Az oldószerek nagy figyelmet kaptak a zöld kémia hatáskörében . Ezt a reakcióban (különösen a tisztítási szakaszban) vagy egy készítményben általában használt nagy mennyiségű oldószernek lehet tulajdonítani . Ennek ellenére az oldószer nem közvetlenül felelős a reakciótermék összetételéért, sem a készítmény aktív összetevője. Ezért a mérgező, gyúlékony vagy környezetkárosító oldószerek használata feleslegesnek tűnik, mivel ezek a jellemzők nem befolyásolják az oldószer alkalmazási rendszerének működését vagy előrehaladását. Az oldószerhasználat ezen szerencsétlen következményei azonban gyakran kapcsolódnak az alkalmazáshoz szükséges oldószer előnyös tulajdonságaihoz. Az oldószerek volatilitása lehetővé teszi az oldószer desztillációval történő visszanyerését és tisztítását, de nemkívánatos levegőkibocsátást és a munkavállalók expozíciójának kockázatát is eredményezi. Az amid oldószereknek nagy a polaritásuk a szubsztrátok széles körének feloldásához és a reakciók felgyorsításához , de ez a funkció gyakran reproduktív toxicitást jelent . A másik végén a polaritás skála szénhidrogén oldószerek a képesség, hogy feloldódjon olajok nyerjünk, majd hajtsa végre válunk , ugyanakkor erősen gyúlékony, valamint az alacsony vízben való oldhatóság (magas logP) kapcsolódó hulladékkezelési, valamint vízi toxicitás .
a nemkívánatos oldószerek kiküszöbölésére irányuló kísérletek során a helyettesítési stratégiák gyakran olyan strukturálisan kapcsolódó vegyületeket keresnek, amelyekre még nem terjedtek ki az e tekintetben fellépéshez általában szükséges jogalkotási és szabályozási intézkedések. Így a benzolt, mivel a huszadik század közepén karcinogénként hivatalosan elismerték, általában toluol váltja fel . Hasonlóképpen a Montreali Jegyzőkönyv 1989 óta korlátozza a szén-tetraklorid használatát az ózonréteg lebontásában betöltött szerepe miatt . Jellemzően a halogénezett oldószereket kloroform és diklór-metán (DCM) használják helyette. Fontos hangsúlyozni, hogy ezek az intézkedések rövidlátónak bizonyultak az egyre szigorúbb kémiai ellenőrzések tekintetében világszerte. A toluol Feltehetően károsítja a születendő gyermeket és hosszan tartó expozíció révén szervkárosodást okoz . Az Egészségügyi Világszervezet (IARC) értékelése szerint a kloroform és a DCM valószínűleg rákkeltő az emberre nézve . Ezenkívül a DCM, még rövid élettartamú halogénezett anyagként is kimutatták, hogy ózonréteget is lebontanak .
Az Európai rendelet vonatkozó, a ‘Regisztrálás, Értékelés, Engedély, valamint a Korlátozás a Vegyi anyagok’ (REACH) bevezetett korlátozások toluol, kloroform, valamint DCM meghatározott feltételek mellett (1 .Táblázat). A REACH ma már számos vegyi anyag importját és használatát érinti Európában. Minden olyan terméket, amely nem felel meg a REACH-ben meghatározott feltételeknek, a “veszélyes nem élelmiszertermékekre vonatkozó gyors riasztási rendszer” (RAPEX) információs rendszeren keresztül távolítanak el a piacról . Ahhoz, hogy csak egy kis mintát vegyünk , 2015-ben a tiltott termékek toluolt , kloroformot vagy benzolt tartalmazó ragasztókat tartalmaztak , néha riasztóan jelentős arányban .
előretekintve jövőbeni Európai tiltja oldószereket, jelölt vegyi anyagok kerülnek a listája különös aggodalomra okot adó anyagok’ (SVHC) előtt ELÉRNI a korlátozások terhelje . Különösen az oldószerhasználók esetében az N,N-dimetilformamid (DMF), N,N-dimetilacetamid (DMAc) és N-metil-pirrolidinon (NMP) amidok, valamint bizonyos hidroxi-éterek és klórozott oldószerek kerültek ellenőrzés alá (2.táblázat). A szerkezetileg hasonló oldószerek könnyen beszerezhetők, mint a csepppótlások, de valószínűleg sok hasonló környezeti, egészségügyi és biztonsági (EHS) problémát jelentenek az oldószer helyettesítésének történelmi példáiban. A más régiókban működő környezetvédelmi ügynökségeknek saját megközelítésük van a veszélyes vegyi anyagok szabályozására, az oldószerek pedig VOC-státuszuk miatt erősen befolyásoltak, ezért nagy az expozíció kockázata .
Az oldószerek EHS-profiljaik tekintetében történő kategorizálására tett kísérlet során oldószerkiválasztási útmutatókat állítottak elő, hogy több információt szolgáltassanak, mint a “fekete-fehér” következtetések a szabályozási értékelések. E felülvizsgálat kiterjed a hagyományos szerves oldószerek zöldebb, ideális esetben bio-alapú szerves oldószerekkel történő helyettesítésére oldószerválasztó eszközök segítségével. Az oldószer-helyettesítés kifinomultabb megközelítéseinek kifejlesztése, amelyek magukban foglalják az oldószer teljesítményét, vagy az alkalmazáshoz testreszabott oldószerek kialakítását, szintén utalásra kerül, de a jelen munkában nem képezik jelentős vita alapját.
Zöld oldószerek meghatározása
Fischer és munkatársai az ETH Zürichben (más néven a Svájci Szövetségi Technológiai Intézet) 2007-es cikkük címében feltett kérdés alapvető; “mi a zöld oldószer”? Válaszuk a környezeti, egészségügyi és biztonsági (EHS) és energiaigény (ami gyors LCA-típusszámításnak tekinthető) kétlépcsős értékelése. Az oldószer előállításához szükséges energia megértésével, valamint az energia egy részének visszanyeréséhez rendelkezésre álló lehetőségekkel kiszámítható az oldószertermelés nettó kumulatív energiaigénye (CED). Az energia visszanyerése égetéssel vagy az erőforrás-igény kiegyenlítésével érhető el az oldószer újrahasznosításával. A használt oldószer desztillációval történő tisztítása kevésbé energiaigényes, mint az azonos mennyiségű új oldószer előállítása. Az égetés közvetlenül energiát termel, de a helyén több oldószert kell előállítani.
az a megközelítés, amely a CED nagyobb csökkentését kínálja, az oldószer típusától függ (ábra. 1). A Füge. 1 az 1 kg oldószer előállításához szükséges energiát kék, szilárd árnyékolású rudak formájában mutatjuk be. Az energia, hogy desztillál egy oldószer helyett termel több látható, mint a piros csíkos rudak. A megtakarított energia (desztillációs hitel) alul látható. Az égetési hitel a hulladékégetésből származó energia visszanyerése, a zöld pontozott rudak szerint csökkentett CED-t hagyva. A legtöbb (de nem minden) szénhidrogén a legjobb égetett szerint ez az egyszerűsített LCA megközelítés (pl., n-hexán, de nem toluol). Ugyanez vonatkozik a dietil-éterre is. A funkcionalizált, hosszabb gyártási útvonalakkal rendelkező oldószereket a legjobb újrahasznosítani, hogy megőrizzék a molekulába az eredeti szintézis során befektetett energiát és értéket (például DMF). Az etanol esetében az előnyök meglehetősen kiegyensúlyozottak. Az oldószergyártásban az energiaigény még részletesebb értékelését tették közzé ugyanazok a szerzők .
