---
title: "Syntheseplanning en groene chemie"
book: "Scheikunde van basisschool tot bovenbouw"
subject: chemistry
language: nl
chapter: 48
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/48-syntheseplanning-en-groene-chemie
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Hoofdstuk 48 — Syntheseplanning en groene chemie

Dezelfde pijnstiller, ibuprofen, is op twee manieren gemaakt. De oudere route telt zes stappen, en van elke honderd kilogram uitgangsstoffen die ze inkoopt, eindigt zestig kilogram als afval. De nieuwere telt drie stappen, en houdt bijna elk [atoom](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom) dat ze inkoopt. Allebei leveren ze hetzelfde witte poeder in de tablet; ze verschillen in de planning. Een scheikundige die een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) plant, stelt vier vragen: hoe gaat het snel, hoe krijg je veel, hoe raak je alleen het juiste deel van een [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule), en hoe verspil je weinig?

**Wat je al weet.**

Een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis): reactie, scheiding, zuivering, identificatie; haar [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) ([Hoofdstuk 28](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#ch-g10-synthesis-yield)). [Gebogen pijlen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/40-reactiemechanismen-gebogen-pijlen#def-g12-curly-arrows-curly-arrow), substitutie, additie, [eliminatie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/40-reactiemechanismen-gebogen-pijlen#def-g12-curly-arrows-categories) ([Hoofdstuk 40](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/40-reactiemechanismen-gebogen-pijlen#ch-g12-curly-arrows)). Een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) versnelt een reactie zonder verbruikt te worden ([Hoofdstuk 42](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#ch-g12-catalysis)). Een [niet-aflopende reactie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/43-chemisch-evenwicht-quotient-en-constante#def-g12-equilibrium-non-total) stopt bij $Q = K$; een overmaat van een [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant), of het weghalen van een [reactieproduct](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant), brengt haar verder ([Hoofdstuk 43](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/43-chemisch-evenwicht-quotient-en-constante#ch-g12-equilibrium)).

![Een farmaceutische fabriek: de reactoren van een synthese, opgeschaald tot tonnen.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/img-b5f8b439ae9f.jpg)

*Een farmaceutische fabriek: de reactoren van een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis), opgeschaald tot tonnen.*

## 48.1 Een synthese optimaliseren

Twee verschillende dingen kun je verbeteren: de *snelheid*, die bepaalt hoe lang de [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) duurt, en het *[rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield)*, dat bepaalt hoeveel product ze oplevert.

**Propositie 48.1 (Knoppen voor snelheid en rendement).**

- De snelheid neemt toe met de temperatuur, met de concentraties van de [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) , en met een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) .
- Het eindrendement van een [aflopende reactie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/27-de-voortgangstabel#def-g10-reaction-progress-table-limiting) ligt vast door de [beperkende beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/27-de-voortgangstabel#def-g10-reaction-progress-table-limiting) ; dat van een [niet-aflopende reactie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/43-chemisch-evenwicht-quotient-en-constante#def-g12-equilibrium-non-total) neemt toe met een overmaat van een [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) , of door een [reactieproduct](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) weg te halen zodra het ontstaat. Een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) verandert het niet: hij brengt het systeem alleen sneller naar dezelfde [eindtoestand](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/27-de-voortgangstabel#def-g10-reaction-progress-table-system) .

**Bewijs.** Het eerste punt verzamelt de [kinetische factoren](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/41-reactiesnelheden#def-g12-reaction-rates-kinetic-factor) van Hoofdstukken [41](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/41-reactiesnelheden#ch-g12-reaction-rates) en [42](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#ch-g12-catalysis). Het tweede volgt uit $Q = K$ aan het eind van een [niet-aflopende reactie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/43-chemisch-evenwicht-quotient-en-constante#def-g12-equilibrium-non-total): een [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) toevoegen of een [reactieproduct](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) weghalen maakt $Q < K$, en de reactie gaat verder in de heengaande richting. ∎

