与环境友好相处是当今世界的主题，绿色化学在世界各国政府的关注下已取得长足的发展，它必将为人类与自然的协调发展起到积极的作用——

绿色化学（Green Chenisty）已被公认为21世纪最重要的科学研究领域之一，它主张从源头上阻止污染，是实现污染预防最基本的科学手段。绿色化学在其发展过程中逐渐得到了世界各国政府的关注、重视和倡导。1996年，美国政府为了推动绿色化学设立了“总统绿色化学挑战奖”，具体包括小企业奖、学术奖、变更溶剂/反应条件奖、变更合成路线奖以及设计更安全化学品奖5个奖项，其中的每个奖项都代表着一项全新的绿色化学技术，不仅具有科学创新性，而且有薯极高的应用价值，具有极其重要的社会效益和环保效益，有利于人类社会的可持续发展。

超临界CO₂感光树脂去除剂

Sc Fluids公司因研发出超临界CO₂感光树脂去除剂（SCORR）而荣获2002年度“总统绿色化学挑战奖"——小企业奖。

2000年，半导体工业的销售总额超过了1700亿美元，成为有史以来最为成功的产业。但其产品生产的中间工序需使用有害化学物质和大量的纯净水，据估计，一家标准的芯片生产厂每天会产生400万加仑的废水，消耗掉数千加仑的腐蚀性化学物质和有害溶剂。

为此，Sc Fluids与洛斯阿拉莫斯国家实验室合作开发出了一种新工艺一SCORR，可以去除掉感光树脂以及半导体晶片砂磨、蚀刻、化学机械抛光处理后形成的微粒残渣。在废物排放量最小化、用水量、粒度与材料兼容性和成本等方面，SCORR技术都要优于传统的感光树脂去除技术。决定SCORR技术有效性的关键在于以超临界CO₂代替有害溶剂和腐蚀性化学物质。纯CO₂也可应用于清洗工序，由此免除了去离子水漂洗和异丙醇干燥工序。在闭合循环的SCORR工艺中，通过降压使CO₂恢复为气态，最终可得到干燥无残渣的硅晶片。

SCORR之所以成为一项具成本效益的技术，这其中有5个主要原因：（1）使有害溶剂的使用量最小化，因此也使废物处理和排污所需相关许可的成本降到了最低。（2）可彻底去除晶片表面的感光树脂，而所需的时间不及湿法去除工艺的一半。SCORR的效率也优于等离子气体法，由此提高了产量。（3）免除了生产过程中的洗涤和干燥工序，简化了生产过程并提高了效率。（4）不再需要超纯去离子水，因此可节约时间，减少能耗，降低成本。（5）超临界CO₂成本低于传统溶剂且可循环利用。

SCORR可满足当今和未来的技术需求，半导体工业要保持其惊人的快速增长态势就必须研发出更小、更快和更便宜的集成电路。传统的湿法清洗所用化学物质具有较高的粘稠性使其不能清洗小尺寸部件，尽管目前可以应用蒸汽清洗技术，但在气相中还不能有效地去除微粒。由于超临界流体具有零表面张，力和类似于气体的粘稠性，所以利用SCORR技术可以毫无困难地清洗<100 nm的小部件，而且超临界流体的低粘稠性有利于清除掉<100 nm的小颗粒。该项技术最终使绿色工艺成为可能，现今它已经被一些主，要的半导体生产厂家和设备、原料供应商所采纳。

半导体产业对其自身的技术目标和生产目的的追求推动了SCORR技术的进步，其最初源自于Hewlett Packard的一个技术需求。洛斯阿拉莫斯国家实验室和Se Fluids之间的一项合作研发协议最终使相关的商业设备（即Se Fluids的Aroyo^TM系统）得以成功研制。如今，其他诸如BM、ATMI、Shipley等产业巨头也正在参与此项创新技术的研究工作。

