Question

杜邦公司因发明了一项新技术而获得2003年美国总统绿色化学奖，该技术利用基因工程将酵母菌的基因引入一种大肠杆菌，用来将葡萄糖发酵生成1，3丙二醇（HOCH2CH2CH2OH）。

（1）在上述发酵过程中，葡萄糖首先转化为二羟基丙酮的一磷酸酯，随后转化为目标产物。该反应对葡萄糖的原子利用率为　　　　。（原子利用率是目标产物的相对分子质量除以反应物相对原子质量之和乘以100%）

（2）生产1，3丙二醇的传统工艺是以石油为原料按下述路线进行的：石油→乙烯→环氧乙烷→3羟基丙醛→1，3丙二醇。获得3羟基丙醛的反应在乙醚溶剂中进行，用钴或铑作催化剂，温度为80 ℃，压强为107Pa；后一反应用镍作催化剂，温度为80～1 200 ℃，压强为1.6×107Pa。对比之下，新工艺至少具有哪些绿色化学特征？

Answer 1

解析　（1）根据原子利用率的概念，葡萄糖转化为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丙二醇与传统工艺制1，3丙二醇对比，可发现前者具有一些绿色化学特征；如原子利用率提高，使用了可再生的植物资源，反应在温和条件下进行因而能耗低，不使用贵金属作催化剂，不使用有机溶剂，有毒污染物排放少，反应在温和条件下进行而不使用高压设备等。

答案　（1）84.4%

（2）原子利用率提高，使用了可再生的植物资源，反应在温和条件下进行因而能耗低，不使用贵金属作催化剂，不使用有机溶剂，有毒污染物排放少，反应在温和条件下进行而不使用高压设备等。