**Voorbeeld 48.2 (Verestering met een waterafscheider).**

Ethaanzuur en ethanol, één [mol](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-amount) van elk, geven in evenwicht maar $67\,\%$ [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid). Als het [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) onder terugvloeiing verwarmd wordt in een [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) dat niet met water [mengt](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix), met een beetje zuur als [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst), condenseert de damp in een zijbuis, een *waterafscheider*: het water, dat een grotere dichtheid heeft, zakt naar de bodem en blijft daar, terwijl het [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) terugstroomt in de kolf. Water verlaat de reactie zodra het ontstaat, $Q$ blijft onder $K$, en de verestering verloopt bijna volledig. Het verwarmen zorgt voor de snelheid, de [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) voor nog meer snelheid, de waterafscheider voor het [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield).

![Een waterafscheider op een kolf die onder terugvloeiing verwarmd wordt: het gevormde water wordt bij het condenseren uit de reactie gehaald.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/fig-9b11cb500bfe.svg)

*Een waterafscheider op een kolf die onder terugvloeiing verwarmd wordt: het gevormde water wordt bij het condenseren uit de reactie gehaald.*

## 48.2 Selectiviteit

Een echt [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) draagt vaak meerdere [karakteristieke groepen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-functional-group). Een [reagens](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) dat ze allemaal aanvalt, geeft een [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture); een goede [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) gebruikt een [reagens](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) dat alleen de groep aanvalt die moet veranderen.

**Definitie 48.3 (Chemoselectieve reactie).**

Een reactie is *chemoselectief* als haar [reagens](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test), op een [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) met meerdere [karakteristieke groepen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-functional-group), één groep omzet en de andere onveranderd laat.

**Voorbeeld 48.4 (Een reductor die kiest).**

Natriumboorhydride, $\ce{NaBH4}$, reduceert de carbonylgroep van [aldehyden](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl) en [ketonen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl) tot een alcoholgroep, maar laat [esters](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) ongemoeid. Op een [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) met een [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl) en een [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) verandert alleen het [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl):

$$
\ce{CH3-CO-CH2-CH2-CO-O-CH3}
  \;\xrightarrow{\ \ce{NaBH4}\ }\;
  \ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CO-O-CH3} .
$$

Een sterkere [reductor](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/35-oxidatie-en-reductie#def-g11-redox-oxidant), lithiumaluminiumhydride $\ce{LiAlH4}$, zou beide groepen reduceren: die is hier niet [chemoselectief](#def-g12-synthesis-strategy-chemoselective).

**Opmerking 48.5 (Verschillende soorten selectiviteit).**

Chemoselectiviteit kiest tussen groepen. Een reactie kan ook kiezen tussen twee posities van dezelfde groep, of tussen twee [stereo-isomeren](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/39-stereochemie-chiraliteit-en-isomeren#def-g12-stereochemistry-stereoisomer) van het product, zoals de [enzymen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-enzyme) van [Hoofdstuk 42](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#ch-g12-catalysis) en de [chirale](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/39-stereochemie-chiraliteit-en-isomeren#def-g12-stereochemistry-chiral) [moleculen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) van [Hoofdstuk 39](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/39-stereochemie-chiraliteit-en-isomeren#ch-g12-stereochemistry) lieten zien. Elke soort wordt bestudeerd in de universiteitsdelen.

## 48.3 Beschermende groepen

Als geen enkel [reagens](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) selectief genoeg is, verstopt de scheikundige de groep die niet mag reageren, voert de reactie uit, en legt de groep daarna weer bloot.

**Definitie 48.6 (Beschermende groep).**

Een *beschermende groep* is een groep die aan een [karakteristieke groep](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-functional-group) wordt vastgemaakt om te voorkomen dat die tijdens een of meer stappen van een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) reageert, en die daarna wordt verwijderd om de oorspronkelijke groep terug te geven. De drie handelingen zijn *bescherming*, *reactie* en *ontscherming*.

