Solventes verdesEditar
A maior aplicação de solventes em actividades humanas é em tintas e revestimentos (46% do uso). As aplicações de menor volume incluem limpeza, desengorduramento, adesivos e em síntese química. Os solventes tradicionais são frequentemente tóxicos ou são clorados. Os solventes verdes, por outro lado, são geralmente menos nocivos à saúde e ao meio ambiente e, de preferência, mais sustentáveis. Idealmente, os solventes seriam derivados de recursos renováveis e biodegradáveis a inócuos, muitas vezes um produto que ocorre naturalmente. Entretanto, a fabricação de solventes a partir de biomassa pode ser mais prejudicial ao meio ambiente do que a fabricação dos mesmos solventes a partir de combustíveis fósseis. Assim, o impacto ambiental da fabricação de solventes deve ser considerado quando um solvente está sendo selecionado para um produto ou processo. Outro factor a considerar é o destino do solvente após a sua utilização. Se o solvente está sendo usado em uma situação fechada onde a coleta e reciclagem de solventes é viável, então o custo energético e os danos ambientais associados à reciclagem devem ser considerados; em tal situação a água, que consome muita energia para purificar, pode não ser a escolha mais verde. Por outro lado, um solvente contido num produto de consumo é susceptível de ser libertado no ambiente após a sua utilização, pelo que o impacto ambiental do próprio solvente é mais importante do que o custo energético e o impacto da reciclagem do solvente; nesse caso, é muito provável que a água seja uma escolha verde. Em suma, o impacto de toda a vida útil do solvente, do berço à cova (ou do berço ao berço, se reciclado) deve ser considerado. Assim, a definição mais abrangente de um solvente verde é a seguinte: “um solvente verde é o solvente que faz com que um produto ou processo tenha o menor impacto ambiental durante todo o seu ciclo de vida”
Por definição, então, um solvente pode ser verde para uma aplicação (porque resulta em menos danos ambientais do que qualquer outro solvente que poderia ser usado para essa aplicação) e ainda assim não ser um solvente verde para uma aplicação diferente. Um exemplo clássico é a água, que é um solvente muito verde para produtos de consumo como o detergente de vasos sanitários, mas não é um solvente verde para a fabricação de politetrafluoroetileno. Para a produção desse polímero, a utilização da água como solvente requer a adição de tensoativos perfluorados, que são altamente persistentes. Ao invés disso, o dióxido de carbono supercrítico parece ser o solvente mais verde para essa aplicação, pois funciona bem sem nenhum surfactante. Em resumo, nenhum solvente pode ser declarado como “solvente verde” a menos que a declaração seja limitada a uma aplicação específica.
Técnicas sintéticasEditar
Técnicas sintéticas novas ou melhoradas podem muitas vezes fornecer um melhor desempenho ambiental ou permitir uma melhor aderência aos princípios da química verde. Por exemplo, o Prémio Nobel da Química 2005 foi atribuído a Yves Chauvin, Robert H. Grubbs e Richard R. Schrock, pelo desenvolvimento do método de metátese em síntese orgânica, com referência explícita à sua contribuição para a química verde e para a “produção mais inteligente”. Uma revisão de 2005 identificou três desenvolvimentos chave na química verde no campo da síntese orgânica: uso de dióxido de carbono supercrítico como solvente verde, peróxido de hidrogênio aquoso para oxidações limpas e o uso do hidrogênio na síntese assimétrica. Outros exemplos de química verde aplicada são a oxidação supercrítica da água, em reações de água, e reações de meios secos.
Bioengenharia também é vista como uma técnica promissora para alcançar os objetivos da química verde. Uma série de importantes produtos químicos de processo podem ser sintetizados em organismos de engenharia, como o shikimate, um precursor do Tamiflu que é fermentado pela Roche em bactérias. A química do clique é frequentemente citada como um estilo de síntese química que é consistente com os objetivos da química verde. O conceito de ‘farmácia verde’ foi recentemente articulado com base em princípios similares.
Dióxido de carbono como agente de expansãoEdit
Em 1996, a Dow Chemical ganhou o prêmio Greener Reaction Conditions Award 1996 por seu agente de expansão 100% dióxido de carbono para produção de espuma de poliestireno. A espuma de poliestireno é um material comum usado em embalagens e transporte de alimentos. Setecentos milhões de libras são produzidas a cada ano somente nos Estados Unidos. Tradicionalmente, o CFC e outros produtos químicos que empobrecem a camada de ozônio eram utilizados no processo de produção das folhas de espuma, apresentando um grave risco ambiental. Inflamáveis, explosivos e, em alguns casos, hidrocarbonetos tóxicos também foram utilizados como substitutos do CFC, mas apresentam seus próprios problemas. A Dow Chemical descobriu que o dióxido de carbono supercrítico funciona igualmente bem como um agente de expansão, sem a necessidade de substâncias perigosas, permitindo que o poliestireno seja mais facilmente reciclado. O CO2 utilizado no processo é reutilizado de outras indústrias, portanto o carbono líquido liberado do processo é zero.
HydrazineEdit
O princípio de endereçamento #2 é o Processo de Peróxido para produzir hidrazina sem sal cogerante. A hidrazina é tradicionalmente produzida pelo processo Olin Raschig a partir de hipoclorito de sódio (o ingrediente activo em muitas lixívias) e amoníaco. A reação líquida produz um equivalente de cloreto de sódio para cada equivalente do produto visado hidrazina:
NaOCl + 2 NH3 → H2N-NH2 + NaCl + H2O
No processo de Peróxido verde é utilizado o peróxido de hidrogênio como oxidante e o produto secundário é água. A conversão líquida segue:
2 NH3 + H2O2 → H2N-NH2 + 2 H2O
Princípio de endereçamento #4, este processo não requer solventes auxiliares de extração. A metiletilcetona é utilizada como portador da hidrazina, a fase intermediária da cetazina separa-se da mistura de reação, facilitando o trabalho sem a necessidade de um solvente extrator.