无氟高效CO₂溶混物质

匹兹堡大学的埃里克 · 贝克曼（Exic J. Beckmen）教授因成功设计无氟高效CO₂溶混物质而荣获2002年度“总统绿色化学挑战奖"一学术奖。

二氧化碳是一种与环境友好、不易燃的溶剂，人们已从学术和工业角度对其进行了较为广泛的研究。，20世纪80年代所作的溶解度相关研究表明，CO₂的溶解能力与正构烷烃相似，有望成为有机溶剂的替代品。由于CO₂存在较强的四极矩，在先前的相关研究中，CO₂的溶解能力被夸大了近20%，实际上它的溶解能力相对于烷烃要弱些。80年代末期，在对亲CO₂物质的研究中发现，这些可以溶入CO₂的化合物其溶解所需的压力远低烷烃，此类新型亲CO₂化合物主要是含氟聚合物，由此极大地拓展了CO₂新的应用领域，如多相聚合、蛋白质萃取、均相催化等。

尽管这些氟化二亲化合物使CO₂的新应用成为可能，但其每克近1美元的价格却削弱了CO₂新用途的经济可行性。但近来的一些信息表明，由于氟烷基物质在环境中具有稳定持久性，已经导致一些使用氟化前体的消费产品退出了市场，使人们对原先基于CO₂的新技术的美好期望有了重新认识。为了实现上述愿望，贝克曼教授和他的研究小组研发了溶混在CO₂中所需压力与经氟化的类似物质相当或低些的不含氟物质，更主要的是它们不含氟。

基于最新的CO₂混合物热力学研究成果，贝克曼认为，亲C2物质应具有相对较低的玻璃化温度、相对较低的内聚能密度和大量的路易斯碱基团3个特征。首先，低的玻璃化温度是与较大的空隙容积和较好的分子柔顺性相关，这意味着它们与CO₂（或其他溶剂）相混具有较大的熵值。其次，低的内聚能密度主要是微弱的溶-溶相互作用的结果，前提条件是CO₂作为溶解能力稍弱的溶剂。最后，由于CO₂是一种路易斯酸，路易斯碱基团的存在为一些易与CO₂发生的特殊相互作用创造了条件。

贝克曼的启发式模型在功能硅树脂、聚乙烯（醚-碳酸盐）以及醋酸功能聚醚3组物质上有很好的体现。聚乙烯（醚-碳酸盐）在CO₂中溶混所需压力低于全氟聚醚，且可经生物得以降解，制备费用比全氟聚醚便宜的100倍。借助贝克曼教授提出的模型，人们肯定会发现其他种类的无氟亲CO₂物质，从而进一步拓展CO₂作为更加绿色的溶剂的应用领域。

Sertraline（舍曲林）绿色化学生产工艺

Pfizer公司因在Sertraline生产工艺再设计中应用绿色化学而荣获2002年度“总统绿色化学挑战奖”——变更合成路线奖。

Zoloft^®是一种重要的抑郁症治疗类指定药剂，Sertraline是其中的有效成分。在美国，每年大约有2000万成年人受此疾病的困扰，约花费掉437亿美元。

应用绿色化学原则，Pfizer极大地改善了Sertraline的商业生产工艺。鉴于高纯度产品的工艺需求，Pfizer在对每道化学工序细致调查的基础上，在复杂的商业化生产工艺中采用了绿色化学技术，既保证了生产人员的安全，又保证了环境的安全。这一新型商业工艺（有人称之为“合成工艺"）产生了实实在在的环保效益，降低了能耗和用水量，并使产量翻了一番。

尤其令人注意的是，新的Sertraline生产工艺将原工艺中的三步序列简化成一步，具体包括一甲铵与四氢萘酮反应生成亚胺，随后还原亚胺并将非对映的苦杏仁酸盐原位分解，从而得到纯的手性Sertraline，其产t较高且有较大的选择性。在还原步骤中还可采用一更具选择性的方案，即利用钯作为催化剂，由此可以减少杂质的形成，也无需作重新处理。该生产工艺可分别节省原料一甲铵60%、四氢萘酮45%、苦杏仁酸20%。

同时，Pfizer通过在合成工序中应用更环保的溶剂一一乙醇优化了其生产工艺，因此再也无需像原先的合成工序那样使用、蒸馏和去除二氯甲烷、四氢呋哺、甲苯、正己烷等4种溶剂。Pfizer对溶解度差异的创造性应用使合成工序中的第一步反应朝看F生成亚胺的方向移动，每年可避免生成有害反应物四氯化钛近140吨，这一工艺变更每年也将减少NaOH用量50%（100吨）、HCI废物35%（150吨）、固态二氧化钛废物440吨。

