Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia Ambasciata d’Italia
Marzo 2003
CANBERRA
La Chimica “Verde” in Italia
Green Chemistry in Italy
David StClair Black
David StClair Black
Durante gli ultimi cinque anni, laureati e professori di tutto il mondo si sono ritrovati per una settimana a Venezia per una serie di Scuole Estive sulla Chimica Verde. Ho avuto la fortuna di partecipare alle ultime due, nel 2001 e nel 2002. Le Scuole Estive sono organizzate dal Consorzio Interuniversitario Nazionale la Chimica per l’Ambiente (INCA) sotto la direzione del Professor Pietro Tundo e l’amministrazione del Dott. Alvise Perosa. Le Scuole Estive sono finanziate anche dalla Comunità Europea.
For the past five years, graduate students and lecturers from around the world have gathered for a week in September in Venice for a series of Summer Schools on Green Chemistry. I have been fortunate to participate in the last two, in 2001 and 2002. The Summer Schools are organised by the Consorzio Interuniversitario Nazionale la Chimica per l'Ambiente (INCA) under the direction of Professor Pietro Tundo and the management of Dr Alvise Perosa. The Summer Schools are also supported by some EU funding.
La Chimica Verde può essere definita come l’ideazione, la progettazione e l’utilizzo di prodotti chimici e si propone di ridurre o eliminare l’uso e la produzione di sostanze nocive. La Chimica Verde si è rivelata negli ultimi anni uno fra i maggiori nuovi approcci alla chimica, richiedendo le ricerche più sofisticate ed innovative e risultando nello sviluppo di processi industriali completamente nuovi. Sono stati elaborati dodici principi chiave della Chimica Verde, i quali forniscono un’immagine più chiara e completa della ramificazione di tale concetto. I dodici principi sono: Prevenire è meglio che curare Massimizzare l’inclusione di tutti i materiali nel prodotto finale Usare e produrre sostanze con una tossicità minima o nulla I prodotti dovrebbero rimanere
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Green Chemistry can be defined as the invention, design and application of chemical products and processes to reduce or to eliminate the use and generation of hazardous substances. Green Chemistry has emerged in recent years as a major new approach to chemistry, requiring the most sophisticated and innovative research and resulting in the development of completely new industrial processes. Twelve key principles of Green Chemistry have been enunciated, and these give a clearer and amplified picture of the ramifications of this concept. The twelve principles are: • Prevention is better than treatment • Maximise the incorporation of all materials into the final product • Use and generate substances that possess little or no toxicity • Products should preserve efficacy
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efficaci, pur presentando una tossicità ridotta Evitare l’uso di sostanze ausiliarie (ad esempio solventi, agenti separatori ecc.) L’apporto energetico dovrebbe essere minimizzato: usare la temperatura ambientale e la pressione. Usare materie prime o materiali rinnovabili Evitare la derivazione (gruppi di blocco, protezione/de-protezione ecc.) I reagenti catalitici sono superiori ai reagenti stechiometrici I prodotti chimici non dovrebbero rimanere nell’ambiente dopo essere stati utilizzati Le metodologie analitiche dovrebbero permettere il monitoraggio ed il controllo durante la lavorazione I processi dovrebbero minimizzare il rischio di incidenti chimici.
of function with reduced toxicity • Avoid use of auxiliary substances (eg. solvents, separation agents etc) • Energy requirements should be minimized: use ambient temperature and pressure • Use renewable raw materials or feedstocks • Avoid derivatization (blocking groups, protection/deprotection etc) • Catalytic reagents are superior to stoichiometric reagents • Chemical products should not persist in the environment at the end of their function • Analytical methodologies should allow in-processing monitoring and control • Processes should minimize the potential for chemical accidents
Ciascuna Scuola Estiva sulla Chimica Verde ha quindi come obiettivo presentare agli studenti laureati in chimica il gran numero di successi fino ad oggi ottenuti e le importanti sfide del futuro. In sostanza, mira ad instillare questa nuova mentalità culturale nel piano di ricerca di una nuova generazione di chimici, sia che si trovino in ambito accademico, che nell’industria. Il Consorzio Italiano INCA è diventato il leader in Europa per tale movimento e le sue attività a livello mondiale lo rendono uno fra i gruppi mondiali più influenti. Il Prof. Tundo è presidente dell’ Interdivisione Sottocommissione sulla
Each Summer School on Green Chemistry therefore aims to present graduate students in chemistry with the broad range of achievements so far and the serious challenges for the future. Crucially, it aims to instil this new cultural mentality into the research planning of a new generation of chemists, whether they find themselves in academe or industry. The Italian Consortium INCA has become the centrepoint in Europe for this movement, and its worldwide activities make it one of the most influential groups in the world. Indeed, Professor Tundo is the Chair of the Inter-divisional Sub-
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Chimica Verde dell’Unione Internazionale della Chimica Pura ed Applicata.
committee on Green Chemistry of the International Union of Pure and Applied Chemistry.
Le Scuole Estive consentono un soggiorno completo e forniscono quindi un contatto informale ideale fra professori e studenti. Negli ultimi anni la sede è stata l’Istituto Canossiano, nel cuore di Venezia. La quinta Scuola Estiva nel 2002 registrò 77 partecipanti, composti da 62 studenti e 15 professori. Gli studenti provenivano dall’Argentina, Australia, Estonia, Germania, Ungheria, Italia, Olanda, Polonia, Portogallo, Romania, Russia, Spagna e Regno Unito. I professori sono accorsi dall’Australia, Germania, Ungheria, Italia, Olanda, Svizzera, Regno Unito e Stati Uniti. Gli studenti australiani partecipanti appartenevano al Centro Universitario Monash per la Chimica Verde, la quale ha stabilito forti legami con INCA. Tale collaborazione si è rafforzata grazie al convegno sulla Chimica Verde, organizzato come parte dell’Esibizione e Conferenza sulle Innovazioni Tecnologiche ItaliaAustralia, tenute con successo a Melbourne nel Marzo 2002.
