В книге проанализирована связь между компьютерной и зеленой химией, показано, как компьютерный эксперимент способствует достижению целей зеленой химии - снижению количества используемых реагентов, экономии энергии, достижению лучших результатов с меньшими усилиями, с высокой атомной эффективностью, что способствует сохранению окружающей среды и достижению целей устойчивого развития.

В книге описано, как работа на пересечении областей зеленой химии и компьютерной химии дает полезные результаты. Книга представляет собой удобное информативное руководство по соединению принципов зеленой и теоретической химии для достижения целей устойчивого развития. В отдельных главах монографии, написанных учеными Италии, России, Бразилии, Франции, Мексики, США и других стран, представлены результаты, полученные химиками-теоретиками, которые обращаются к проблемам зеленой химии, и пути использования теоретических знаний и методов для конструирования более "зеленых", экологически безопасных процессов. Обсуждены будущие направления по углублению этой связи, приведены примеры практических достижений в этой области.

В главе 3, написанной учеными МГУ (М.Г.Хренова, Е.С.Локтева) и РХТУ (В.Г.Цирельсон, Н.П.Тарасова) представлен обзор некоторых работ, проведенных в этих лидирующих университетах России, направленных на решение методами компьютерной химии проблем катализа (катализ наночастицами, активация метана на палладиевых катализаторах, промышленное применение ферментов, молекулярный докинг), экстракции радиоактивных катионов из жидких отходов, образования наноагрегатов белого фосфора, теоретической оценки взрывчатых свойств высокоэнергетических веществ. Описаны также образовательные программы в области зеленой химии.

Description

Green chemistry already draws on many techniques and approaches developed by theoretical chemists, whilst simultaneously revealing a whole range of interesting new challenges for theoretical chemists to explore. Highlighting how work at the intersection of these fields has already produced beneficial results, Green Chemistry and Computational Chemistry: Shared Lessons in Sustainability is a practical, informative guide to combining green and theoretical chemistry principles and approaches in the development of more sustainable practices. Beginning with an introduction to both theoretical chemistry and green chemistry, the book goes on to explore current approaches being taken by theoretical chemists to address green and sustainable chemistry issues, before moving on to highlight ways in which green chemists are employing the knowledge and techniques of theoretical chemistry to help in developing greener processes. The future possibilities for theoretical chemistry in addressing sustainability issues are discussed, before a selection of case studies provides good insight into how these interactions and approaches have been successfully used in practice.

Contents

1. Computational Chemistry: Studying the Properties and Behaviours of Molecules

2. Green Chemistry: Chemistry Working For Sustainability

3. State-of-the-art of Computational Green Chemistry in Leading Universities in Russia

4. Design of Dyes for Energy Transformation: From the Interaction with Biological Systems to Application in Solar Cells

5. Computational Studies of Ruthenium and Iridium Complexes for Energy Sciences and Progress on Greener Alternatives

6. Downscaling an Open Quantum System: An Atomistic Approach Applied to Photovoltaics

7. Calculation of Potential Energy Surfaces with Quantum Monte Carlo as a Useful Tool for the Design of Green Chemical Syntheses: The HOCO Radical Test Case

8. Green Chemistry Approaches to the Synthesis of Pyrazoline Steroid Derivatives and their Theoretical DFT Characterization

9. Computational Design of Cutin Derivative Bio-materials from Fatty Acids

10. Reducing Undesirable Products: Computational Chemistry Guiding the Experiments

11. Multiscale Strategies for Describing Environment Effects: From Solvents to Biomatrices

12. Computer Simulation Applied to Structural Analysis and Experimental Applications of Natural Deep Eutectic Solvents

13. Computational Chemistry and the Study and Design of Catalysts

14. Catalysis as an Effective Tool of Green Chemistry: Novel Electrodynamic and Quantum Chemical Computational Approaches to Catalytic Processes Modelling

15. Modeling the Physical Properties of Environmentally-Friendly Optical Magnetic Switches: DFT and TD-DFT

16. Frontiers in Green Radiochemistry: New Optimized Quantum Approach to Laser Separation of Isotopes and Transmutation of Radioactive Waste

17. Clay Minerals as Filters of Drug Compounds for Green Chemistry Applications

18. Therapeutically valuable bioactive extracts from Mediterranean plants: green technologies and molecular modelling for a viable endeavour