源效率、易得的原料、減少副產物、高效催化劑、可降解、實時的污染檢測、更安全的化學過程。

依照這些準則，美國環保署（EPA）每年評選出若干位卓越的化學家或研究團體，授予「美國總統綠色化學挑戰獎」（Presidential Green Chemistry Challenge Awards）。6月9日，2017年度的綠色化學挑戰獎如期公布，今年有四個團體和一位學者獲此殊榮。來跟小氘一起膜拜一下這些優秀的綠色化學成果和研究者吧。

綠色合成路線獎：默沙東公司（Merck & Co., Inc.）

默沙東的Letermovir是很有希望的抗病毒藥物，目前正處於三期臨床試驗中。而Letermovir的生產過程被稱為是研究醫藥工業可持續生產的絕佳案例。在生產初期，默沙東便計劃尋找高效的合成路線。該研究團隊用高通量的方法篩選出低價、穩定、易再生的催化劑。該催化劑提高了產率，減少了93%的原料成本、90%的用水和89%的碳足跡，在環保和經濟兩方面都有耀眼表現。

Letermovir的高效合成路線。圖片來源：Org. Process Res. Dev.,2016,20, 1097-1103

綠色反應條件獎：安進（Amgen）& 巴赫姆（Bachem）

安進和巴赫姆聯手改進了多肽固相合成技術，使Etelcalcetide（慢性腎病患者甲狀旁腺亢進的治療藥物）的生產過程更綠色。改進後的多肽合成技術將反應步驟從5步減少為4步，生產效率提高了5倍，且消耗的化學溶劑量減少了29%，生產時間減少44%，生產成本減少24%。

Etelcalcetide的結構式。圖片來源：C&EN

綠色化學品設計獎：陶氏化學（Dow）& 科勒（Koehler）

陶氏化學和科勒公司共同發明了創新型的熱敏紙，為可持續成像技術做出了卓越貢獻。傳統底片中需要使用雙酚A（bisphenol A，BPA），儘管對於BPA及其類似物的環境風險還沒有定論，但一些已有的證據足夠讓人擔憂了。但陶氏和科勒的新發明可不僅僅是環保，他們還改進了傳統底片的一些其他缺點，例如暴露在陽光下或接近熱源會破壞圖像。新型熱敏紙有三層，最上面一層是不透明的淺色層。熱敏紙在印表機內受熱，組成淺色層的顆粒會潰散，該層變得透明，使下面的黑色層暴露。而且這款熱敏紙兼容已有設備，這樣消費者就無須更換設備了。

陶氏化學研發主管Brian Einsla用他們發明的無BPA熱敏紙列印出陶氏和科勒的標誌。圖片來源：Dow Chemical

小企業獎：UniEnergy技術公司

UniEnergy技術公司和太平洋西北國家實驗室（the Pacific Northwest National Laboratory）合作開發並商業化一款先進的釩液流電池（Vanadium Redox Flow Battery），使儲存電能更便捷更高效。這種釩液流電池的能量密度是現有液流電池的兩倍，工作溫度範圍更廣，因此能夠在地球上的每個角落穩定持續工作。值得一提的是，它的電解質是氯化物，比傳統電池中的硫酸鹽更穩定；其溶劑是水，因而使用過程中不易降解，電池本身不易燃，而且可以循環使用。

釩液流電池原理圖。圖片來源於網路

學術獎：賓夕法尼亞大學Eric J. Schelter教授

Eric J. Schelter教授的突出成果是利用特定配體簡易而高效地從消費品中回收貴金屬元素（鑭、鑥、鈧、釔等元素）。這些元素是現代科技，尤其是電子技術不可缺少的重要物質，但由於丰度較低難以分離，相關採掘、精鍊和提純是典型的高能耗高污染行業。另一方面，這些稀有金屬的回收率非常低，只有1%。

Eric J. Schelter教授。圖片來源：University of Pennsylvania

Schelter教授的團隊發展了一類有機配體，能夠輕鬆從混合物中分離出這些金屬元素（Angew. Chem. Int. Ed.,2015,54, 8222-8225）。目前，美國能源部正大力支持該技術朝向工業級回收的目標發展。

左邊的三角型配體可以特異性螯合釹，將其和鏑分開。圖片來源：C&EN

祝賀獲獎者們，也祝願綠色化學的理念日益深入人心，讓更多綠色化學的成果造福於人類！

最後多一句嘴，據說現任美國總統特朗普先生在2018總統財年預算中並不打算掏錢支持這個有二十多年歷史的項目，儘管預算最後還要經過國會討論，但這讓綠色化學挑戰獎的未來充滿了變數。還有一個小細節，在EPA網站上，儘管項目還叫「Presidential Green Chemistry Challenge」[1]，但在今年宣布獲獎名單的通訊稿里，用的卻是「2017 Green Chemistry Challenge Awards」[2]，通篇找不到與「President」有關的詞。這算不算是一種春秋筆法的「微言大義」呢？

部分內容編譯自：

http://cen.acs.org/articles/95/web/2017/06/2017-Green-Chemistry-Challenge-Awards-announced.html

參考資料：

1. https://www.epa.gov/greenchemistry/information-about-presidential-green-chemistry-challenge

2. https://www.epa.gov/newsreleases/epa-honors-winners-2017-green-chemistry-challenge-awards

（本文由氘氘齋供稿）

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