Atomøkonomi

Atomøkonomi er et begrep innen grønn kjemi som beskriver hvor stor andel av atomene i utgangsmaterialene som ender opp i det ønskede produktet i en kjemisk reaksjon. Begrepet ble introdusert av kjemikeren Barry Trost tidlig på 1990-tallet og brukes som et mål på hvor mye avfall en syntese genererer.

Atomøkonomi beregnes som: atomøkonomi (%) = (molar masse til ønsket produkt / summen av molar masse til alle reaktanter) × 100%. Høy atomøkonomi betyr at de fleste atomer fra reaktantene blir til sluttproduktet. For eksempel har reaksjonen 2 H2 + O2 → 2 H2O nesten 100 prosent atomøkonomi, siden alle atomene i reaktantene blir vannmolekyler. Mange organiske reaksjoner, som esterifisering mellom en karboksylsyre og en alkohol, genererer vann som biprodukt og har lavere atomøkonomi.

Betydning og anvendelse: Atomøkonomi brukes ved planlegging av synteser for å redusere avfall og ressursbruk og for å vurdere miljøpåvirkning. Reaksjonsdesignere søker ofte metoder som øker atomøkonomien gjennom bruk av katalyse, sekvenser av trinn i ett og samme opplegg, eller ved å velge reaktanter som allerede inngår i sluttproduktet. God atomøkonomi bidrar til lavere råvareforbruk og mindre avfall hvis den kombineres med høyt utbytte og lavt energibehov.

Begrensninger: Atomøkonomi er kun ett av flere kriterier for bærekraft. En reaksjon kan ha høy atomøkonomi men kreve betydelig energi, være farlig eller koste mye, eller innebære beskyttelsessteg som ikke teller mot sluttproduktet. Derfor bør det vurderes sammen med andre miljø- og økonomiske faktorer.

Historisk notat: Konseptet ble utviklet av Barry Trost og har siden blitt et sentralt verktøy i vurdering av kjemiske synteser og grønne prosesser.