**Methode 48.7 (Een bescherming plannen).**

1. Maak een lijst van de groepen van elke [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) , en van de ene binding die gemaakt moet worden.
2. Markeer elke andere groep die het [reagens](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) van die stap ook zou kunnen aanvallen.
3. Bescherm elk ervan met een groep die bestand is tegen de reactieomstandigheden en die onder milde omstandigheden te verwijderen is, zonder dat de nieuwe binding sneuvelt.
4. Tel de kosten: elke bescherming voegt twee stappen toe, bescherming en ontscherming, en verlaagt het totale [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) .

**Voorbeeld 48.8 (Eén dipeptide maken, niet vier).**

Glycine, $\ce{H2N-CH2-COOH}$, en alanine, $\ce{H2N-CH(CH3)-COOH}$, dragen elk een aminogroep en een zuurgroep. Een amidebinding tussen het zuur van glycine en de [amine](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-amine) van alanine geeft het dipeptide Gly–Ala. Als je de twee aminozuren direct [mengt](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix), krijg je vier dipeptiden, Gly–Ala, Ala–Gly, Gly–Gly en Ala–Ala, in een [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) dat moeilijk te scheiden is. Het plan:

1. bescherm de [amine](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-amine) van glycine met een groep die als $\ce{Z}$ wordt geschreven, en het zuur van alanine als zijn methylester;
2. vorm de amidebinding: er zijn nog maar één zuurgroep en één aminogroep vrij;
3. verwijder beide [beschermende groepen](#def-g12-synthesis-strategy-protecting-group) .

![Bescherming, reactie, ontscherming: de enige amidebinding die kan ontstaan, is de gewenste.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/fig-8a938690dd26.svg)

*Bescherming, reactie, ontscherming: de enige amidebinding die kan ontstaan, is de gewenste.*

## 48.4 Atoomeconomie

Een [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van $100\,\%$ zegt dat elk [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) van de [beperkende beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/27-de-voortgangstabel#def-g10-reaction-progress-table-limiting) product is geworden. Het zegt niet hoeveel van de ingekochte [atomen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom) in het product terecht zijn gekomen: de andere [reactieproducten](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) van de vergelijking zijn, hoe zuiver ook, afval, tenzij iemand ze kan gebruiken.

**Definitie 48.9 (Atoomeconomie).**

De *atoomeconomie* van een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) is het deel van de massa van de [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant), genomen in de verhoudingen van de [kloppende reactievergelijking](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-equation), dat in het gewenste product terechtkomt.

**Propositie 48.10 (Atoomeconomie uit de reactievergelijking).**

Voor een [kloppende reactievergelijking](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-equation) $a_1\,\ce{R1} + a_2\,\ce{R2} + \cdots \rightarrow
p\,\ce{P} + \text{andere producten}$ geldt

$$
\text{atoomeconomie} =
  \frac{p\,M(\ce{P})}{a_1 M(\ce{R1}) + a_2 M(\ce{R2}) + \cdots}
  \times 100\,\% .
$$

**Bewijs.** Voor $x$ [mol](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-amount) reactie is de massa van de verbruikte [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) $x\,(a_1 M(\ce{R1}) + \cdots)$ en de massa van het gevormde gewenste product $x\,p\,M(\ce{P})$; hun verhouding hangt niet af van $x$. ∎

**Methode 48.11 (Een atoomeconomie berekenen).**

1. Schrijf de [kloppende reactievergelijking](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-equation) op; tel bij een route van meerdere stappen de stappen zo op dat elk intermediair wegvalt.
2. Bereken de [molaire massa](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van elke [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) en van het gewenste product.
3. Pas de formule toe, met de [coëfficiënten](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-coefficient) .
4. Het afval per kilogram product is $(100 - \text{atoomeconomie})/\text{atoomeconomie}$ kilogram.