öt reprezentatív oldószer előállításához kapcsolódó energiaigény
az EHS eszköz, amely a CED értékeléssel partnereket biztosítja, mint egy könnyű a táblázat használata (.xls) fájl . A módszertant teljes mértékben nyilvánosságra hozzák (ábra. 2), és így a szükséges adatok rendelkezésre állnak, akkor lehet alkalmazni, hogy bármilyen oldószer és bármilyen kombinációi oldószer használt folyamat. A rangsor a veszély-és kockázatkódokból, valamint a jogszabályban előírt expozíciós határértékekből származik. Ezért egy átfogó biztonsági adatlapnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy felmérje az oldószer zöldségét ezzel a megközelítéssel. Valójában ezt az illékony metil-sziloxán oldószerekre külön munkában próbálták meg . 2008 óta, valamint az európai osztályozási, címkézési és csomagolási (CLP) rendeletben alkalmazott globális Harmonizált Rendszer (GHS) bevezetése óta azonban ez a módszer felülvizsgálatra szorul.
egy példa az ETH Zürichi oldószer rangsorolási skálára (tűz/robbanás kategória)
A három EHS-kategória három kritériumát kombinálják a teljes numerikus rangsorolási rendszer. Az alacsonyabb pontszámok zöldebb oldószerekre utalnak (ábra. 3). Az eredmények általában az intuíció alapján vártaknak felelnek meg, az alkoholok és az észterek zöldebbek, mint a szénhidrogének, amelyek viszont jobb pontszámokkal rendelkeznek, mint a formaldehid (5.6) és az 1,4-dioxán (5.0). A környezeti, egészségügyi és biztonsági kérdések egyenlő súlyozásáról lehet vitatkozni, mivel a reprotoxikus DMF (3.7) zöldebb, mint a peroxidot alkotó éter oldószerek, például a dietil-éter (3.9).
öt reprezentatív oldószer környezeti egészségvédelmi és biztonsági rangsorA
az energiaigény és az oldószerek EHS-pontszámainak kombinálása nagyobb képet ad az oldószer hatásáról. A metil-acetát és az alkoholos oldószerek optimális egyensúlyt biztosítanak az alacsony energiaigény és a jóindulatú EHS-profil között (1.ábra). 4). A felmerülő egyéb hasznos információk közé tartozik a tetrahidrofurán (THF) termelés nagyon nagy energiaigénye. 270 MJ/kg-nál, bár ezt követően egy következő kiadványban 170 MJ/kg-ra csökkentették, a THF desztillációja ajánlott, hogy a teljes CED-t mindössze 40, 1 MJ/kg-ra csökkentse. Ezzel szemben a dietil-étert (alacsonyabb CED-vel) a legjobb égetni a nettó energiafelhasználás minimalizálása érdekében. Az égetés légköri kibocsátással kapcsolatos következményei ezen értékelés hatályán kívül esnek, de a gyakorlatban figyelembe kell venni, különösen a nitrogén-és kéntartalmú oldószerek esetében, amelyek égetéskor NOx-és SOx-kibocsátást eredményeznek .
EPS és CED értékek térképe a reprezentatív oldószerekhez
hasonló vonal mentén a Rowan Egyetem Slater és Savelski szintén kifejlesztett egy olyan eszközt, amely összehasonlítja a folyamathoz rendelkezésre álló különböző oldószeres lehetőségeket . Ők is készített egy táblázatot, amely szabadon használható bárki . Minden egyes oldószer esetében 12 környezeti paraméterből álló indexet fejlesztettek ki, beleértve a foglalkozási egészségügyi megfontolásokat (Akut toxicitás, biológiai lebontás, globális felmelegedési potenciál stb.). Az oldószerkiválasztási paraméterként nem használhatók biztonsági megfontolások, mint például a lobbanáspont és a peroxidképződés. Ez a döntés felügyeletnek tekinthető, legalábbis eltér az ETH Zürich EHS megközelítésétől. A paraméterek összegzése (a felhasználó által meghatározott súlyozással megfelelően méretezve) 0 (a legtöbb zöld) és 10 (a legkevésbé Zöld) közötti pontszámot eredményez. Az alkalmazott oldószer mennyiségének faktorálásával a folyamatokat összehasonlíthatjuk a legalacsonyabb oldószer hatásának értékelésével. Ez a megközelítés a Rowan Egyetem használták, hogy értékelje útvonalak szildenafil-citrát (a hatóanyag Viagra™), bemutatva, hogy a “teljes folyamat zöldség index” csökkent 400-szor az eredeti gyógyszer kémiai folyamat a legújabb kereskedelmi útvonal.
ebből a módszerből egy több mint 60 oldószert tartalmazó oldószerválasztó táblázat is készült . Az egyetlen krónikus toxicitási szempont a karcinogenitás, ezért az olyan reprotoxikus oldószerek, mint az NMP, nagyobb érzékelt zöldséggel rendelkeznek (azaz 10,0-ből 3,0), mint amire számítani lehet (például 1-butanol pontszám 4,6). Amint azt a szénhidrogén oldószerek konkrét példája is szemlélteti, a Rowan Egyetem megközelítése jobb megkülönböztetést kínál az oldószerek között az ETH Zürichi eszközhöz képest (ábra. 5). A Füge. 5, az ETH Zürich (balra, 0-9) és a Rowan Egyetem (jobbra, 0-10) oldószeres zöldségértékelés skáláit úgy ábrázolták, hogy az etanol pontszámai nagyságrendileg egyenlőek legyenek, ahelyett, hogy a két függő változót egyenlővé tennék. Az etanol referenciaértékként szerepel, mivel mindkét rendszer egyetért abban, hogy zöld oldószer (etanolt nem javasolnak semmilyen szénhidrogén oldószer alternatívájaként). Míg az ETH Zürich által kidolgozott megközelítés nem képes érdemi különbséget tenni a szénhidrogének zöldsége között, a Rowan Egyetem értékelése nagyobb szórást kínál ezen a készleten. Ennek megfelelően a ciklohexán és az n-Heptán zöldebbnek tekinthető, mint az n-pentán és az n-hexán, és az aromás oldószerek zöldsége növekszik a metil-csoport szubsztitúciójával.