1,3-PropanodiolEdit
O princípio de endereçamento #7 é uma rota verde para 1,3-propanodiol, que é tradicionalmente gerado a partir de precursores petroquímicos. Pode ser produzido a partir de precursores renováveis através da biosseparação do 1,3-propanodiol utilizando uma estirpe geneticamente modificada de E. coli. Este diol é usado para fazer novos poliésteres para a fabricação de tapetes.
LactideEdit
Em 2002, Cargill Dow (agora NatureWorks) ganhou o Greener Reaction Conditions Award pelo seu método melhorado de polimerização do ácido poliláctico . Infelizmente, os polímeros à base de lactato não têm um bom desempenho e o projeto foi descontinuado pela Dow logo após o prêmio. O ácido láctico é produzido pela fermentação do milho e convertido em lactato, o éster cíclico dimer do ácido láctico, utilizando uma eficiente ciclização catalisada por estanho. O enantiômero L,L-lactídeo é isolado por destilação e polimerizado no derretimento para fazer um polímero cristalizável, que tem algumas aplicações incluindo têxteis e vestuário, cutelaria e embalagens de alimentos. O Wal-Mart anunciou que está usando/estará usando PLA para suas embalagens de produtos. O processo NatureWorks PLA substitui materiais renováveis por matérias-primas de petróleo, não requer o uso de solventes orgânicos perigosos típicos de outros processos PLA e resulta em um polímero de alta qualidade que é reciclável e compostável.
Backings de carpetesEditar
Em 2003 a Shaw Industries selecionou uma combinação de resinas poliolefínicas como polímero base de escolha para o EcoWorx devido à baixa toxicidade de suas matérias-primas, propriedades de adesão superiores, estabilidade dimensional e sua capacidade de ser reciclado. O composto EcoWorx também teve que ser projetado para ser compatível com a fibra de nylon para carpetes. Embora o EcoWorx possa ser recuperado de qualquer tipo de fibra, o nylon-6 oferece uma vantagem significativa. As poliolefinas são compatíveis com os métodos conhecidos de despolimerização do nylon-6. O PVC interfere com esses processos. A química do nylon-6 é bem conhecida e não é abordada na produção da primeira geração. Desde o seu início, o EcoWorx preencheu todos os critérios de design necessários para satisfazer as necessidades do mercado do ponto de vista de desempenho, saúde e meio ambiente. Pesquisas indicaram que a separação da fibra e do suporte através da elutriação, trituração e separação do ar provou ser a melhor maneira de recuperar os componentes da face e do suporte, mas foi necessária uma infra-estrutura para o retorno do EcoWorx pós-consumidor ao processo de elutriação. Pesquisas também indicaram que a telha de carpete pós-consumo tinha um valor econômico positivo no final de sua vida útil. O EcoWorx é reconhecido pelo MBDC como um design certificado de berço a berço.
>
>>
Transesterificação de gordurasEditar
Em 2005, Archer Daniels Midland (ADM) e Novozymes ganharam o Greener Synthetic Pathways Award pelo seu processo de interesterificação enzimática. Em resposta ao mandato da Administração de Alimentos e Drogas dos EUA (FDA) de rotular as gorduras trans na informação nutricional até 1 de janeiro de 2006, Novozymes e ADM trabalharam juntas para desenvolver um processo limpo e enzimático para a interesterificação de óleos e gorduras através da troca de ácidos graxos saturados e insaturados. O resultado são produtos comercialmente viáveis, sem gorduras trans. Além dos benefícios para a saúde humana da eliminação das gorduras trans, o processo reduziu o uso de produtos químicos tóxicos e água, evita grandes quantidades de subprodutos e reduz a quantidade de gorduras e óleos desperdiçados.
Bio-succinic acidEdit
Em 2011, o Outstanding Green Chemistry Accomplishments by a Small Business Award foi para a BioAmber Inc. para a produção integrada e aplicações downstream de ácido succínico de base biológica. O ácido succínico é um químico de plataforma que é um importante material de base nas formulações de produtos do dia-a-dia. Tradicionalmente, o ácido succínico é produzido a partir de matérias-primas à base de petróleo. BioAmber desenvolveu processo e tecnologia que produz ácido succínico a partir da fermentação de matérias-primas renováveis a um custo mais baixo e menor gasto de energia do que o equivalente de petróleo, ao mesmo tempo em que sequestra o CO2 em vez de emiti-lo. No entanto, os preços mais baixos do petróleo precipitaram a empresa na falência e o ácido succínico de origem biológica mal é produzido.
Produtos químicos de laboratórioEditar
Os produtos químicos de laboratório são controversos do ponto de vista da Química Verde. O Instituto de Tecnologia de Massachusetts criou um Assistente de Alternativas “Verdes” para ajudar a identificar alternativas. Brometo de etídeo, xileno, mercúrio e formaldeído foram identificados como “piores infratores” que têm alternativas. Os solventes, em particular, dão uma grande contribuição ao impacto ambiental da fabricação de produtos químicos e há um foco crescente na introdução de solventes mais ecológicos no estágio inicial de desenvolvimento desses processos: métodos de reação e purificação em escala laboratorial. Na Indústria Farmacêutica, tanto a GSK como a Pfizer publicaram Guias de Seleção de Solventes para seus químicos de Descoberta de Drogas.