Grüne Chemie

Als Grüne Chemie bezeichnet man die Art von Chemie, die versucht, Umweltverschmutzung einzudämmen, Energie zu sparen und so möglichst umweltverträglich zu produzieren. Gleichzeitig sollen Gefahren der Produktion und des Produkts vermieden werden. Um diese Ziele zu erreichen, sind die Entwicklung und Nutzung neuartiger Techniken notwendig.

Umweltchemie dagegen ist die Chemie, die sich mit der Ausbreitung, Umwandlung und den Wirkungen chemischer Stoffe auf die belebte und unbelebte Umwelt beschäftigtit.

Die Philosophie der grünen Chemie bezieht sich auf alle Bereiche der Chemie, wie die organische Chemie, anorganische Chemie, Biochemie, analytische Chemie und physikalische Chemie und wird somit nicht nur im industriellen Bereich verwirklicht. Das Konzept der Click-Chemie wird oft als eine besonders grüne Art der chemischen Synthese bezeichnet.

Im Jahr 2005 erklärte Ryōji Noyori drei wichtige Entwicklungen für die grüne Chemie: Anwendung von überkritisches Kohlenstoffdioxid als grünes Lösungsmittel, in Wasser gelöstes Wasserstoffperoxid für grüne Oxidationen und der Gebrauch von Wasserstoff für stereoselektive Synthesen. Beispiele für die Umsetzung von grüner Chemie: Oxidationsreaktion mit überkritischem Wasser (Supercritical water oxidation), und lösungsmittelfreie Reaktionen (Dry media reaction).

Eine weitere vielversprechende Tecknik im Bereich der grünen Chemie ist Bioengineering. Zahlreiche wichtige Chemikalien können durch Synthesen in Mikroorganismen hergestellt werden, z.B. Shikimisäure.

Paul Anastas von der Environmental Protection Agency und John C. Warner entwickelten zwölf Grundprinzipien von Green Chemistry:

1. Umweltverschmutzung vermeiden: Chemische Synthesen bzw. Prozesse und Reaktoren so gestalten, dass Verschmutzungen und Verseuchungen vermieden werden.
2. Sicherere chemische Produkte designen: Betonung von effektiven Produkten, die bei gleichem Nutzen weniger giftig sind als vergleichbare Materialien
3. Die Herstellung von weniger gefährlichen Stoffen: die Erstellung und Nutzung von Substanzen, von denen keine Gefahr für Mensch und Umwelt ausgeht.
4. Die intensive Nutzung erneuerbarer Rohstoffe.
5. Nutzung von Katalysatoren anstelle von stöchiometrischen Reagenzien.
6. Die Vermeidung unnötiger Zwischenstufen in chemischen Prozessen
7. Die Maximierung der Atomeffizienz: Synthesen und Reaktionen so gestalten und nutzen, dass keine/wenige Atome oder Moleküle der Ausgangsreagenzien übrig bleiben oder ungewünschte Stoffe entstehen.
8. Anwendung von sicheren Lösungsmitteln und Reaktionsbedingungen; wenn möglich Einsatz von Hilfsstoffen vermeiden.
9. Die Erhöhung der Energieeffizienz: wenn möglich Durchführung von Reaktionen bei Raumtemperatur
10. Die Herstellung von Chemikalien und Produkten, die nach der Nutzung natürlich abgebaut werden können, ohne der Umwelt zu schaden.
11. Echtzeitüberwachung, Kontrolle und Steuerung aller Vorgänge, um Verschmutzung und Verunreinigungen und damit Verschwendung vorzubeugen.
12. Das Risiko für Unfälle minimieren.

Weblinks

• Linkliste der ETH Zürich zur Grünen Chemie
• Einführung Grüne Chemie
• Homepage des Journals „Green Chemistry“ der britischen Royal Society of Chemistry

Literatur

• Michael Angrick, Klaus Kümmerer, Lothar Meinzer (Hg.): Nachhaltige Chemie : Erfahrungen und Perspektiven Reihe „Ökologie und Wirtschaftsforschung“, Band 66, Marburg, Metropolis-Verlag 2006 ISBN 3-89518-565-5.
• Bernd Beek, Horst Neidhard, Günter Neumeier, Wolfgang Lohrer: Substitution umweltgefährlicher Stoffe Wissenschaftsmagazin Ökologie 8, 77 - 90, Technische Universität Berlin (1985).
• (en) Green Chemistry's Industrial Strategies (ParisTech Review, Dec. 2011)
• Ryoji Noyori: Pursuing practical elegance in chemical synthesis, Chemical Communications (14), 1807-1811, 2005 Abstract