YEŞİL KİMYA PRENSİPLERİ VE ÇEVRE DOSTU SENTEZ METODOLOJİLERİ
Özet
ÖZET
Kimya bilimi; enerji, ilaç, tarım, gıda, polimer, kozmetik ve ileri malzeme teknolojileri gibi sektörlerde kullanılan ürünlerin geliştirilmesinde önemli bir role sahiptir. Bununla birlikte kimyasal ürünlerin üretiminde kullanılan hammaddeler, çözücüler, reaktifler ve enerji kaynakları ile proses sırasında oluşan yan ürün ve atıklar, uygun biçimde yönetilmediğinde çevre ve insan sağlığı açısından çeşitli riskler oluşturabilir. Bu nedenle günümüzde kimyasal proseslerin değerlendirilmesinde yalnızca ürün verimi ve reaksiyon başarısının değil, kullanılan kaynakların niteliğinin, oluşan atık miktarının, enerji gereksiniminin, toksisite ve proses güvenliğinin de dikkate alınması gerekmektedir.
Yeşil kimya, kimyasal ürün ve proseslerin tehlikeli maddelerin kullanılması ve oluşmasını azaltacak veya mümkün olduğunda ortadan kaldıracak şekilde tasarlanmasını amaçlayan bir yaklaşım olarak ortaya çıkmıştır. Bu yaklaşımın önemli bir özelliği, çevresel sorunların proses tamamlandıktan sonra giderilmesinden ziyade, kirlilik ve tehlikenin daha kimyasal tasarım aşamasında önlenmesine odaklanmasıdır. Dolayısıyla yeşil kimya; hammadde seçimi, reaksiyon tasarımı, çözücü kullanımı, enerji tüketimi, kataliz, ürünün kullanım sonrası davranışı ve proses güvenliği gibi farklı unsurları aynı tasarım çerçevesinde değerlendirmektedir.
Yeşil kimyanın temel çerçevesini oluşturan on iki ilke; atık oluşumunun önlenmesi, atom ekonomisinin artırılması, daha az tehlikeli sentezlerin ve kimyasalların tasarlanması, daha güvenli çözücü ve yardımcı maddelerin kullanılması, enerji verimliliğinin artırılması, yenilenebilir hammaddelerden yararlanılması, gereksiz türevlendirmelerin azaltılması, katalizör kullanılması, bozunma için tasarım, gerçek zamanlı analiz ve daha güvenli kimyasal proseslerin geliştirilmesi gibi birbirleriyle ilişkili hedefleri kapsamaktadır.
Organik sentez açısından bu ilkelerin uygulanmasında atom ekonomisinin yükseltilmesi, sentetik basamakların azaltılması, katalitik ve biyokatalitik reaksiyonların kullanılması, çözücü miktarının azaltılması veya daha uygun çözücülerin seçilmesi, çözücüsüz veya sulu ortamların değerlendirilmesi, mikrodalga ve sonokimyasal yöntemlerden yararlanılması önemli seçeneklerdir. Bununla birlikte bir sentez yönteminin yalnızca yüksek ürün verimine, kısa reaksiyon süresine veya düşük çözücü kullanımına sahip olması, yöntemin tek başına yeşil olarak kabul edilmesi için yeterli değildir. Yeşil kimya alanında, atom ekonomisi, E-faktör, reaksiyon kütle verimliliği, proses kütle yoğunluğu, enerji tüketimi, çözücü yükü, toksisite ve yaşam döngüsü etkileri gibi göstergelerin birlikte değerlendirilmesi daha geniş bir değerlendirme sağlamaktadır.
Anahtar Kelimeler: sürdürülebilir kimya, çevre dostu sentez, atom ekonomisi, katalizör, biyokataliz, yeşil çözücüler, enerji verimliliği, E-faktör, proses kütle yoğunluğu, yeşil sentez
Konu Alanı: Kimya -> Kimya (diğer) -> Organik Kimya
ACS Green Chemistry Institute Pharmaceutical Roundtable. (2011). Solvent selection guide: Version 2.0. American Chemical Society.
Anastas, P., & Eghbali, N. (2010). Green chemistry: Principles and practice. Chemical Society Reviews, 39(1), 301–312. https://doi.org/10.1039/B918763B
Clark, J. H. (2005). Green chemistry and environmentally friendly technologies. In C. A. M. Afonso & J. G. Crespo (Eds.), Green separation processes. Wiley-VCH.
Clark, J. H. (2025). Green chemistry metrics — what, why and using them today. Nature Reviews Methods Primers, 5, 63. DOI: 10.1038/s43586-025-00439-2. Nature
Constable, D. J. C., Curzons, A. D., & Cunningham, V. L. (2002). Metrics to ‘green’ chemistry—which are the best? Green Chemistry, 4, 521–527. DOI: 10.1039/B206169B.