A greenness a hagyományos szénhidrogén oldószerek képest etanol
Oldószer kiválasztása a felderítő kémia
Az általános koncepció létrehozása rangsor oldószer greenness átvette egy másik irányba belül a chemical industries. A gyógyszeripari ágazat különösen arra törekedett, hogy saját intézményi hierarchiát alakítson ki az oldószer zöldségéről, mivel felismerték, hogy az oldószer a tipikus reakció fő összetevője egy hatóanyag előállítása során . Ennek következtében az energiafelhasználás, a hulladék és az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának nagy részéért az oldószerek felelősek . Ez prioritássá teszi az oldószerhasználat és a zöldebb helyettesítések minimalizálását, és gyakran könnyű célpont a zöld kémiai kezdeményezésekben . Bár az oldószermentes kémia mindig is érdekelte a zöld vegyészeket, általában nem alkalmazható gyógyszerek és egyéb finom vegyszerek szintézisére. Az oldószer nagymértékben befolyásolhatja a reakciósebességet és a termék szelektivitását , és az oldószer reakciókban történő alkalmazásának általánosabb előnyeit sem szabad figyelmen kívül hagyni. Az oldószerek hűtőbordaként és hőmérsékletszabályozóként működnek, csökkentik a keverék viszkozitását, javítják a tömegátadást, és lehetővé teszik a szelektív kivonást és elválasztást .
az Oldószerválasztó eszközök nem mindig követelik meg a felhasználótól a számítások elvégzését és a numerikus rangsorolási rendszerek összehasonlítását. Az egyszerű vizuális segédeszközök közül kiválaszthatók az alacsony toxicitású, minimális biztonsági aggályokkal és a környezetre gyakorolt csekély hatással járó alternatív oldószerek . Még a mobiltelefon-alkalmazások is elérhetők erre a célra . A gyógyszeripar kis léptékű kémiai laboratóriumaihoz tervezett oldószerválasztási útmutatók általában a vállalati felhasználási politika szerint elrendezett oldószerek listái. Az ETH Zürich és a Rowan Egyetem eszközeivel összehasonlítva egyértelműbb az összefüggés a rendeletek által korlátozott oldószerek (1., 2. táblázat) és a gyógyszeripari oldószerkiválasztási útmutatók ajánlásai között. A gyógyászati kémiára kifejlesztett három kiemelkedő útmutatót kombinálták az összehasonlítás céljából ebben a munkában (füge. 6, 7). A színkódolás egy általánosan használt “közlekedési lámpa” rendszer, amelynek minden egyes oldószerre vonatkozó megjegyzése Az egyes vállalatok által előírt feltételekre vonatkozik. Tehát, ha a Pfizer egy oldószert “használhatónak” tekint, a GSK kijelenti, hogy “bizonyos kérdései” vannak, és a Sanofi “helyettesítést” javasol (például a toluol esetében). A számok a 6, illetve 7 lerövidül, hogy csak olyan oldószereket, legalább két bejegyzést, a Pfizer, a GSK, valamint a Sanofi medicinal chemistry oldószer kiválasztása útmutatók. A három eszközben szereplő összes oldószert tartalmazó kibővített verzió további fájlként jelenik meg (további 1.fájl).
a gyógyszerkémikusok általános oldószerválasztási útmutatóinak egységes változata (1.rész)
– Egységes változata általános oldószer kiválasztása útmutatók gyógyászati vegyészek (2. rész)
a Pfizer volt az első cég, hogy tegye közzé a szín-kódolt, hierarchikus oldószer kiválasztási útmutató gyógyászati vegyészek . Az eszköz egy egyszerű dokumentum, amely az oldószereket “előnyben részesített”, “használható” vagy “nem kívánatos” (lásd a fügét. 6, 7; További fájl 1). A Pfizer prioritásként kezelte a felhasználóbarát felhasználást az oldószerválasztási útmutató elkészítésében, ha csak arra ösztönzi a vegyészeket, hogy használják. Ennek eredményeként figyelembe kell venni azt is, hogy ez az eszköz korlátozott, kényelmesek, de előmozdításával kis változtatás, hogy néhány talál zavaró, hogy a munka, nagy előny lehet, úgy érezte, az egész vállalatot. A Pfizer oldószerkiválasztási útmutatójának kiegészítéseként hasznos helyettesítési útmutató áll rendelkezésre a nemkívánatos oldószerekhez (3. táblázat). Ebben a kísérő eszközben a DCM-et más klórozott oldószerek helyettesítésére javasolják olyan esetekben, amikor nem klórozott oldószer nem alkalmazható. Bár ez egyáltalán nem ideális következtetés, ennek az eszköznek a Gyógyszerkémiai laboratóriumokba történő bevezetésével a Pfizer valójában 50% – kal csökkentette a klórozott oldószer használatát 2 év alatt, és 97% – kal csökkentette a nemkívánatos étereket (különösen a diizopropil-étert). Megfigyelték továbbá az n-Heptán fokozott alkalmazását a neurotoxikus n-hexán és az illékonyabb és gyúlékony n-pentán helyett. Ezért arra a következtetésre juthatunk, hogy az oldószeres problémák tudatosságának növelésével a menedzsment a legegyszerűbb oldószerválasztó segédeszközökkel vezetheti a kémikusokat a zöldebb oldószerhasználat felé.
a GlaxoSmithKline (GSK) már termelő oldószer kiválasztása útmutatók folyamat, vegyészek, mire a Pfizer gyógyszer kémiai eszköz tették közzé . A GSK ezután egy egyszerűsített oldószerkiválasztási útmutatóval követte magát a Gyógyszerkémiai laboratóriumok számára, amely egy frissített és kibővített oldószerértékelésből származik . A módszertan sokkal többrétűbb, hogy a Pfizer eszköz, a különböző EHS-kategóriák pontszámainak részletes lebontásával, szabadon hozzáférhető kiegészítő információként a fő cikkhez . Az egyetlen jelentős különbség, a Pfizer, majd a GSK értékelés oldószer greenness a metil-etil-keton (MEK), amely inkább a Pfizer, de úgy vélte, hogy komoly bajok vannak a GSK (Fig. 7). A tisztázás érdekében a MEK-nek komoly környezeti következményei vannak , de alacsony toxicitással biztonságosan kezelhető . Az EHS tulajdonságai közötti kontraszt valószínűleg az oka annak, hogy a két oldószerválasztó útmutató eltérő értelmezést kapott, a Pfizer eszköz pedig inkább az egészség és a biztonság felé súlyozott. A GSK medicinal chemistry solvent selection guide mögött álló adatokat a folyamatfejlesztési tudósok is használják, ennek megfelelően több környezeti paramétert is tartalmaznak.
a közelmúltban a Sanofi egyenértékű oldószerválasztási útmutatót is kínált . Az eszköz a vállalat belső oldószerválasztási útmutatójának egy korai változatából fejlődött ki, amely az oldószereket ajánlott listára és helyettesítési listára osztotta. A szintetikus útvonalakat Fejlesztő vegyészeknek igazolniuk kellett az oldószerek használatát a helyettesítési listán, bizonyítva, hogy egyetlen alternatíva sem működik olyan hatékonyan. A helyettesítési lista azonban nagyon hosszú és nehézkes volt-közölték a szerzők . Ezért egy új eszközt fejlesztettek ki, amely referenciakártyát biztosít minden hasznos tulajdonságadatokat tartalmazó oldószerhez. Az egyes oldószerosztályokra vonatkozó oldószerválasztási táblázatot, amely minden egyes oldószerre vonatkozó általános ajánlást tartalmaz, kiegészítik azok várható korlátozásaival és a kapcsolódó veszélyjelzésekkel. A Sanofi solvent selection guide sokkal több oldószert tartalmaz, mint a Pfizer és a GSK Gyógyszerkémiai eszközeiben található. Az egyes oldószerekre vonatkozó általános következtetést korábban füge-ben adták meg. 6 és 7 (egy kibővített verzió esetében lásd az 1. kiegészítő fájlt). A Just dipolar aprotic oldószerek következő csökkentett adatkészlete bemutatja a Sanofi oldószerkiválasztási útmutató részleteit (ábra. 8). Az ismerős jelzőlámpa színkódolást használják, további mutatókkal. A nemzetközi harmonizációs konferencia (ICH) szerint a gyógyszerekre vonatkozó maradék oldószer-határértékeket használják .
