Die 12 Prinzipien der Grünen Chemie
Was ist Grüne Chemie?
Das Ziel der Grünen Chemie ist es, die durch Chemikalien verursachten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu verringern und Umweltverschmutzungen nahezu vollständig zu beseitigen. Die Grüne Chemie sucht nach nachhaltigeren Alternativen für Reaktionsmedien und strebt gleichzeitig danach, die Reaktionsgeschwindigkeiten zu erhöhen und die Reaktionstemperaturen zu senken.
Die 12 Prinzipien der Grünen Chemie wurden 1991 von Paul T. Anastas und John C. Warner entwickelt. Diese Prinzipien lassen sich in die Kategorien „Risikominderung“ und „Minimierung des ökologischen Fußabdrucks“ einteilen. Die Grüne Chemie nutzt innovative wissenschaftliche Lösungen, um gängige Umweltprobleme im Labor zu lösen.
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Die 12 Grundsätze und Produktbeispiele
1. Prävention
Es ist besser, Abfall zu vermeiden, als ihn erst zu behandeln oder zu beseitigen, nachdem er entstanden ist.
Beispiel: Bestimmte ZooMAb®-Antikörper
2. Atomökonomie
Syntheseverfahren sollten so konzipiert sein, dass möglichst viele der im Prozess verwendeten Materialien in das Endprodukt einfließen.
Beispiel: Das neu konzipierte Produkt XPhos
3. Weniger gefährliche chemische Synthesen
Soweit dies praktikabel ist, sollten Synthesemethoden so konzipiert werden, dass Substanzen verwendet und erzeugt werden, die für die menschliche Gesundheit und die Umwelt kaum oder gar keine Toxizität aufweisen.
Beispiel: Bestimmte Lösungsmittel und Bausteine
4. Entwicklung sicherer Chemikalien
Chemische Produkte sollten so konzipiert sein, dass sie ihre gewünschte Funktion erfüllen und gleichzeitig ihre Toxizität minimieren.
Beispiel: Bestimmte ZooMAb®-Antikörper
5. Sicherere Lösungsmittel und Hilfsstoffe
Der Einsatz von Hilfsstoffen (z. B. Lösungsmittel, Trennmittel usw.) sollte nach Möglichkeit vermieden werden und bei Verwendung unbedenklich sein.
Beispiel: Umweltfreundlichere Lösungsmittel
6. Energieeffiziente Gestaltung
Der Energiebedarf chemischer Prozesse sollte im Hinblick auf seine ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen berücksichtigt und minimiert werden. Wenn möglich, sollten Synthesen bei Umgebungstemperatur und -druck durchgeführt werden.
Beispiel: Bestimmte Antikörper, Enzyme usw.
7. Verwendung nachwachsender Rohstoffe
Ein Rohstoff sollte, wann immer dies technisch und wirtschaftlich machbar ist, erneuerbar sein und keine Ressourcen erschöpfen.
Beispiel: Biobasierte Lösungsmittel
8. Derivate reduzieren
Unnötige Derivatisierung (Verwendung von Blockierungsgruppen, Schutz/Entschutz, vorübergehende Modifizierung physikalischer/chemischer Prozesse) sollte nach Möglichkeit minimiert oder vermieden werden, da solche Schritte zusätzliche Reagenzien erfordern und Abfall verursachen können.
9. Katalyse
Katalyse-Reagenzien (die möglichst selektiv sind) sind stöchiometrischen Reagenzien überlegen.
Beispiel: Bestimmte Übergangsmetallkatalysatoren
10. Auf Abbau ausgelegtes Design
Chemische Produkte sollten so konzipiert sein, dass sie sich am Ende ihrer Nutzungsdauer in harmlose Abbauprodukte zersetzen und nicht in der Umwelt verbleiben.
Beispiel: Biologisch abbaubare Tenside
11. Echtzeitanalyse zur Vermeidung von Umweltverschmutzung
Analysemethoden müssen weiterentwickelt werden, um eine Echtzeit-Überwachung und -Steuerung während des Prozesses zu ermöglichen, noch bevor gefährliche Stoffe entstehen.
12. Inhärent sicherere Chemie zur Unfallverhütung
Die in einem chemischen Prozess verwendeten Stoffe und deren Form sollten so ausgewählt werden, dass das Risiko chemischer Unfälle – einschließlich Freisetzungen, Explosionen und Brände – minimiert wird.
Beispiel: Bestimmte Grignard-Reagenzien in 2-MeTHF