綠色化學大不易（2）

綠色化學大不易 （2）
知識通訊評論第100期

「這是更有效、更高效、更優雅的解決之道，說穿了它就是更好的化學。」

——阿納斯塔

綠色化學的進展迄今，部分取決於技術的可行性，例如研究人員已經開發出低毒性的替代法來更換傳統的方法。一個典型的例子是超臨界二氧化碳：普通，無毒的二氧化碳，被加熱、加壓至超過「臨界點」的攝氏三十一點一度和七點三九百萬帕(megapascal)之後，它的行為會同時兼有氣態和液態的性質，並可作為很多有機與無機反應的溶劑。在多種離子液體中，也已發現其它無毒的替代溶劑：在室溫或接近室溫時，食鹽的異國近親，是呈現液態的離子化合物。

Ｅ－因子

綠色化學的進展，也從阿納斯塔與他盟友發起提高認識的活動有所獲益。在麻州威明頓的華納巴布科克綠色化學研究所所長華納（John Warner）說，關鍵的第一步在一九九一年，那就是創造了「綠色化學」的名詞，他在當時任職拍立得公司探索性研究主任。他說，「那是將綠色化學從政治和社會運動中分化出來，並標識為一門科學領域」。

另一個關鍵時刻，是阿納斯塔和華納制定了一套原則，為的是幫助科學家確定與實踐綠色化學（見〈綠色化學的十二項原則〉）。而還有一個關鍵時刻則在一九九五年，這時阿納斯塔幫助說服美國總統柯林頓（Bill Clinton）發起的總統綠色化學挑戰獎，至今依然每年獎勵五家公司，或褒揚給實行這些原則有傑出貢獻的學者。

責任照顧組織於一九八五年在加拿大成立

最重要的是，作為化學工業自主推動的象徵，綠色化學的進展一直是企業採購的課題。例如責任照顧組織（http://www.responsiblecare.org），與國家產業協會合作以提高工業上的健康、安全和環保作業。此一組織一九八五年在加拿大成立，會員國由六個現今已成長至五十三個。

製藥界擁抱綠色化學最為熱烈，也許是因為它可從中獲益最多。藥廠每生產一公斤的產品，通常伴隨產生二十五到一百公斤的廢棄物，這比例被稱作環境因子，或「E－因子」。由此可見，這裡還有很大的努力空間來提高效率並且降低成本。

輝瑞公司的研究人員把威而剛的E－因子降為八

例如在輝瑞製藥公司裡，第一個實驗室合成的抗陽痿藥物威而剛（Viagra），其E－因子是一百零五。但在威而剛於一九九八年上市許久以前，一支在英國山威啟的輝瑞工廠團隊，嚴格地重新審視每一個合成步驟。研究人員用毒性較低的替代品，更換所有的含氯溶劑，並採取措施來回收和再利用這些溶劑。他們去除了使用過氧化氫的需要，因可能會導致灼傷。他們也免除了任何草酰氯的使用，這種試劑在反應中會產生一氧化碳，因此會有安全上的顧慮。最終，輝瑞公司的研究人員把威而剛的E－因子降為八。

這次成功之後，鄧恩（Peter Dunn）領導的威而剛合成團隊，成為二○○一年輝瑞公司開始更多系統性綠色化學研究的火車頭。鄧恩說，他不能自由地談論省下金額的數目，但他可以指出這種改變席捲了整個公司。他說輝瑞公司已經把抗癲癇藥物利瑞卡（Lyrica）的Ｅ－因子，由八十六減至九，取得類似改進的，還有抗憂鬱藥舍曲林(sertraline)和非類固醇類消炎藥希樂葆(celecoxib)。「光是在這三種產品的製造上，就已經減少超過五十萬公噸的化學廢棄物，」鄧恩說。

創造性化學

輝瑞並非唯一的；因為製藥界競爭如此激烈，以致任何一家公司都不能忽視綠色化學可能省下的資源。二○○五年美國化學學會綠色化學研究所，首次召集製藥界的圓桌會議，其現擁有十四個會員公司，對這領域的學術研究共同提供基金，以及分享競爭前的訊息。

萊特納說「一旦你有了一個工廠，因為已經作了巨大的投資，將會運行三十年或四十年」。

二○○二年，總部設在德國路德維希的化工巨頭巴斯夫(BASF)公司，推出了使用常溫離子液體，從反應混合物中去除酸性副產物的工業規模製程，這是一個常見的化學製造步驟，過去是非常的繁瑣。不過巴斯夫公司的擁抱綠色化學（該公司更喜歡稱之為「永續化學」）行為不僅止於此，英國諾丁漢大學的綠色化學家萊森斯（Pete Licence）指出，「你的思維會越來越靈敏，同時也會連結思考化學工廠的創建方式，」他說。「他們有這樣整合的反應系統，製造的產物和副產物，實際上正是隔壁工廠所使用的原料。」這些工廠的設計目的，在於將能源效率提到最高，萊森斯說，「從一個製程排出的廢熱，可為下一個製程的原料加溫。」

但是全面性重組的需要，說明了為什麼大宗化學品製造商移向綠色化學的腳步比較緩慢。這些公司處理的產品量比藥廠大得多，而且其工業生產製程已高度最佳化，E－因子通常在一到五的範圍。雖然Ｅ－因子有可能再降低許多，石化產品的E－因子都在零點一的數量級，但這樣做在經濟上並不總是有利的。德國阿亨大學高分子化學與技術研究所的萊特納（Walter Leitner）說，「一旦你有了一個工廠，因為已經作了巨大的投資，將會運行三十年或四十年」。

特殊化學品部門也不總是賣綠色化學的帳，就像英國康塞特的托馬斯天鵝公司學到的慘痛一課。二○○一年，建基於諾丁漢大學化學家波利亞科夫（Martyn Poliakoff）的成果之上，該公司啟用了世界上第一個連續流動反應器，採用超臨界二氧化碳作為溶劑。「本來這看起來好像是可以改變工業裡的遊戲規則，」總裁史溫（Harry Swan）說。但是在政府補貼沒有到位下，與其他用標準、非綠色化學方法的工廠相比，並無法更低廉的提供化學成品。因此這些設施被封存，可能很快就會退役並且被拆除。