a Sanofi oldószer kiválasztási útmutató kiválasztott dipoláris aprotic oldószerek
A használata jogalkotási kategóriák teszi a Sanofi oldószer kiválasztási útmutató iparilag vonatkozó, rendezte szükség a fenti személyes észlelés, amit egy zöld oldószer valójában. Az Általános rangsor és az egyéb aggályok felsorolása az eszközt hasznossá teszi a feltáró kémiai laboratóriumok felhasználóinak, akik esetleg nem szembesülnek közvetlenül az oldószerhasználat szabályozási korlátaival. Az amidoldószerek helyettesítésére az ábra szerint van szükség. 8, az acetonitril az egyetlen ajánlott oldószer, amely helyett használható. A zöld dipoláris aprotikumok lehetőségeinek hiánya nyilvánvaló, még az acetonitril sem tekinthető zöld oldószernek más oldószerkiválasztási útmutatókban . Magasabb hőmérsékleti reakciók esetén a dimetil-szulfoxid (DMSO) és a szulfolán elfogadható megoldás lehet, bár helyettesítés javasolt.
a Pfizer, A GSK és a Sanofi solvent selection guides által összegyűjtött adatok számos következtetést vonnak le. A legzöldebb oldószerek (azaz, azok, akiknek három zöld árnyékos bejegyzése van, vagy két zöld bejegyzés, valamint egy üres bejegyzés a Fügében. 6 és 7) víz, n-propil-acetát, i-propil-acetát, 1-butanol és 2-butanol. Ez a készlet szigorúan korlátozott, csak a víz mellett található alkoholok és észterek tekinthetők zöld oldószerként. Ez a következtetés egyetért az ETH Zürich és a Rowan Egyetem eszközeivel. Következtetéseket lehet levonni a legkevésbé kívánatos oldószerekről is. A következő oldószereket egyértelműen nem kívánatosnak tekintik, ha még nem tiltották (azaz, legalább két piros vagy fekete árnyékos bejegyzés a Fügében. 6 és 7, sárga vagy zöld bejegyzés nélkül): kloroform, 1,2-DCE, szén-tetraklorid, NMP, DMF, DMAc, benzol, hexán, 1,4-dioxán, 1,2-DME, dietil-éter és 2-metoxietanol. Ez számos dipoláris aprotikus, klórozott, szénhidrogén és éter oldószert szabályoz. A vegyészeknek óvatosnak kell lenniük az ilyen típusú oldószerek használata során, és figyelembe kell venniük az általuk választott EHS-következményeket. E tekintetben a 2-metil-Tetrahidrofurán (2-Metf) és a terc-butil-metil-éter (TBME) előnyösebb, mint a THF és a dietil-éter. Ha az oldószerosztályon belül nincsenek Zöld opciók, egyértelmű, hogy csak szokatlan körülmények között helyettesítheti a fent említett zöld oldószerek egyike a vörös vagy feketelistás oldószereket anélkül, hogy a folyamat jelentős újratervezése lenne. További Komplikációként a Fügében látható három oldószerkiválasztó útmutató. 6 és 7 nem mindig ért egyet. Például az acetonitril eltérő eredményt ér el az egyes oldószerkiválasztási útmutatókban.
pontozási oldószerek a zöldebb kémia számára
Az oldószerek kémiai célokra történő kategorizálásának egyszerű háromlépcsős és színkódolt megközelítése előnye az egyszerű értelmezés, de a rendelkezésre bocsátott információk mélységének korlátozása rovására. Tervezésekor nagyobb léptékű reakciók, több információra van szükség az egyes oldószerek, mint a folyamat irányul kereskedelmi léptékű gyártás, ahol aggályok EHS kérdések nagyított. A GlaxoSmithKline (GSK) volt az első gyógyszeripari vállalat, amely közzétette a folyamatfejlesztésben való felhasználásra szánt oldószerkiválasztási útmutatót . Az eredeti bemutatóban a 35 kiemelt oldószer mindegyikének relatív rangsorA 1-től (ungreen) 10-ig (zöld) terjed a hulladék, a környezeti hatás, az egészség és a biztonság négy kategóriájában . Az egyes kategóriákon belül számos paramétert kell figyelembe venni. A hulladékkategória magában foglalja például a hulladékégetést, az oldószeres hasznosítást és a biológiai hulladékkezelést. A hulladékégetést befolyásoló oldószer tulajdonságai az égéshője, a HCl-vagy dioxinképződés lehetősége vagy a NOX-és SOX-kibocsátás, valamint a víz oldhatósága (1.ábra). 9). A kategóriák teljes listáját a mellékelt kiegészítő fájl tartalmazza (1.kiegészítő fájl). A megközelítést később kiterjesztették az életciklus-értékelés ötödik kategóriájára .
Néhány tulajdonságok, amelyek úgy döntenek, hogy a hulladék pontszám oldószerek a GSK oldószer kiválasztása útmutatók
kihirdetését Követően a medicinal chemistry oldószer kiválasztási útmutató GSK ki egy új reaktivitás/stabilitás pontszám jogalkotási zászlók jelzik, hol ellenőrzések léteznek oldószer használata . A legújabb GSK-kategorizálás sokkal rövidített változata a Fig. 10, felsorolása csak a dipoláris aprotikus oldószerek példaként egy nehéz helyettesíteni osztály oldószer. A kategóriák a hulladék, a környezeti hatás, az egészség, a gyúlékonyság, a reaktivitás és az életciklus-értékelés (lca). A jogalkotási ellenőrzéseket “zászlók” formájában is feltüntetik az ábrán. 10. A pontozási rendszer kiemeli a dipoláris aprotikus oldószerek biztonságos használatát, de mérgező jellegét. A különálló pontszámok közötti kontraszt miatt ez a fajta adat reprezentáció hasznosabb, mint egyetlen EHS mutató. Az ETH Zürich és a Rowan Egyetem megközelítései megtévesztő “átlagos” pontszámot adhatnak ebben az esetben. Az elválasztott pontszámok nagyobb részletessége megoldja a Fügében megadott színkódolt háromszintű értékelések kétértelműségét is. 6 és 7.
Részlet a GSK oldószer kiválasztási útmutató (dipoláris aprotic oldószerek)
A döntések elérte a GSK eszközök nem állnak ingatlan ítéletet, de dinamikus, megváltoztatása, az arcát, az új információk, valamint a változó vállalati politika. Valójában az egyes oldószereknek tulajdonított pontszámok idővel megváltoztak . A GSK által alkalmazott megközelítés az egyes kategóriákat alkotó tulajdonságok geometriai átlagát használja az egyes EHS-pontszám numerikus skálájának meghatározásához. Az alsó és a felső határt úgy határozzuk meg, hogy az 1-10-es skálát ne feszítsék túl messzire a kiugró értékek, amelyek a skála közepén a legtöbb oldószert összezsugorítanák (1.ábra). 11) . Ez azt jelenti, hogy az EHS pontszámai attól függnek, hogy milyen oldószerek szerepelnek az értékelésben, ami egy szándékosan létrehozott torzítás veszélye, és új oldószerek hozzáadásával megváltozik. Ennek a számításnak az az előnye, hogy a végső pontozás egyébként nem szubjektív, a pontszámok hasznos eloszlása 1-től 10-ig terjed.
