2017年“美国总统绿色化学挑战奖”出炉

过去20年中，“绿色化学”的理念成了众多化学家和化学工程专家孜孜以求的目标。绿色化学的12条“军规”更是成为衡量一项成果是否够“绿色”的准则。这12条准则包括：预防污染、原子经济性、毒害更小的合成路线、低毒性的化学品、更安全的溶剂和辅料、高能源效率、易得的原料、减少副产物、高效催化剂、可降解、实时的污染检测、更安全的化学过程。

依照这些准则，美国环保署（EPA）每年评选出若干位卓越的化学家或研究团体，授予“美国总统绿色化学挑战奖”（Presidential Green Chemistry Challenge Awards）。6月9日，2017年度的绿色化学挑战奖如期公布，今年有四个团体和一位学者获此殊荣。来跟小氘一起膜拜一下这些优秀的绿色化学成果和研究者吧。

绿色合成路线奖：默沙东公司（Merck & Co., Inc.）

默沙东的Letermovir是很有希望的抗病毒药物，目前正处于三期临床试验中。而Letermovir的生产过程被称为是研究医药工业可持续生产的绝佳案例。在生产初期，默沙东便计划寻找高效的合成路线。该研究团队用高通量的方法筛选出低价、稳定、易再生的催化剂。该催化剂提高了产率，减少了93%的原料成本、90%的用水和89%的碳足迹，在环保和经济两方面都有耀眼表现。

Letermovir的高效合成路线。图片来源：Org. Process Res. Dev., 2016, 20, 1097-1103

绿色反应条件奖：安进（Amgen）& 巴赫姆（Bachem）

安进和巴赫姆联手改进了多肽固相合成技术，使Etelcalcetide（慢性肾病患者甲状旁腺亢进的治疗药物）的生产过程更绿色。改进后的多肽合成技术将反应步骤从5步减少为4步，生产效率提高了5倍，且消耗的化学溶剂量减少了29%，生产时间减少44%，生产成本减少24%。

Etelcalcetide的结构式。图片来源：C&EN

绿色化学品设计奖：陶氏化学（Dow）& 科勒（Koehler）

陶氏化学和科勒公司共同发明了创新型的热敏纸，为可持续成像技术做出了卓越贡献。传统底片中需要使用双酚A（bisphenol A，BPA），尽管对于BPA及其类似物的环境风险还没有定论，但一些已有的证据足够让人担忧了。但陶氏和科勒的新发明可不仅仅是环保，他们还改进了传统底片的一些其他缺点，例如暴露在阳光下或接近热源会破坏图像。新型热敏纸有三层，最上面一层是不透明的浅色层。热敏纸在打印机内受热，组成浅色层的颗粒会溃散，该层变得透明，使下面的黑色层暴露。而且这款热敏纸兼容已有设备，这样消费者就无须更换设备了。

陶氏化学研发主管Brian Einsla用他们发明的无BPA热敏纸打印出陶氏和科勒的标志。图片来源：Dow Chemical

小企业奖：UniEnergy技术公司

UniEnergy技术公司和太平洋西北国家实验室（the Pacific Northwest National Laboratory）合作开发并商业化一款先进的钒液流电池（Vanadium Redox Flow Battery），使储存电能更便捷更高效。这种钒液流电池的能量密度是现有液流电池的两倍，工作温度范围更广，因此能够在地球上的每个角落稳定持续工作。值得一提的是，它的电解质是氯化物，比传统电池中的硫酸盐更稳定；其溶剂是水，因而使用过程中不易降解，电池本身不易燃，而且可以循环使用。

钒液流电池原理图。图片来源于网络

学术奖：宾夕法尼亚大学Eric J. Schelter教授

Eric J. Schelter教授的突出成果是利用特定配体简易而高效地从消费品中回收贵金属元素（镧、镥、钪、钇等元素）。这些元素是现代科技，尤其是电子技术不可缺少的重要物质，但由于丰度较低难以分离，相关采掘、精炼和提纯是典型的高能耗高污染行业。另一方面，这些稀有金属的回收率非常低，只有1%。

Eric J. Schelter教授。图片来源：University of Pennsylvania

Schelter教授的团队发展了一类有机配体，能够轻松从混合物中分离出这些金属元素（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 8222-8225）。目前，美国能源部正大力支持该技术朝向工业级回收的目标发展。

左边的三角型配体可以特异性螯合钕，将其和镝分开。图片来源：C&EN

祝贺获奖者们，也祝愿绿色化学的理念日益深入人心，让更多绿色化学的成果造福于人类！

最后多一句嘴，据说现任美国总统特朗普先生在2018总统财年预算中并不打算掏钱支持这个有二十多年历史的项目，尽管预算最后还要经过国会讨论，但这让绿色化学挑战奖的未来充满了变数。还有一个小细节，在EPA网站上，尽管项目还叫“Presidential Green Chemistry Challenge”^[1]，但在今年宣布获奖名单的通讯稿里，用的却是“2017 Green Chemistry Challenge Awards”^[2]，通篇找不到与“President”有关的词。这算不算是一种春秋笔法的“微言大义”呢？

部分内容编译自：

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

参考资料：

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