**Voorbeeld 48.12 (Additie tegen substitutie).**

Broomethaan uit etheen, $\ce{C2H4 + HBr -> C2H5Br}$: elk [atoom](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom) komt in het product terecht, [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) $108.9/(28.0 + 80.9) = 100\,\%$. Ethanol uit broomethaan, $\ce{C2H5Br + NaOH -> C2H5OH + NaBr}$: de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) is $46.0/(108.9 + 40.0) = 30.9\,\%$; per kilogram ethanol $2.2\,\mathrm{kg}$ natriumbromide. Een additie heeft altijd een [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) van $100\,\%$; een substitutie of een [eliminatie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/40-reactiemechanismen-gebogen-pijlen#def-g12-curly-arrows-categories) nooit.

![Atoomeconomieën berekend uit de reactievergelijkingen: etheen met waterstofbromide, ethaanzuur met ethanol, de twee routes naar ibuprofen, en broomethaan met natriumhydroxide.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/fig-8e8703d2081f.svg)

*Atoomeconomieën berekend uit de [reactievergelijkingen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-equation): etheen met waterstofbromide, ethaanzuur met ethanol, de twee routes naar ibuprofen, en broomethaan met natriumhydroxide.*

## 48.5 Groene chemie

**Definitie 48.13 (Groene chemie).**

*Groene chemie* is het ontwerpen van chemische producten en processen die het gebruik en de productie van gevaarlijke stoffen verminderen of uitbannen, van de keuze van de [grondstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/7-van-grondstof-tot-recycling#def-g5-raw-materials-and-recycling-raw-material) tot wat er met het product gebeurt na gebruik.

Twaalf principes vatten de aanpak samen; elk is een vraag die je aan een proces stelt.

1. Voorkom afval, in plaats van het te behandelen.
2. Maximaliseer de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) .
3. Ontwerp minder gevaarlijke [syntheses](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) .
4. Ontwerp veiligere [chemische stoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species) en producten.
5. Gebruik veiligere [oplosmiddelen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) en reactieomstandigheden.
6. Verhoog de energie-efficiëntie: werk bij een temperatuur en druk dicht bij die van de omgeving.
7. Gebruik hernieuwbare [grondstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/7-van-grondstof-tot-recycling#def-g5-raw-materials-and-recycling-raw-material) .
8. Vermijd chemische derivaten, zoals [beschermende groepen](#def-g12-synthesis-strategy-protecting-group) .
9. Gebruik [katalysatoren](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) , geen stoichiometrische [reagentia](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) .
10. Ontwerp producten die na gebruik afbreken.
11. Analyseer in real time om vervuiling te voorkomen.
12. Beperk de kans op ongevallen.

**Opmerking 48.14 (Principes, geen wetten).**

De principes trekken vaak verschillende kanten op: een [beschermende groep](#def-g12-synthesis-strategy-protecting-group) gaat in tegen principe 8, maar kan een hele [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) redden; een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) die energie spaart, kan een zeldzaam [metaal](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/20-het-periodiek-systeem-een-eerste-blik#def-g9-periodic-table-first-look-metal) bevatten. Een proces beoordelen betekent ze tegen elkaar afwegen, zo veel mogelijk met getallen: [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy), [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield), massa afval, energie.

**Geschiedenis — Groene chemie, 1998.**

In 1998 publiceerden de scheikundigen Paul Anastas en John Warner een boek, *Green Chemistry: Theory and Practice*, waarin de twaalf principes werden uiteengezet. Een jaar eerder was een overheidsprijs voor groenere [syntheses](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) toegekend aan de route in drie stappen naar ibuprofen, die sinds 1992 op industriële schaal draaide. Sindsdien leren scheikundigen de principes als onderdeel van hun vak.