A GSK oldószerkiválasztási útmutató pontszámainak normalizálása
Az oldószerek EHS-profiljának numerikus pontszámok megadásának fogalma bizonyítottan népszerű, majd más intézmények megismételik. Az American Chemical Society (ACS) Green Chemistry Institute (GCI) gyógyszerészeti Kerekasztala 2005-ben indult, 14 partnerszervezetet egyesítve azzal a céllal, hogy közös célokat és szabványokat határozzon meg a zöld kémia gyakorlatával kapcsolatban. Együtt kifejlesztettek egy oldószerválasztási útmutatót, a GSK oldószerkiválasztási útmutatójának és a nem publikált AstraZeneca ekvivalensnek ismerős numerikus pontozási és színkódolását használva . Azt is átalakult egy mobiltelefon app . Az ACS GCI oldószerkiválasztási útmutatójában egy egészségvédelmi és egy biztonsági kategória szerepel, amelyet három környezetvédelmi kritérium kísér. A dipoláris aprotikus oldószerek értékelését az ábra mutatja be. 12, amely összehasonlítja a korábbi oldószeres szelekciós táblázatok (füge. 8, 10). Megjegyzés: a pontozás fordított, mint a GSK eszköz. Ennek ellenére a színkódolás eloszlása azonos, a három legrosszabb pontszám (8, 9 és 10) piros, az ideális pontszám (1, 2 és 3) pedig Zöld. A fennmaradó lehetőségek sárga színűek. A teljes ACS GCI útmutató ellenőrzése általában azt mutatja, hogy nagyon kevés piros (azaz zöld) pontszám van , ezt a tényt Az ábra is megismétli. 12 is. Az oldószereket tartalmazó ként büntetik az égetéskor keletkező SOX-kibocsátás miatt. Számos éter oldószer rossz biztonsági vagy egészségügyi pontszámokkal rendelkezik, de ez az eszköz nagyrészt megbocsátóbbnak tekinthető, mint például a GSK oldószerkiválasztási útmutató. Például úgy tűnik, hogy az egészségügyi pontszám nem tartalmaz krónikus toxicitást, ami aggodalomra ad okot az NMP, a DMF és a DMAc számára (2.táblázat). Az információk hiánya mögött a feladatokat adott az ACS GCI oldószer kiválasztási útmutató felvet kérdéseket, de ez egy közös aggodalom, csak a teljes mértékben kiküszöbölheti az interaktív eszközök által kifejlesztett ETH Zürich Rowan Egyetem, amelyek maguk is kezdeményezze a közös amid oldószereket, DMF, DMAc, valamint NMP, mint a zöld oldószerek.
Részlet a ACS GCI oldószer kiválasztási útmutató (dipoláris aprotic oldószerek)
lehetne azzal érvelni, hogy a sok kategória, a GSK, valamint ACS GCI eszközök, mindegyik egy numerikus skálán származó különböző paraméterek, legyen túl nehéz az egyensúlyt ezeket a különböző szempontok elérni eredményre. A különböző színkódolt pontszámokat meghatározó küszöbértékeket az útmutató tervezőinek preferenciája szerint állapítják meg, és nem feltétlenül konzisztensek az eszközök között, vagy nem felelnek meg a szabályoknak. A válasz erre egy újabb kísérlet egy oldószer kiválasztási útmutató, nagyobb hangsúlyt fektetve a szabályozási ellenőrzések. Ezt az eszközt a Sanofi, a GSK, a Pfizer, A York-i Egyetem és a Charnwood consultants kutatói készítették az innovatív gyógyszerek kezdeményezés (IMI) keretében a CHEM21 néven ismert együttműködési kutatási projekt részeként . Az oldószerzöldség hozzárendelésére alkalmazott megközelítés erősen az anyagok osztályozásának, címkézésének és csomagolásának globális harmonizált rendszeréből (GHS) származik . A módszertan a cikkhez kiegészítő információként nyíltan elérhető, és igény szerint felhasználható az értékelés új oldószerekre való kiterjesztésére és testre szabására. Így a mostani fejlesztés az ETH Zürichi eszköz egyértelmű fejlődését mutatja, ismét a veszélykódok és az oldószerek fizikai tulajdonságai alapján, de a legfrissebb kémiai előírásoknak megfelelően frissítve. A legfontosabb különbség az, hogy a CHEM21 útmutatóban szereplő egyes oldószerek végső rangsorolása a legkevésbé zöld tulajdonságából származik, nem pedig a független tulajdonságok átlagából vagy összegzéséből. A skála felső határa tíz, mint a legrosszabb pontszámot, de a változás a korábbi eszközök a pontszám hét most árnyékos piros. Ezenkívül minden egyes oldószerhez egy-egy kifejezés társul, mint ahogy a Pfizer, A Sanofi és a GSK egyszerűsített Gyógyszerkémiai oldószerválasztási útmutatói esetében is. Ez azt jelenti, hogy a szerszám részletes vizsgálata nem mindig szükséges annak használatához. Ennek az összegző nyilatkozatnak a hasznossága és pontossága azonban megkérdőjelezhető, mivel a felelős projektkonzorcium alkalmanként felülbírálta az adatok által vezérelt módszertant. Ez látható az acetonitril és DMSO esetében a következő részletben a just dipolar aprotic oldószerekről (ábra. 13). Ez rávilágít arra, hogy az oldószerválasztás soha nem lehet pontos tudomány, és bizonyos oldószerek szervezeti preferenciája befolyásolja az egyes megnevezéseket, csakúgy, mint egy vegyész oldószerekkel kapcsolatos múltbeli tapasztalata történelmileg meghatározta saját oldószerválasztását személyes alapon. Azonban származó oldószer kiválasztási útmutató a tapasztalatok, valamint a rendelet, ez az eszköz képes arra, hogy összehangolják az oldószer-felhasználás várható ellenőrzések, illetve korlátozzák veszélyes vegyi anyagok a jövőben, megkönnyítve az átmenet zöldebb oldószer használata. Vegye figyelembe azt is, hogy az amid oldószerek egészségügyi pontszámai reprezentatívabbak a reprotoxicitásukra, mint az ACS GCI oldószerkiválasztási útmutatóban.
