绿色化学课后题答案(8)

-Cl 可能发生取代反应 ；-C=O 可能发生加成反应

-N=C=O 可能发生加成反应 ；-C≡N 可能发生加成反应

第四章作业题

1. 由碳、硅元素的化学性质，试讨论用硅取代碳的可行性及硅取代物的优点？

答：碳和硅都是4A族元素，因此，在化学性质上有相似性。与同族的其他元素一样，硅和碳都是4价元素，能形成四面体结构，能与碳形成稳定的化学键。硅取代碳后形成的衍生物是无毒的，尤其是与同族的锗、锡、铅的衍生物相比。因此，硅是唯一一个能用作对碳作等电排置换的元素。另外，硅是自然界存量丰富，价格低廉，且可以各种形式出现的元素。

2. 用辛醇-水分配系数表征有毒化学品毒性的一般准则是什么？

答：辛醇-水分配系数是用来描述物质油溶性的，也是常用于股价有机化学品对水生生物独行的物理化学性质，logP通常能与生物活性很好地关联起来。一般来说，对于仅表现出麻痹型毒性的非离子有机物，在logP≤5时，其致死性和慢性毒性随油溶性成指数增大（不包括染料、聚合物、表面活性剂）；当logP＞5时，毒性随油溶性成指数减少，因此对生物活性降低；logP在5~8之间时，长期接触这类非离子型有机化合物呈现慢性毒性；logP≥8时，长期接触也不表现出毒性，因为此时水溶性很差，化学品变得没有生物活性。（也有一些麻醉型毒物如脂肪醇、氯代苯、丙酮、二硫化物和一些“反应性”化学品如丙烯酸盐、酯等，在logP=6时仍时剧毒的。还有一些“反应性”化学品如脂肪胺、表面活性剂等，则到logP＞8时仍表现出剧毒性）。另一方面，logP很小的化学品由于没有足够的油溶性，因而不能进入水生生物的细胞膜，故没有生物活性。

3. 除了辛醇-水分配系数，还有那些性质可以表征有毒化学品毒性？

答题要点：水溶性、分子大小和相对分子质量等

4. 从分子量、分子体积角度看，应该怎样设计更加安全的化学品？

答：如果分子的所有其他性质均保持不变而仅是相对分子质量增大，其对水生生物的毒性就会减小。一般来说，相对分子质量增大，毒性就会减少。相对分子质量达到1000后，其对水生生物的毒性就可忽略，因为这么大的分子不能扩散通过水生生物的呼吸膜。化学物质对水生生物的毒性也会随其分子提及的增大而减小，这也是因为体积大的分子不易穿过水生生物的呼吸膜。一般说来，相对分子质量大于1000的聚合物的体积也较大，另外一些横街直径较大的物质单体的体积也很大。一般，最小横截直径大于1纳米的分子不易于在水生生物呼吸器官中扩散和穿越。

5. 可降解的化合物在化学结构和物理性质上有何特点？

答：化学结构：

（1） 具有水解酶潜在作用为的物质会增大其生物降解能力（比如酯，酶）；

（2） 在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性。