原子經(jīng)濟性是綠色化學以及化學反應的一個專有名詞。綠色化學的“原子經(jīng)濟性”是指在化學品合成過程中，合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產(chǎn)物中；化學反應的“原子經(jīng)濟性”（Atom economy）概念是綠色化學的核心內(nèi)容之一。
概念提出
最早由美國斯坦福大學的B.M.Trost教授提出，他針對傳統(tǒng)上一般僅用經(jīng)濟性來衡量化學原料及化學制品制造業(yè)是否可行的做法，明確指出應該用一種新的標準來評估化學工藝過程，即選擇性和原子經(jīng)濟性，原子經(jīng)濟性考慮的是在化學反應中究竟有多少原料的原子進入到了產(chǎn)品之中，這一標準既要求盡可能地節(jié)約不可再生資源，又要求最大限度地減少廢棄物排放。理想的原子經(jīng)濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物，實現(xiàn)廢物的“零排放”（Zero emission）。“原子經(jīng)濟性”的概念目前也被普遍承認。B.M.Trost獲得1998年美國“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”的學術獎。
詳情
原子經(jīng)濟反應是原子經(jīng)濟性的現(xiàn)實體現(xiàn)。理想的原子經(jīng)濟性的反應應該是原料分子中的原子百分之百地轉變成產(chǎn)物，不需要附加，或僅僅需要無損耗的促進劑，即催化劑，達到零排放（zero emission）。
如：
原子經(jīng)濟反應是最大限度利用資源、最大限度減少污染的必要條件，但不是充分條件。這是因為某些化學反應中：
1，反應平衡轉化率很低，反應物與產(chǎn)物分離困難，反應物難于循環(huán)使用；
2，生產(chǎn)目標產(chǎn)物的反應是原子經(jīng)濟的，但反應物還能同時發(fā)生其他平行反應，生產(chǎn)不需要的副產(chǎn)物。
反應的原子經(jīng)濟性、高轉化率、高選擇性是實現(xiàn)資源合理利用、避免污染缺一不可的。
化學反應的“原子經(jīng)濟性”則是指在化學反應中究竟有多少原料的原子進入到產(chǎn)品之中。我們常用原子利用率來衡量化學過程的原子經(jīng)濟性。在合成反應中，要減少廢物排放的關鍵是提高目標產(chǎn)物的選擇性和原子利用率，即化學反應中，到底有多少反應物的原子轉變到了目標產(chǎn)物中。
原子利用率的定義是目標產(chǎn)物的占反應物總量的百分比。即原子利用率=（預期產(chǎn)物的分子量/全部生成物的分子量總和）×100%
用原子利用率可以衡量在一個化學反應中，生產(chǎn)一定量目標產(chǎn)物到底會生成多少廢物。在化學反應中，一旦要利用的化學反應計量式被確定下來，則其最大原子利用率也就確定了。
一般狀況下，有機反應中的重排反應和加成反應以及無機化合物反應中的化合反應的原子經(jīng)濟性最高，為100%。其他類型反應院子經(jīng)濟性則較低。
原子利用率達到100%的反應有兩個最大的特點：
1，最大限度地利用了反應原料，最大限度地節(jié)約了資源；
2，最大限度地減少了廢物排放（“零廢物排放”），因而最大限度地減少了環(huán)境污染，或者說從源頭上消除了由化學反應副產(chǎn)物引起的污染。
開發(fā)“原子經(jīng)濟性”反應
近年來，開發(fā)原子經(jīng)濟性反應已成為綠色化學研究的熱點之一。例如，環(huán)氧丙烷是生產(chǎn)聚氨塑料的重要原料，傳統(tǒng)上主要采用二步反應的氯醇法，不僅使用可能帶來危險的氯氣，而且還產(chǎn)生大量污染環(huán)境的含氯化鈣廢水，國內(nèi)外均在開發(fā)催化氧化丙烯制環(huán)氧丙的原子經(jīng)濟反應新方法。再如，EniChem公司采用鈦硅分子篩催化劑，將環(huán)己酮、氨、過氧化氫反應，可直接合成環(huán)己酮肟。對于已在工業(yè)上應用的原子經(jīng)濟反應，也還需要從環(huán)境保護和技術經(jīng)濟等方面繼續(xù)研究和改進。實現(xiàn)反應的高原子經(jīng)濟性，就要通過開發(fā)新的反應途徑、用催化反應代替化學計量反應等手段，1997年的新合成路線獎的獲得者BCH公司的工作即是一個很好的例證。該公司開發(fā)了一種合成布洛芬的新工藝（布洛芬是一種廣泛使用的非類固醇類的鎮(zhèn)靜、止痛藥物），傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝包括6步化學計量反應，原子的有效利用率低于40%，新工藝采用3步催化反應，原子的有效利用率達80%，如果再考慮副產(chǎn)物乙酸的回收利用，則原子利用率達到99%。
參考資料 >