Constable, D. J. C. (2018). Green chemistry metrics. In D. J. C. Constable & C. Jiménez-González (Eds.), Handbook of green chemistry: Green metrics. Wiley-VCH. https://doi.org/10.1002/9783527628698.hgc124
Fassbach, T. A., Ji, J.-M., Vorholt, A. J., & Leitner, W. (2024). Recycling of homogeneous catalysts: Basic principles, industrial practice, and guidelines for experiments and evaluation. ACS Catalysis, 14(9), 7289–7298. https://doi.org/10.1021/acscatal.4c01006
Gülten, Ş. (2018). Yeşil kimya ölçümleri: Katalizörlü ve katalizörsüz reaksiyon şartlarında sentezlenmiş Biginelli bileşiklerinin yeşil kimya ölçümlerinin hesaplanması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 14, 61–69. https://doi.org/10.31590/ejosat.418791
Karagölge, Z., & Gür, B. (2016). Sürdürülebilir kimya: Yeşil kimya. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(2), 89–96. https://doi.org/10.21597/jist.2016218851
Kappe, C. O. (2004). Controlled microwave heating in modern organic synthesis. Angewandte Chemie International Edition, 43(46), 6250–6284. https://doi.org/10.1002/anie.200400655
Kurul, F., Doruk, B., & Topkaya, S. N. (2025). Principles of green chemistry: Building a sustainable future. Discover Chemistry, 2, 68. https://doi.org/10.1007/s44371-025-00152-9
Li, C.-J., & Chan, T.-H. (2007). Comprehensive organic reactions in aqueous media (2nd ed.). Wiley-Interscience.
Löwgren, B. H., Hoffmann, C., Vijver, M. G., Steubing, B., & Cardellini, G. (2025). Towards sustainable chemical process design: Revisiting the integration of life cycle assessment. Journal of Cleaner Production, 491, 144831. DOI: 10.1016/j.jclepro.2025.144831.
Lucas, E., Martín, A. J., Mitchell, S., Nabera, A., Santos, L. F., Pérez-Ramírez, J., & Guillén-Gosálbez, G. (2024). The need to integrate mass- and energy-based metrics with life cycle impacts for sustainable chemicals manufacture. Green Chemistry, 26, 9300–9309. DOI: 10.1039/D4GC00394B. Royal Society of Chemistry
Melchionna, M., & Fornasiero, P. (2025). What is to be expected from heterogeneous catalysis in the pipeline to circular economy? ChemSusChem, 18(5), e202402064. https://doi.org/10.1002/cssc.202402064
Ökten, Z. M., Güven, E., & Eren, T. (2025). Yeşil kimya alanında yayımlanan lisansüstü tezlerin bibliyometrik analizi. Çevre, Şehir ve İklim Dergisi, 4(7), 188–205.
Papanikolaou, G., Centi, G., Perathoner, S., & Lanzafame, P. (2024). Green synthesis and sustainable processing routes. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 47, 100918. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2024.100918
Sheldon, R. A. (2005). Green solvents for sustainable organic synthesis: State of the art. Green Chemistry, 7(5), 267–278. https://doi.org/10.1039/B418069K
Sheldon, R. A. (2012). Fundamentals of green chemistry: Efficiency in reaction design. Chemical Society Reviews, 41(4), 1437–1451. https://doi.org/10.1039/C1CS15219J
Sheldon, R. A. (2016). Green chemistry and resource efficiency: Towards a green economy. Green Chemistry, 18(11), 3180–3183. https://doi.org/10.1039/C6GC90040B
Sheldon, R. A. (2017). The E factor 25 years on: The rise of green chemistry and sustainability. Green Chemistry, 19(1), 18–43. https://doi.org/10.1039/C6GC02157C
Sheldon, R. A. (2018). Metrics of green chemistry and sustainability: Past, present, and future. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 6(1), 32–48. DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b03505.
Sheldon, R. A., & Woodley, J. M. (2018). Role of biocatalysis in sustainable chemistry. Chemical Reviews, 118(2), 801–838. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00203
Söğüt, Ö., & Çelebi, B. (2020). Daha temiz analizler: Yeşil kimya. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(1), 160–175. https://doi.org/10.29130/dubited.579987
Suslick, K. S. (1990). Sonochemistry. Science, 247(4949), 1439–1445. https://doi.org/10.1126/science.247.4949.1439
Tamargo, R. J. I., Cosiñero, H. S. O., Potato, D. N. C., & Dumrigue, A. H. P. (2024). Metrics of green chemistry and sustainability. In M. Sen (Ed.), Sustainable green catalytic processes (pp. 225–258). Scrivener Publishing. https://doi.org/10.1002/9781394212767.ch10
Tanaka, K., & Toda, F. (2000). Solvent-free organic synthesis. Chemical Reviews, 100(3), 1025–1074. https://doi.org/10.1021/cr940089p
Trinh, Q. T., Golio, N., Cheng, Y., et al. (2025). Sonochemistry and sonocatalysis: current progress, existing limitations, and future opportunities in green and sustainable chemistry. Green Chemistry, 27, 4926–4958. https://doi.org/10.1039/D5GC01098E
Trost, B. M. (1991). The atom economy—A search for synthetic efficiency. Science, 254(5037), 1471–1477. https://doi.org/10.1126/science.1962206
Tundo, P., & Griguol, E. (2018). Green chemistry for sustainable development. Chemistry International, 40(1), 18–22.
Cetinkaya, F., TURGUT CİN, G., & GÜMÜŞ, M. K. (2026). YEŞİL KİMYA PRENSİPLERİ VE ÇEVRE DOSTU SENTEZ METODOLOJİLERİ. In ÖZDOKUR, K. V. (Ed.), Çağdaş Kimya Araştırmaları ve Multidisipliner Uygulamaları-Contemporary Chemistry Research and Multidisciplinary Applications (pp. -). Vizetek Yayıncılık. https://doi.org/10.54637/vizetek.9786253824792
| Kitap: |
| Yayınevi:
Vizetek Yayıncılık |