**Voorbeeld 48.15 (Twee routes naar ibuprofen).**

Ibuprofen, $\ce{C13H18O2}$, wordt gemaakt uit de koolwaterstof $\ce{C10H14}$ (isobutylbenzeen). De oudere route gebruikt zes stappen en in elke stap een volle hoeveelheid [reagens](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test); bij elkaar opgeteld hebben haar [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) een som van [molaire massa’s](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van $514.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, voor $206.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ibuprofen: [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) $40\,\%$. De nieuwere route gebruikt drie stappen, waarvan twee gekatalyseerd, en de totale vergelijking

$$
\ce{C10H14 + C4H6O3 + H2 + CO -> C13H18O2 + C2H4O2}
$$

geeft $206.0/266.0 = 77\,\%$. Haar bijproduct, ethaanzuur, wordt teruggewonnen en gebruikt: als je het als product meetelt, is de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) meer dan $99\,\%$.

![Ibuprofen (boven) en zijn twee industriële routes: de oudere, met zes stappen, en de nieuwere, met drie gekatalyseerde stappen, met hun atoomeconomieën.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/fig-c455583953b4.svg)

![Ibuprofen (boven) en zijn twee industriële routes: de oudere, met zes stappen, en de nieuwere, met drie gekatalyseerde stappen, met hun atoomeconomieën.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/fig-44abbb598387.svg)

*Ibuprofen (boven) en zijn twee industriële routes: de oudere, met zes stappen, en de nieuwere, met drie gekatalyseerde stappen, met hun atoomeconomieën.*

**Voorbeeld 48.16 (Groenere oplosmiddelen).**

Veel reacties en [extracties](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#def-g10-chemical-species-extraction) gebruiken organische [oplosmiddelen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) die giftig, brandbaar of vluchtig zijn. Water is het veiligste [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) van allemaal, als de [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) erin [oplossen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). Koolstofdioxide wordt een ander: boven $31\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en $73.8\,\mathrm{bar}$ is het een *superkritisch fluïdum*, vloeistof noch gas, dat veel organische [moleculen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) [oplost](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). Het haalt bijvoorbeeld cafeïne uit koffiebonen; als de druk eraf gaat, wordt het gewoon weer gas en laat het geen resten achter in het product.

![Een hogedrukvat voor extractie, waarin superkritisch koolstofdioxide een organisch oplosmiddel vervangt.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-synthesis-strategy/img-9826e48dd6cd.jpg)

*Een hogedrukvat voor [extractie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#def-g10-chemical-species-extraction), waarin superkritisch koolstofdioxide een organisch [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) vervangt.*

## 48.6 Oefeningen

**Oefening 48.1 ★.**

Ethanol kan gemaakt worden door hydratatie van etheen, $\ce{C2H4 + H2O -> C2H5OH}$, of door vergisting van glucose, $\ce{C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2}$. Bereken de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) van elk.

**Oplossing van Oefening 48.1.**

Hydratatie: $46.0/(28.0 + 18.0) = 100\,\%$. Vergisting: $2 \times 46.0/180.0 = 51.1\,\%$.

**Oefening 48.2 ★.**

Noem in het dipeptideschema van dit hoofdstuk de stap waarin elke [beschermende groep](#def-g12-synthesis-strategy-protecting-group) wordt aangebracht, en de stap waarin hij wordt verwijderd.

**Oplossing van Oefening 48.2.**

Beide groepen, $\ce{Z}$ op de [amine](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-amine) van glycine en de methylester op het zuur van alanine, worden in stap 1 aangebracht en in stap 3 verwijderd.

**Oefening 48.3 ★.**

Een fabriek vervangt in een van haar reacties een gechloreerd [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) door water. Welk principe van de [groene chemie](#def-g12-synthesis-strategy-green-chemistry) past ze toe?

**Oplossing van Oefening 48.3.**

Principe 5: gebruik veiligere [oplosmiddelen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) en reactieomstandigheden.

**Oefening 48.4 ★.**

Waarom verhoogt een overmaat ethanol het [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van een verestering, maar een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) niet?

**Oplossing van Oefening 48.4.**

Een overmaat ethanol maakt $Q < K$, dus de reactie gaat verder in de heengaande richting. Een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) versnelt beide richtingen evenveel: dezelfde [eindtoestand](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/27-de-voortgangstabel#def-g10-reaction-progress-table-system) wordt bereikt, alleen eerder.