Részlet a CHEM21 (hagyományos) oldószer kiválasztási útmutató (dipoláris aprotic oldószerek csak)
a Tagok a CHEM21 konzorcium kell külön felül a következtetések a három oldószer kiválasztása útmutatók (GSK, AstraZeneca, ACS GCI) egy kísérlet arra, hogy készítsen egy konszenzus, hogy később vezetett a fejlesztés a saját útmutató, mint felül felett . Minden eszközt háromlépcsős biztonsági, egészségügyi és környezeti hatásvizsgálatra adaptáltak. Ebben a munkában az oldószerkiválasztási útmutatók CHEM21 felmérésének eredményét a Sanofi és az újabb CHEM21 oldószerkiválasztási útmutatók egészítik ki. Összesen öt eszközt lehet elhelyezni az EHS hármas kategóriájú formátuma szempontjából, átfogó értékeléssel lezárva. A Füge. 14, a színárnyalat az eredeti kiadványokén alapul, számokkal eltávolítva, mivel a mérlegek egymástól függetlenek. A biztonság (ok), az egészség (ok) és a környezet (ek) kategóriáinak eredményét, valamint az általános következtetést a CHEM21 felmérés módszertanának megfelelően határozták meg a GSK, az AstraZeneca és az ACS GCI útmutatók esetében . Zöld (G), sárga (Y) és piros (R) bejegyzések az ábrán. Az 14-et ilyen címkével látják el. Ez azt jelenti, hogy konfliktusok merülnek fel az eredeti eszközök és a harmonizált felmérés eredményei között. Az acetonitril például a GSK-útmutatóban és összességében is problematikusnak tekinthető (sárga kategória). Az acetonitril azonban az eredeti GSK oldószerkiválasztási útmutatóban piros színnel volt kódolva, és jelentős problémáknak tekintették. Az eredeti Sanofi és CHEM21 oldószerkiválasztási útmutatókban szereplő információk közvetlenül felhasználhatók, mivel mindkét eszköz hármas EHS-értékelés, amely minden oldószerre általános következtetést tartalmaz. A Sanofi solvent selection guide esetében elsősorban a foglalkozási egészségügyi pontszámot használták. Ha nem érhető el, az ich koncentrációs határértéket ehelyett az egészségügyi kategóriára használták. A CHEM21 eszköz bármely felülvizsgált következtetése az alapértelmezett következtetéstől jobbra jelenik meg. Itt csak a dipoláris aprotikus oldószereket hasonlítjuk össze (ábra. 14), de egy teljes táblázat kiegészítő fájlként (1.kiegészítő fájl).
egyszerűsített környezeti (E) egészség (H) és biztonság (S) rangsor a dipoláris aprotikus oldószerek
értelmezési ábra. 14, ismét nyilvánvaló, hogy az NMP, DMF és DMAc nem kívánatos oldószer választás. Az AstraZeneca és az ACS GCI által kifejlesztett eszközök kevésbé kemények az értékelésükben,de nem világos, hogy az amid oldószerek reproduktív toxicitása miatt miért. Az a módszer, amellyel az AstraZeneca pontszámokat átalakítják az oldószerkiválasztási útmutatók felméréséhez, az NMP zöldebb, mint az etil-acetát . Ez egyértelműen rávilágít egy ellentmondás között az AstraZeneca megközelítés oldószer kiválasztása, valamint ismert krónikus toxicitás érinti, különösen, mint NMP egy különös aggodalomra okot adó anyag jelent a korlátozás a használat Európában . A magas hőmérsékleten fennálló stabilitási problémák ellenére a DMSO zöldebb alternatívának tűnik. A szulfolánt is korábban jobb oldószerválasztásnak tekintették a reprotoxikus dipoláris aprotikus oldószerekkel szemben . A szulfolán három zöld színkódot kap a Sanofitól az EHS értékelésében, de csak egy általános sárga rangsort kap, ami azt jelenti, hogy “helyettesítés ajánlott”. Ennek oka, hogy gyógyszerekben közepes-alacsony ICH koncentrációs határérték van (160 ppm), és tovább büntetik a magas olvadáspont és a magas forráspont miatt . A teljes szulfolán oldószerként ajánlott az oldószerkiválasztási útmutatók felmérésében. Sajnos a szulfolán valószínűleg reprotoxin is, ami a CHEM21 oldószerkiválasztási útmutató következtetéseiben tükröződik (ábra. 13) . Csak a legfrissebb biztonsági adatlapok tartalmazzák ezt az információt, az írás idején nem széles körben ismert . Annak ellenére, hogy évtizedekkel a gyógyszeripar oldószerválasztási útmutatói előtt alternatív oldószerként ajánlották, a dimetil-propilén-karbamid (DMPU) karbamid-származék nem vált kiemelkedő zöld oldószerré, de bizonyos típusú kémia esetében is érdemes megfontolni .
a CHEM21 konzorcium eredményeit az oldószerkiválasztási útmutatók felmérésében összefoglaló készítésére használták (4 .táblázat). Az oldószerek kategorizálásában nem mindig találtak konszenzust , így az “ajánlott vagy problémás”, valamint a “problémás vagy veszélyes” köztes kategóriák bevezetése. Egyes oldószerek nem meggyőző elhelyezése ebben a hierarchiában annak különböző értelmezéseinek köszönhető, hogy mit jelent zöldnek lenni. Összességében a felmérés meglehetősen sikeres volt az ideális oldószerek meghatározásában. A legzöldebb oldószerek sokfélesége egyértelműen korlátozott, hangsúlyozva, hogy az új oldószereket elsősorban amidok, klórozott oldószerek és szénhidrogének helyettesítésére kell tervezni. Az egyik valószínű zöld alternatíva az amid oldószerek szulfolán, de mint korábban említettük, újabb értékelések kevésbé jóváhagyó (ábra . 13) .
A hiánya szélesség, hogy a meglévő katalógust zöld oldószerek megismételte egy másik közelmúltbeli megkíséreljük összefoglalni a különböző oldószer kiválasztása útmutatók . Itt csak néhány savat, alkoholokat, észtereket és étereket (és szulfolánt) jelölnek zöldnek. Az Eastman et al értékelésének módszertana. a GSK, a Pfizer és a Sanofi oldószerkiválasztási útmutatóin alapul, de további információkat nem nyújtottak be, ezért e munka részeként nem vizsgálják mélyrehatóan .
Oldószerforrások
a szinte minden oldószerkiválasztási útmutatóból feltűnően hiányzó kulcskérdés az egyes oldószerek eredete. Az ETH Zürich eszköz kiszámításához CED oldószer termelés közvetlenül foglalkozik ezzel, de csak a hagyományos petrolkémiai oldószerek . A bio-alapú oldószerek témájával kapcsolatos véleményekért lásd a következő hivatkozásokat . A vegyipar fenntarthatóságának biztosítása érdekében megújuló alapanyagokra van szükség . Az oldószerkiválasztási útmutatók létfontosságú összetevővé váltak a finom vegyipar zöldségének fokozása érdekében, de kevés kísérletet tettek az oldószerek megújíthatóságának kiemelésére, vagy egyszerűen csak a bioalapú eredetű oldószerek beépítésére ezeken az eszközökön belül . Amellett, hogy az etanol (amely most elsősorban a biomassza, mert az energiát használ) , valamint DMSO (által oxidáló a dimetil-szulfid melléktermék fa zúzással műveletek) , 2-MeTHF jelenleg az egyetlen elterjedt példája a neoteric (azaz szerkezetileg regény vagy hagyományos) bio-alapú oldószer, hogy a szolgáltatás át oldószer kiválasztása útmutatók . Bár az oldószerek túlnyomó többsége fosszilis forrásokból származik, a zöld oldószerek kiválasztásában elért haladás rövidlátó, kivéve, ha a megújuló oldószereket egyenrangúnak tekintik. A neoterikus oldószerek nem hagyományos funkcionalitása ugyanazokat a tulajdonságokat kínálja, mint a hagyományos oldószerek, de elkerüli az ismerős kémiai vegyületek, például a reprotoxikus amidok hátrányait . Felhívjuk figyelmét, hogy a neoterikus oldószer általános meghatározása kiterjed az ionos folyadékokra , a vizes oldószerrendszerekre , a szuperkritikus folyadékokra és a hangolható oldószerrendszerekre is , anélkül, hogy az oldószer eredetére vonatkozna. Az ilyen típusú oldószerek azonban még nem találhatók az oldószerkiválasztási útmutatókban.
