2015年“美国总统绿色化学挑战奖”获奖项目

在大众心目中，化学化工往往伴随大量的有毒害物质的使用和排出，几乎成了“污染”的代名词，近年来兴起的“绿色化学”，似乎是转变这一坏印象的关键。1996年起，由美国环境保护署（EPA）、美国科学院、国家科学基金、美国化学会、美国白宫等联合设立了“美国总统绿色化学挑战奖”（Presidential Green Chemistry Challenge Award），用于奖励对绿色化学做出重要贡献的个人、团体和组织。奖项分为：绿色合成路线奖、绿色反应条件奖、绿色化学品设计奖、小企业奖、学术奖等5项。2015年起，新增了一个奖项——气候变化奖（Climate Change Award）。

图片来源：pubs.acs.org

2015年7月13日，美国环境保护署公布了第二十届“美国总统绿色化学挑战奖”获奖名单。Algenol、Hybrid Coating Technologies/Nanotech Industries、LanzaTech、SOLTEX、Renmatix等公司、企业以及科罗拉多州立大学Eugene Chen教授因他们在“减少能耗、降低有毒害化学物质和废水的排放，降低生产成本”等方面所作出的重要贡献而分别获得六个奖项。

绿色合成路线奖

一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）广泛存在于工业废气中，给大气环境带来危害。LanzaTech公司发展的微生物发酵方法将CO、CO₂转化为乙醇、2,3-丁二醇等重要燃料。相较于以天然气、煤、石油等为原料的传统工艺，新方法的实施可以将温室气体的排放减少到70%左右。该公司因此而获得本年度的绿色合成路线奖。

LanzaTech获奖者与EPA官员合影。图片来源：www2.epa.gov

绿色反应条件奖

聚异丁烯是生产润滑油添加剂和汽油添加剂的重要中间体。传统的合成方法需要使用BF₃等具有腐蚀性的Lewis酸催化剂；不仅需要使用昂贵的仪器设备，而且会排放出等量的废水。Soltex公司通过BF₃与醇的络合，将其固定在氧化铝载体上，有效地解决了上述问题。该公司因此而获得本年度的绿色反应条件奖。

绿色化学品设计奖

异氰酸酯是化学工业中重要的试剂，但因其具有强刺激性和潜在的致癌作用而饱受诟病。Hybrid Coating Technologies和Nanotech Industries公司因其使用环状碳酸酯和胺替代传统的异氰酸酯和多醇，合成聚氨酯涂料和绝缘泡沫而获得本年度的绿色化学品设计奖。

图片来源：www.virtualpu.com

小企业奖

植物纤维是自然界中储量最广的生物质资源。由于纤维自身的惰性，在很大程度上限制了其应用。Renmatix公司用超临界水将植物纤维的水解为糖，为进一步生产生物柴油和化学品提供了原料。该技术与传统的酸催化方法、酶法等工艺比较，具有清洁、高效、经济等优点。该公司因此而获得本年度的小企业奖。

气候变化奖

工业废气中含有大量CO₂，如何高效利用CO₂并将其转化为有价值的燃料一直是化学家研究的重要课题。Algenol公司开发出了基因增强的蓝藻（cyanobacteria）菌株，可以在阳光和盐水的条件下高效地将空气和工业废气中的CO₂转化为乙醇和生物油等燃料。该工艺中盐水可以从海水获取，不依赖粮食作物为原料，降低了燃料生产成本，并显著地减少碳排放。该公司因此而获得本年度的气候变化奖。

Credit: Algenol

学术奖

生物质类衍生物5-羟甲基糠醛（HMF）是一类重要的平台化合物，具有多样反应活性。科罗拉多州立大学的Eugene Y.-X. Chen教授设计的氮杂环卡宾类有机小分子催化剂在无金属催化的条件下实现了HMF的自身缩合以及二甲基丙烯酸酯的聚合反应。这些反应的原子经济性均为100%。Chen教授因此而获得本年度的学术奖。

图片来源：C&EN

在过去20年中，EPA一共从1600份提名中遴选出104位科学家和公司，颁发了总统绿色化学挑战奖。EPA称，“每年获奖的技术大约减少10亿磅的有毒害化学物质的排放，节省水超过200亿加仑，减少CO₂排放量超过80亿磅”。

美国化学会（ACS）的首席执行官Thomas M. Connelly Jr.先生称：“获奖者贡献了对人类环境大有裨益的绿色化学新技术，这表明创新思维可以驱动人们开发更安全、更绿色的原料、工艺和产物。”

1. http://www2.epa.gov/green-chemistry/information-about-presidential-green-chemistry-challenge

2. http://cen.acs.org/articles/93/web/2015/07/2015-Presidential-Green-Chemistry-Challenge.html