通过减排废物、少用溶剂和最大化关键半成品的产量，Pfizer已很好地诠释了绿色化学在药物生产领域的革命性意义。

聚乳酸（PLA）商业生产工艺

Cangil Dow LLC公司因研究出Nature Worke^TM聚乳酸（PLA）生产工艺而荣获2002年度“总统绿色化学挑战奖"——变更溶剂/反应条件奖。

Nature Worke^TM聚乳酸（PLA）是一类完全来源于每年可再生资源的聚合体，它在价格、性能方面完全可以与传统的纤维和塑料包装材料相匹敌。对纤维消费者而言，这将意味着在选用衣服和地毯料时有了一种新的选择，这种新材料弥补了传统人造纤维与自然纤维（如丝绸、羊毛、棉）在性能方面的差距。用Nature Worke^TM纤维制出的衣服具有令人满意的独特性能，如出色的手感、触觉、悬垂性、抗皱性、极好的吸湿排汗性和回弹性。在包装材料应用领域，消费者也可以使用这种可循环利用的天然原料，而在产品的性能方面却丝毫未打折。

Nature Worke^TM聚乳酸工艺不仅可以生产出性能出色的聚合体，同时也具有突出的环保效益，它集中体现了绿色化学的所有12项原则。这——工艺包括三个工序——它们依次生成乳酸、丙交酯、PLA高分子聚合物。每道工序都无需有机溶剂。在单体和聚合体生产过程中以溶融的丙交酯及聚合体作为反应介质，同时在发酵过程中使用了水。每道工序不仅产量高（>95%），而且应用了内循环流，避免了废物的产生。为了进一步提高效率和降低能耗，在丙交酯合成和聚合过程中，使用了微量（ppm级）催化剂。此外，乳酸来源于可再生资源，PLA所需的化石燃料比基于石油的塑料生产少20%~50%，且PLA可完全通过生物降解，或水解到乳酸中重新回到生产过程中加以利用。

Nature Worke^TM工艺具体体现了著名的绿色化学原则：通过使用天然发酵工序生产乳酸，从源头上避免了对环境的污染；以每年可再生资源代替基于石油的原料；避免溶剂和其他有害物质的使用；完全重复循环的产品和副产品流；有效利用催化剂降低能耗、提高产量。不仅如此，Nature Worke^TMPLA产品既可循环利用，也可在使用后做成堆肥。

ACQ防腐剂——1级环保型木材防腐剂

CSI（Charmical Spociatics，Inc）公司因开发出ACQ高级环保型木材防腐剂而荣获2002年度“总统绿色化学挑战奖"——设计更安全化学品奖。

目前，美国使用的压制板材95%以上是用铬砷合剂（CCA）作防腐处理，2001年压制板材的生产量足以建造435000家民宅。生产这些板材分别使用了约40000万磅砷和64000万磅六价铬。

在过去的几年中，科学家、环境学家和立法者已意识到经CCA处理的板材中析出或沥滤出的砷所造成的危害，其中一个主要焦点集中在运动场器材、野餐桌等经CCA处理过的板材对儿童在日常接触中所造成的危害。由此使寻求和使用CCA替代品的需求越来越强烈。

CSI研发了ACQ（氨溶烷基胺铜）木材防腐剂配方，这是可以取代CCA工业标准的高级环保型配方。ACQ配方是将二价铜络合物和季铵化合物2：1的比例进行组合，铜的铬合物既可溶于氨基乙醇，也可溶于氨水，在配方中加入CO₂，又可提高铜的稳定性和促进铜的溶解作用。

以ACQ代替CCA是近年来颇为引人注目的环保进步，其实际上减少了美国的砷消费量。此外，ACQ防腐剂还将减少六价铬的使用量。不仅如此，ACQ还避免了经CCA处理后板材中的砷和六价铬所造成的潜在危险。事实上，ACQ不会从生产和处理设备中产生任何“资源环保和恢复法案"中认定的有害废物。

同时也使板材防腐产业走上了由基于砷的板材防腐处理向新一代防腐处理体系发展的转变之路。环境与发展已成为当今世界的主题，绿色化学在世界各国政府、科技界和企业界的关注下已取得了长足发展，它必将为人类社会与自然的协调发展起到积极的促进作用。