az Oldószerkiválasztási útmutatók módosíthatók annak meghatározására, hogy mely oldószereket lehet biomasszából előállítani, és mennyire reális az alapanyag biomasszává történő változása, figyelembe véve a technológiai kihívásokat vagy a gazdasági akadályokat. Ennek bizonyítására a Prat et al által kidolgozott, egyesített oldószer-kiválasztási útmutató. a 4.táblázatban bemutatott “oldószerkiválasztási útmutatók felmérése” összefoglalását e munka céljából különböző oldószer-eredetű kategóriákra osztották (5. táblázat). A bioalapú oldószerek oszlopa nagy mennyiségben, ha nem kizárólagosan biomasszából előállított oldószerekből áll. A vizet bio alapú oldószerként vették fel a kényelem érdekében. Azok az oldószerek, amelyeket az 5.táblázatban “megújítható forrásként” jeleztek, rendelkezésre állnak a piacon, de a biomassza nem az elsődleges alapanyag. A biomasszából előállítható oldószereket ilyen módon rendelik hozzá, ha a következőkből származnak: bio-metanol (vagy syngas), bio-etanol (vagy bio-etilén), bio-ecetsav, bio-1-butanol, bio-izobutanol (vagy bio-izobutén) és bio-aceton (az izopropanol potenciális prekurzoraként is alkalmazható) . Ezek mind rendkívül megvalósíthatóak, a bioalapú helyettesítők csökkenése, amelyek illeszkednek a meglévő oldószergyártási láncokba. Egyéb, könnyen hozzáférhető bio – alapú vegyi anyagok, például a glicerin nem kerültek felsorolásra, mivel ezek nem befolyásolják az 5.táblázatban szereplő oldószereket. A nemkívánatos klórozott oldószereket olyan oldószerekkel csoportosítják, amelyek nem készíthetők a javasolt bioalapú intermedierekből. Ezek technológiai szempontból nem feltétlenül irreális bioalapú oldószerek (például a bioalapú metán klórozása), de a beszállítóknak nincs ösztönzésük arra, hogy szabályozott rákkeltő oldószereket állítsanak elő és osszanak el megújuló alapanyagokból.
a 2005. évi GSK oldószerhasználati adatokkal kombinálva az 5. táblázat a bioalapú oldószerek gyenge integrációját jelzi a gyógyszeriparban abban az időben. Bár öröm látni, hogy az n-hexán helyett a heptánt, más dipoláris aprotikumok helyett az acetonitrilt használják, egyik sem bio-alapú. Hasonlóképpen a toluolt és a DCM-et is gyakran használják más, még veszélyesebb aromás és klórozott oldószerek helyett, de ezek ismét nem megújuló oldószerek, amelyeket szabályozási ellenőrzés alatt tartanak, amint azt korábban tárgyaltuk. Ennek nagy része az új oldószerekre vonatkozó fizikai-kémiai és EHS-adatok hiányával, valamint a zöldségük ilyen korlátozott megértésével kapcsolatos.
ígéretesebb, a folyamatfejlesztési eljárásokat dokumentáló legújabb dokumentumok a 2-MeTHF fokozott használatát mutatják a nagyszabású kémiai szintézisben . Az 5. táblázat azt mutatja, hogy zöldebb oldószerek állnak rendelkezésre, és a bioalapú oldószerek jól szerepelnek az “ajánlott” és az “ajánlott és problémás” kategóriákban. A könnyen hozzáférhető bio-alapú oldószerek általában protikus oldószerek, hanem észterek, ketonok, éterek. Így különösen a zöld és megújuló szénhidrogén oldószerekre és a dipoláris aprotikus oldószerekre van szükség. Az 5. táblázatban nem feltüntetett nem hagyományos útvonalak a bioalapú oldószerekhez. Fejlemények a konverziós a biomassza a aromás bázis vegyi anyagok , valamint speciális útvonalak metil-etil-keton , valamint acetonitril , azt jelenti, hogy egyre változatos száma oldószerek kilátások a megújuló alapanyag.
két nemrégiben közzétett oldószerkiválasztási útmutató már beépítette a nem hagyományos bio-alapú oldószereket, amelyeket a Green Chemistry folyóiratban közzétettek egymástól 2 héten belül . Ezeket az eszközöket nem az oldószerek fenntarthatóságának leírására tervezték, hanem azáltal, hogy a bioalapú oldószereket a hagyományos oldószerekkel egyenrangúvá tették, néhány üdvözlő progresszió bizonyított. Először is a CHEM21 projekt konzorcium kidolgozott egy második oldószerkiválasztási útmutatót, amely ugyanazon GHS által vezetett módszertan alapján készült, mint korábban (ábra. 13), de most alkalmazzák neoterikus oldószerek (ábra. 15) . Ismét egy hét pont piros színű. Bár mindenkire egyformán érvényes oldószereket, ez a modell gyakran arra a következtetésre jut, neoteric oldószerek ‘problémás’, mert nem elegendő, toxikológiai vagy ökológiai adatok állnak rendelkezésre (ez az alapértelmezett következtetés, ha az adatok hiányoznak, pedig nyilvánvaló, hogy a következtetések Ábra. 15). A szerzők e mögött oldószer kiválasztási útmutató ösztönözni oldószer szállítók gyűjti adatait nyilvánosságra hozzák a termékek, különben az ismeretlen környezeti (E), egészségügyi (H), illetve biztonsági (S) profilja új oldószerek továbbra is akadály. A nem hagyományos oldószerek egészségügyi és biztonsági kritériumaiban csak kis számú piros árnyékolt pontszámra van szükség. Konkrétan ezek megfelelnek az alacsony lobbanáspontú éterek ciklopentil-metil-éter (CPME) és etil-terc-butil-éter (ETBE) biztonságosságának, valamint a reprotoxikus tetrahidrofurfuril-alkohol (THFA) egészségügyi pontszámának.