**Oefening 48.5 ★.**

Natriumboorhydride reduceert [aldehyden](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl) en [ketonen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl), geen [esters](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid). Is zijn reactie met methyl-4-oxopentanoaat (een [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl) en een [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid)) [chemoselectief](#def-g12-synthesis-strategy-chemoselective)? Welke groep verandert?

**Oplossing van Oefening 48.5.**

Ja: alleen het [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carbonyl) wordt gereduceerd, tot een secundaire alcoholgroep; de [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) blijft onveranderd.

**Oefening 48.6 ★★.**

Eén [mol](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-amount) ethaanzuur en één [mol](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-amount) ethanol geven in evenwicht $0.67\,\mathrm{mol}$ [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid). Stel twee manieren voor om deze hoeveelheid te verhogen, en één manier om haar sneller te bereiken.

**Oplossing van Oefening 48.6.**

Meer [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid): een overmaat van een [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant), of het water weghalen (waterafscheider) zodra het ontstaat. Sneller: [verwarmen onder terugvloeiing](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-reflux), een zure [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) toevoegen.

**Oefening 48.7 ★★.**

Methyl-4-oxopentanoaat, $\ce{CH3-CO-CH2-CH2-CO-O-CH3}$, wordt eenmaal behandeld met natriumboorhydride, en eenmaal met een overmaat lithiumaluminiumhydride, dat de [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) reduceert tot twee [alcoholen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-alcohol). Schrijf elk product op.

**Oplossing van Oefening 48.7.**

Met $\ce{NaBH4}$:

$$
\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CO-O-CH3} .
$$

Met $\ce{LiAlH4}$:

$$
\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH2OH}
$$

(pentaan-1,4-diol), plus methanol uit de andere helft van de [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid).

**Oefening 48.8 ★★.**

Welke reacties in het staafdiagram van de atoomeconomieën houden meer dan drie kwart van de [atomen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom)? Met welke factor is de route in drie stappen naar ibuprofen beter dan die in zes stappen?

**Oplossing van Oefening 48.8.**

De additie ($100\,\%$), de verestering ($83\,\%$) en de route in drie stappen naar ibuprofen ($77\,\%$). $77.4/40.0 = 1.9$: bijna twee keer zo goed.

**Oefening 48.9 ★★.**

Aspirine wordt gemaakt volgens $\ce{C7H6O3 + C4H6O3 -> C9H8O4 + C2H4O2}$. Bereken de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) en de massa bijproduct per kilogram aspirine.

**Oplossing van Oefening 48.9.**

$180.0/(138.0 + 102.0) = 75.0\,\%$. Ethaanzuur: $60.0/180.0 = 0.333\,\mathrm{kg}$ per kilogram aspirine.

**Oefening 48.10 ★★.**

Waarom wordt een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) onder terugvloeiing verwarmd en niet in een open kolf? Welke van de twee, snelheid of [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield), verbetert het verwarmen?

**Oplossing van Oefening 48.10.**

Het verwarmen versnelt de reactie; de koeler laat de dampen terugstromen in de kolf, zodat er geen [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) of [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) verloren gaat. Verwarmen verbetert de snelheid, niet het eindrendement.

**Oefening 48.11 ★★.**

Tel in de figuur van de twee routes naar ibuprofen de stappen, en zeg welke principes van de [groene chemie](#def-g12-synthesis-strategy-green-chemistry) de nieuwere route toepast. Geef er drie.

**Oplossing van Oefening 48.11.**

Zes stappen tegen drie. Principes: voorkom afval (1), maximaliseer de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) (2), gebruik [katalysatoren](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) (9); ook minder stappen, minder energie (6).

