Question

杜邦公司因發明了一項新技術而獲得2003年美國總統綠色化學獎，該技術利用基因工程將酵母菌的基因引入一種大腸桿菌，用來將葡萄糖發酵生成1，3-丙二醇（HOCH₂CH₂CH₂OH）。

（1）在上述發酵過程中，葡萄糖首先轉化為二羥基丙酮一磷酸酯，承受后轉化為目標產物。該反應對一葡萄糖的原子利用率為________________________________________________。（原子利用率是目標產物的相對分子質量除以反應物相對原子質量之和乘以100%）

（2）產生1，3-丙二醇的傳統工藝是以石油為原料按下述路線進行的：石油→乙烯→環氧乙烷→3-羥基丙醛→1，3-丙二醇。獲得3羥基丙醛的反應在乙醚溶劑中進行，用鈷或銠作催化劑，溫度為80 ℃，壓強為10⁷Pa；后一反應用鎳作催化劑，溫度為80—1 200 ℃，壓強為1.6×10⁷Pa。對比之下，新工藝至少具有哪些綠色化學特征？

Answer 1

解析：（1）根據原子利用率的概念，葡萄糖轉化為1，3-丙二醇（C₆H₁₂O₆→2C₃H₈O₂），原子利用率=（2×76/180）×100%=84.4%。

(2)利用生物基因工程制1，3-丙二醇與傳統工藝制1，3-丙二醇對比，可發現前者具有一些綠色化學特征：如原子利用率提高，使用了可再生的植物資源，反應在溫和條件下進行因而能耗低，不使用貴金屬作催化劑，不使用有機溶劑，有毒污染物排入少，反應在溫和條件下進行時不使用高壓設備等。

答案：（1）84.4%  （2）略