a CHEM21 nem konvencionális oldószerkiválasztási útmutató egyszerűsített változata
nagy forráspontú oldószerek (> 200 °C) legalább hét vörös árnyékolt környezeti pontszámot kap. Ez technológiai okokból (oldószereltávolítás, termékszárítás), bár feltételezve, hogy oldószeres desztillációra van szükség, ami nem mindig lehetséges. Bár egy teljesen jogos aggodalom, ez azt jelenti, hogy a glicerin és más jóindulatú oldószerek környezetkárosítónak tűnnek. Számos zöld alkohol és észter mellett (beleértve a bifunkcionális etil-laktátot is) a terc-amil-metil-étert (TAME) a kevésbé kívánatos éter-oldószerek helyettesítőjeként azonosították. Hasonlóképpen, dimetil-karbonát pontszámok is, de annak ellenére, hogy a kategorizálás ábra. 15 az aciklikus karbonátok nem elég polárisak ahhoz, hogy a klasszikus dipoláris aprotikus oldószerek közvetlen helyettesítőjének tekinthetők. Annak ellenére, hogy “problematikusnak” tekintik, a P-ciménnek nincs vörös árnyékolt pontszáma, és mivel a megújuló szénhidrogén jól helyezkedik el a toluol és más aromás oldószerek helyettesítésére . A ciklikus karbonátok és a Cirén magas forráspontjaik miatt szenvednek a környezeti értékelés során, de egyértelmű egészségügyi előnyöket kínálnak a klasszikus dipoláris aprotikus oldószerekkel szemben (ábra. 13). A javasolt nem konvencionális dipoláris aprotikus oldószer egyikében sem található nitrogén – vagy kénatom, amely égetéskor NOx – és SOx-légszennyezést okozna. Továbbá a ciklikus karbonátnak és a Cirénnek nincsenek ismert krónikus toxicitási problémái.
a második oldószerkiválasztási útmutató, amely kiterjeszti a neoterikus oldószerekre való lefedettségét, az oldószerek számítási hasonlóságán alapul . Motivációjuk feltárásával a szerzők azt állítják, hogy” a meglévő oldószerkiválasztási útmutatók csak kvázi kvantitatív információkat adnak az oldószer zöldségéről”. Az oldószerkiválasztási útmutató kidolgozásának új megközelítésében 151 oldószert vizsgáltak és csoportosítottak fizikai-kémiai tulajdonságaik szerint. Ezek közé tartozik az olvadáspont, forráspont, felületi feszültség stb. Annak érdekében, hogy az oldószerek zöldsége tisztességes módon rangsorolható legyen, egy klaszterelemzés hasonló oldószereket csoportosítva. Az 1. klaszter nem poláris és Illékony oldószerekből áll. Ebben a klaszterben könnyű alifás és olefin szénhidrogének, aromás és klórozott oldószerek vannak jelen. Kevésbé illékony, de még mindig nem poláris oldószerek alkotják a 2. klasztert (beleértve a hidrofób magasabb szénhidrogéneket, például terpéneket és hosszú láncú alkoholokat és észtereket). A 3. klaszter poláris, jellemzően vízben oldódó oldószerekből áll. Az egyes klaszterek oldószereit ezután 15 kritérium alapján értékelték (6.táblázat). Ha az adatkészlet hiányos, az oldószert kisebb követelmények (úgynevezett konfidenciaszintek) szerint értékelik. Minél kevesebb adat áll rendelkezésre a zöldség értékelésének levezetéséhez, annál kevésbé biztos a felhasználó a végső rangsorban. Toxikológiai adatok különösen hiányoznak a nem hagyományos és új bio-alapú oldószerekről. A rangsor összehasonlító alapon történik egy klaszteren belül, a pontszámok pedig nem hasonlíthatók össze a klasztereken belül.
általában az 1. klaszter tartalmazza a legmérgezőbb oldószereket. Tekintettel arra, hogy a legmagasabban rangsorolt oldószer ez a szett dietil-éter egyértelmű, hogy zöldebb alternatívái jelenlegi apoláris, illetve illékony oldószerek van szükség, vagy még jobb egy csökkent függőség ILLÉKONY oldószerek általánosabban (dietil-éter potenciálisan peroxid alkotó nagyon alacsony a gyulladási pont). A 2. klaszter számos oldószert tartalmaz, amelyek nem szerepelnek más oldószerkiválasztási útmutatókban, beleértve a zsírsav-metil-észtereket (FAMEs) és a terpéneket, amelyek meglehetősen jól szerepelnek az értékelésben. Azonban a lineáris petrolkémiai szénhidrogének (dodekán, undekán, heptán) a legmagasabb megbízhatósági szinten a 2.klaszter legzöldebb oldószerei. A 3. klaszter oldószerei kevésbé mérgezőek a vízi környezetre, és gyakrabban bio-alapúak, mint a másik két klaszter. Néhány klórozott oldószer mellett a 3. klaszter többnyire erősen poláris oldószerekből áll (víz, glicerin, etanol, acetonitril stb.).
hogyan befolyásolja az adatok hiánya az oldószerek rangsorolását a 2.klaszteren belül kiválasztott oldószerek esetében (2. ábra). 16) . A rangsor pontszámai 1 és 0 között vannak beállítva, de csak az oldószerek relatív helyzete látható az ábrán. 16, először a legzöldebb a 35 oldószer közül a 2. klaszterben. A 2. klaszter egyik oldószere sem rendelkezik fotokémiai ózonképző potenciállal (POCP), így a legmagasabb megbízhatósági zöldség-értékelést nem lehetett elvégezni. például az n-Heptane rendelkezik az összes olyan adattal, amelyet a magas megbízhatósági szint szerint kell rangsorolni. A harmadik helyen zöldebbnek tekinthető, mint a metil-Laurát (4.). A metil-oleát viszont a legjobb esetben a közepes megbízhatósági szint szerint rangsorolható. Ha összehasonlítjuk a metil-oleátot más oldószerekkel, akkor ugyanazt a megbízhatósági szintet kell használni, és csak a 2. klaszter esetében. Az n-Heptán esetében az észlelt zöldség drasztikus csökkenése akkor következik be, amikor a közepes és alacsony megbízhatósági szint felé haladunk, ahol kevesebb adat kerül alkalmazásra a rangsorban (2.ábra). 16). Általában a hagyományos alkánok és a bioalapú szénhidrogének teszik lehetővé a közepes és alacsony megbízhatósági szinteken történő éhezést. A limonén és a P-cymene ellenállóbb a rangsor csökkenésével szemben, részben azért, mert megújulók, és ez egyike a legalacsonyabb bizalmi szinten maradt öt kritériumnak. Az n-Heptán ellentmondásos értelmezései, amelyeket néha az első háromban a zöldségre gondolnak, de néha az alsó 2-ben erősen hangsúlyozzák, hogy az adatok kiemelkedőek. A kevésbé gyakori oldószerekhez több minőségi adatra van szükség, de döntő fontosságú, hogy milyen adatokat választanak ki és használnak fel a zöldség értékelésében. A zöld kémia mint alkalmazott fegyelem jellege bizonyos fokú ítélettől függ. Ez azt jelenti, hogy konszenzusra nem lehet számítani, és mindig teret hagy a nézeteltéréseknek.
a kemometrikus oldószerkiválasztási útmutató 2.klaszteréből kiválasztott oldószeres rangsor
bizonyos típusú oldószerek eredendően nemkívánatos tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezért az oldószer kiválasztása közvetlen “hasonló” helyettesítési alapon korlátozó jellegű. Csak a nagyrészt hagyományos oldószerek meglévő katalógusára támaszkodva nem lehetséges, hogy minden alkalmazáshoz zöld oldószer-helyettesítő legyen. A zöld oldószerek általában hasonlóak (például alkoholok és észterek), így az oldószerhasználat egyes területein rengeteg zöld oldószer található, de másokban továbbra is szükség van rá. Azt is kimutatták, hogy az oldószerválasztási útmutató következtetései teljesen megfordíthatók attól függően, hogy milyen adatokat használnak, ami minden bizonnyal károsítja az eszközök használatának bizalmát.