**Oefening 48.12 ★★★.**

Een [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) in drie stappen heeft [rendementen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van $80\,\%$, $70\,\%$ en $90\,\%$. Bereken het totale [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield). Welke hoeveelheid uitgangsstof is er nodig om $0.10\,\mathrm{mol}$ eindproduct te krijgen, als één [mol](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-amount) uitgangsstof hoogstens één [mol](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-amount) product geeft?

**Oplossing van Oefening 48.12.**

$0.80 \times 0.70 \times 0.90 = 0.504$: $50.4\,\%$. Uitgangsstof: $0.10/0.504 = 0.20\,\mathrm{mol}$.

**Oefening 48.13 ★★★.**

Plan de [synthese](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-synthesis) van het dipeptide Ala–Gly (het zuur van alanine gebonden aan de [amine](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-amine) van glycine): welke groepen bescherm je, en hoeveel stappen telt het plan?

**Oplossing van Oefening 48.13.**

Bescherm de [amine](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-amine) van alanine ($\ce{Z}$) en het zuur van glycine (methylester); vorm de amidebinding tussen het vrije zuur van alanine en de vrije [amine](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/33-karakteristieke-groepen-en-families#def-g11-functional-groups-amine) van glycine; verwijder beide [beschermende groepen](#def-g12-synthesis-strategy-protecting-group). Drie fasen, dat zijn vijf reacties als je elke bescherming en ontscherming meetelt.

**Oefening 48.14 ★★★.**

Een bedrijf noemt zijn proces “groen” omdat het een [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) gebruikt. Het proces draait bij $250\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ in benzeen, een giftig [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), en de [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) is $35\,\%$. Beoordeel die bewering, principe voor principe.

**Oplossing van Oefening 48.14.**

De [katalysator](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) past principe 9 toe. Maar $250\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ gaat in tegen principe 6, benzeen tegen principes 3 en 5, en een [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) van $35\,\%$ tegen principe 2: $65/35 = 1.9\,\mathrm{kg}$ afval per kilogram product. Eén groen kenmerk maakt nog geen groen proces.

**Oefening 48.15 ★★★.**

Cafeïne wordt uit koffiebonen gehaald met dichloormethaan, een vluchtig gechloreerd [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), of met superkritisch koolstofdioxide bij ongeveer $40\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en $100\,\mathrm{bar}$. Leg uit waarom het tweede superkritisch is en waarom er een sterk vat voor nodig is, en geef twee voordelen die het heeft boven het eerste.

**Oplossing van Oefening 48.15.**

$40\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en $100\,\mathrm{bar}$ liggen boven het kritieke punt van koolstofdioxide, $31\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en $73.8\,\mathrm{bar}$. De druk is honderd keer de atmosferische druk: het vat is van dik staal. Koolstofdioxide is niet giftig en niet brandbaar, het wordt weer gas zonder resten achter te laten, en het kan opnieuw gebruikt worden; er ontsnapt geen gechloreerd [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute).

## 48.7 Probleem: Twee routes naar ibuprofen

**Probleem 48.1.**

Weekendprobleem — hoeveel afval vermijdt de route in drie stappen per ton ibuprofen?

De oudere route naar ibuprofen $\ce{C13H18O2}$ telt zes stappen. Bij elkaar opgeteld zijn haar [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) $\ce{C10H14}$, $\ce{C4H6O3}$, $\ce{C4H7ClO2}$, $\ce{C2H5ONa}$, een zuur dat als $\ce{H3O}$ wordt geteld, $\ce{NH3O}$ en twee keer $\ce{H2O}$. De nieuwere route telt drie stappen:

$$
\ce{C10H14 + C4H6O3 + H2 + CO -> C13H18O2 + C2H4O2} .
$$

**Deel I — De vergelijkingen.**

1. Controleer dat de vergelijking van de nieuwere route klopt voor koolstof, waterstof en zuurstof.
2. Noem het bijproduct van de nieuwere route.
3. Welke elementen van de [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) komen bij de oudere route helemaal in het afval terecht?
4. Welke van de twee routes gebruikt [katalysatoren](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) ? Welk principe past dat toe?