The Summer Schools are fully residential, and therefore provide ideal informal contact between lecturers and students. In recent years the venue has been the Istituto Canossiano, in the heart of Venice. The Fifth Summer School in 2002 had 77 participants, made up of 62 students and 15 lecturers. The students came from Argentina, Australia, Estonia, Germany, Hungary, Italy, The Netherlands, Poland, Portugal, Romania, Russia, Spain, and the UK. Lecturers came from Australia, Germany, Hungary, Italy, The Netherlands, Switzerland, UK, and the USA. The Australian student participants came from the Monash University Centre for Green Chemistry, which has established close links with INCA. This collaboration was strengthened by the symposium on Green Chemistry held as part of the highly successful Italy-Australia Technological Innovations Conference and Exhibition held in Melbourne in March 2002.
Il programma della quinta Scuola Estiva è stato elaborato secondo le principali aree identificate per lo sviluppo della Chimica Verde e comprende i seguenti argomenti di lezione:
The program of the Fifth Summer School was grouped according to the main identified areas for development of Green Chemistry, and included the following specific lecture topics:
1) L’uso di materiali alternativi (rinnovabili e meno tossici) “L’uso di materiali rinnovabili
1. The use of alternative feedstocks (renewable and less toxic) "The use of renewable
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come contributo alla protezione ambientale” (Wolfgang Hölderich, Aachen) “Materiali carboidrati per l’industria chimica” (Frieder Lichtenhaler, Darmstadt) 2) L’uso di reagenti benigni o innocui “Reagenti verdi: dimetilcarbonato” (Pietro Tundo, Venezia) 3) L’impiego di processi naturali per l’efficienza e la selettività “Biocatalisi” (Bernard Witholt, ETH Zürich) 4) L’uso di solventi alternativi “Chimica organica in acqua” (Jan Engberts, Groningen) “Liquidi ionici” (Ken Seddon, Belfast) “Fluidi supercritici” (Walter Leitner) 5) La progettazione di sostanze chimiche più sicure “Una visione d’insieme dello sviluppo commerciale della sostituzione del clorofluorocarbone “ (Leo Manzer, Dupont USA) 6) Lo sviluppo di condizioni alternative di reazione per l’efficienza e la selettività. “Catalizzatori eterogenei per la produzione ambientale benigna di sostanze chimiche pregiate ed intermedie (Wolfgang Hölderich, Aachen) “Fotocatalisi “ (Angelo Albini, Pavia) 7) La minimizzazione del consumo energetico. “Catalisi ambientale legata all’efficienza energetica, elettricità ed economia (John Armor, Air
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feedstocks as a contribution to environmental protection" (Wolfgang Hölderich, Aachen) "Carbohydrate feedstocks for the chemical industry" (Frieder Lichtenthaler, Darmstadt) 2. The use of innocuous or benign reagents "Green reagents: dimethylcarbonate" (Pietro Tundo, Venice) 3. The employment of natural processes for efficiency and selectivity "Biocatalysis" (Bernard Witholt, ETH Zürich) 4. The use of alternative solvents "Organic chemistry in water" (Jan Engberts, Groningen) "Ionic liquids" (Ken Seddon, Belfast) "Supercritical fluids" (Walter Leitner, Aachen) 5. The design of safer chemicals An overview of the commercial development of chlorofluorocarbon replacements" (Leo Manzer, Dupont USA) 6. The development of alternative reaction conditions for efficiency and selectivity "Heterogeneous catalysts for the environmentally benign production of fine and intermediate chemicals" (Wolfgang Hölderich, Aachen) "Photocatalysis" (Angelo Albini, Pavia) 7. The minimization of energy consumption “Environmental catalysis linking energy efficiency, electricity and
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Products USA) “Catalisi enantioselettiva” (Walter Leitner, Aachen) “Processo di ossidazione catalizzato enantioselettivo (David Black, UNSW) “Catalisi omogenea nella Chimica Verde” (Istvan Horvath, Eotvos)
economics" (John Armor, Air Products USA) “Enantioselective catalysis" (Walter Leitner, Aachen) "Enantioselective catalysed oxidation processes" (David Black, UNSW) "Homogeneous catalysis in Green Chemistry" (Istvan Horvath, Eotvos)
Inoltre apparivano inoltre due lezioni generali introduttive: “La Chimica Verde: affrontando le sfide della sostenibilità (Paul Anastas, White House Science Office, USA) “ La Chimica Verde nel contesto internazionale” (David Black, UNSW)
In addition there were two general introductory lectures: "Green Chemistry: meeting the challenges of sustainability" (Paul Anastas, White House Science Office, USA) "Green Chemistry in the international context" (David Black, UNSW)
Il programma prevedeva anche piccoli gruppi di discussione ed il momento saliente è stato la presentazione di più di quaranta manifesti. I partecipanti erano molto entusiasti dell’esperienza positiva presso la Scuola Estiva ed il loro contributo servirà alla programmazione di successive Scuole, che si terranno per almeno i prossimi due anni.
The program also included smaller group tutorial discussions and a highlight was the presentation of more than forty posters. The participants were very enthusiastic about the valuable experience of the Summer School, and their feedback will assist in the programming of future Schools, which are assured for at least two more years.
Prof David StClair Black School of Chemical Sciences The University of New South Wales Sydney Versione originale in inglese Original version in English
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