**Deel II — Atoomeconomieën.**

5. Bereken de [molaire massa](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van ibuprofen.
6. Bereken de som van de [molaire massa’s](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van de [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) van de oudere route.
7. Leid daaruit haar [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) af.
8. Bereken de som van de [molaire massa’s](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van de [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) van de nieuwere route.
9. Leid daaruit haar [atoomeconomie](#def-g12-synthesis-strategy-atom-economy) af.
10. Wat wordt die als het ethaanzuur als product wordt meegeteld?

**Deel III — Afval per ton.**

11. Welke massa [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) wordt er bij de oudere route, bij een [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van $100\,\%$ , per ton ibuprofen ingekocht?
12. Welke massa afval levert die route per ton?
13. Dezelfde vraag voor de nieuwere route: massa [beginstoffen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) per ton.
14. Massa ethaanzuur per ton.
15. Welke massa afval per ton wordt er vermeden als het ethaanzuur als afval wordt meegeteld?

**Deel IV — [Rendementen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) en de echte wereld.**

16. Stel dat elke stap een [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van $90\,\%$ heeft. Bereken het totale [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van de oudere route.
17. Hetzelfde voor de nieuwere route.
18. Geef, naast de [reactievergelijking](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-equation) , nog een reden waarom minder stappen minder afval betekenen.
19. In de praktijk wordt het ethaanzuur teruggewonnen en gebruikt. Welke massa afval per ton levert de nieuwere route dan, bij een [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/28-synthese-rendement-en-zuiverheid#def-g10-synthesis-yield-yield) van $100\,\%$ ?
20. Geef het eindantwoord: hoeveel afval vermijdt de route in drie stappen per ton ibuprofen?

**Oplossing van Probleem 48.1.**

**1.** C: $10 + 4 + 1 = 15 = 13 + 2$; H: $14 + 6 + 2 = 22 = 18 + 4$; O: $3 + 1 = 4 = 2 + 2$.

**2.** Ethaanzuur, $\ce{C2H4O2}$.

**3.** Stikstof, chloor en natrium: ibuprofen bevat alleen koolstof, waterstof en zuurstof.

**4.** De nieuwere: principe 9, [katalysatoren](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/42-katalyse#def-g12-catalysis-catalyst) in plaats van stoichiometrische [reagentia](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/10-stoffen-herkennen#def-g7-identifying-substances-characteristic-test).

**5.** $13 \times 12.0 + 18 \times 1.0 + 2 \times 16.0 =
206.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**6.** $134.0 + 102.0 + 122.5 + 68.0 + 19.0 + 33.0 + 36.0 =
514.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**7.** $206.0/514.5 = 40.0\,\%$.

**8.** $134.0 + 102.0 + 2.0 + 28.0 = 266.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**9.** $206.0/266.0 = 77.4\,\%$.

**10.** $(206.0 + 60.0)/266.0 = 100\,\%$ op papier; meer dan $99\,\%$ in de praktijk.

**11.** $514.5/206.0 = 2.50\,\mathrm{t}$.

**12.** $2.50 - 1 = 1.50\,\mathrm{t}$.

**13.** $266.0/206.0 = 1.29\,\mathrm{t}$.

**14.** $60.0/206.0 = 0.29\,\mathrm{t}$.

**15.** $1.50 - 0.29 = 1.21\,\mathrm{t}$.

**16.** $0.90^6 = 0.53$: $53\,\%$.

**17.** $0.90^3 = 0.73$: $73\,\%$.

**18.** Elke stap gebruikt [oplosmiddelen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), scheidingen en zuiveringen, en verliest wat product: minder stappen, minder van zulke verliezen.

**19.** Bijna niets: haar enige bijproduct wordt gebruikt.

**20.** De route in drie stappen vermijdt ongeveer $1.5\,\mathrm{t}$ afval per ton ibuprofen ($1.2\,\mathrm{t}$ zelfs als haar ethaanzuur zou worden weggegooid).