DOZN?3.0：面向可持续化学的定量绿色化学评估工具及其应用研究

本文推荐研究人员针对绿色化学缺乏标准化评估工具的问题，开发了DOZN?3.0定量评估系统。该工具基于十二项绿色化学原则，通过整合GHS、CAS和SDS数据，实现对化学过程资源利用、能效及环境危害的综合评分。研究提升了可持续化学实践的可比性和可操作性，为行业绿色转型提供了关键技术支持，发表于《Sustainable Chemistry for Climate Action》。

　　

在全球可持续发展与气候行动的推动下，绿色化学已成为化学工业转型的核心方向。然而，长期缺乏标准化、可量化的评估工具，使得许多绿色化学原则难以落地实施。传统的质量基评估方法无法全面反映过程的环境影响，而生命周期评估（LCA）又因数据需求大、耗时长难以广泛应用。学术界和工业界迫切需要一套科学、透明且易于操作的评价系统，能够依据保罗·阿纳斯塔斯（Paul Anastas）和约翰·沃纳（John Warner）提出的十二项绿色化学原则，对化学过程进行系统评估与比较。

为此，潘卡吉·夏尔马（PankaJ Sharma）和埃蒂冈德·庞努萨米（Ettigounder Ponnusamy）代表西格玛奥德里奇化学有限公司（Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd.）研发团队，开发出了DOZN?3.0——一个基于网络的、免费的定量绿色化学评估工具。该研究发表于《Sustainable Chemistry for Climate Action》，系统阐述该工具的设计原理、功能特点、应用案例与局限性，为化学过程的可持续性评估提供了全面而实用的解决方案。

为开展本研究，作者团队以十二项绿色化学原则为理论框架，整合多项关键技术与方法：包括基于GHS（全球化学品统一分类和标签制度）的危险性分类评分算法、借助CAS（化学文摘社）编号的化合物标准化标识、利用SDS（安全数据表）获取生态与健康毒性数据，并设计了一套以第三四分位数为基准的归一化评分系统，实现对不同原理和工艺的公平比较。该工具支持用户自定义系统边界，适应不同精细化工、制药及学术研究场景的需求。

关键特征

DOZN?3.0具备多项创新设计：其一，综合评估模块兼容GHS等国际标准，保证评估结果的权威性与可比性；其二，评分系统通过归一化处理（Normalized Score = Principle Score／Principle Category 3rd Quartile Value × 100），消除因原理总分差异引起的偏差；其三，工具与CAS系统集成，可自动调用化合物数据，提升评估效率；其四，提供灵活的数据输入界面，支持用户根据实际工艺调整参数，增强了工具的适用性。

使用方法

研究人员详细介绍了DOZN?3.0的操作流程：用户需经过注册创建项目，依次输入产品信息（如CAS编号与产出质量）、反应条件（时间、温度与压力）、原料数据（质量、可再生性与辅助物料分类），以及生物危害分数（B Score，来自安全数据表中的水生毒性数据）。工具自动获取关联产品的GHS危害信息，最终通过“保存与计算”生成包括总分和各原则分项得分在内的评估报告。

绿色化学定量评估方法对比

研究表明，DOZN?3.0在绿色化学评估领域具有显著优势。与传统方法如iSUSTAIN指数、NSF/GCI/ANSI 355-2011标准或生命周期评估（LCA）相比，该工具覆盖全部十二项原则，且不需庞大数据支撑，更具可操作性与实用性。例如，其针对“原则3：减少有害化学合成”设计的算法（PS? = [PS_SR3／Category 3 3rd Quartile Value] × 100）融入了人体健康危害评分（H score）与原料质量，显著提升评估的精确性与导向性。

DOZN?3.0的应用

工具在多个领域展现出良好适用性。在纳米材料研究中，通过比较不同类型硅胶的绿色度，DOZN?2.0（早期版本）识别出高值硅胶环境性能较差的问题，并指导工艺优化如提高固含量、选择纯化方式等；在机械化学领域，评估药物活性成分（API）无溶剂合成显示其环境得分远优于传统溶剂法；在工艺改进方面，通过对比重新设计后的布雷特福斯（BrettPhos）配体合成路线，发现溶剂与辅助物料用量减少带来多项原则得分提升；在学术教育中，多所高校将工具纳入课程，帮助学生理解绿色化学原则，关联联合国可持续发展目标（SDGs），强化了实践教学与科研的衔接。

与关键框架的整合

DOZN?3.0实现了与绿色化学原则、GHS、CAS及SDS的深度整合，构建起一套跨标准、跨数据源的评估生态系统。这种整合不仅提升了评估数据的可靠性，也使得化学品安全、环境影响与可持续性设计得以统筹考量，支持企业及机构做出更全面的决策。

局限性

尽管功能强大，DOZN?3.0仍存在一定局限。目前仅支持单步反应评估，多步反应需用户分步录入；其危害数据依赖默克SDS数据库，需输入默克产品编号方可获取完整信息；评估结果对输入数据（特别是原料量）高度敏感，要求用户提供准确、完整的工艺数据，否则影响评分可靠性。

结论

由DOZN?2.0升级至3.0版本后，工具进一步融合CAS编号查询功能，并更新GHS与SDS数据源，显著提升评估效率和准确性。该工具为化学过程与产品的绿色可持续评估提供了系统、量化且易于使用的框架，支持从实验室到工业界的多场景应用。随着全球对可持续化学重视程度的提高，DOZN?3.0有望成为推动绿色技术实施与气候行动的关键工具，促进化学工业向更环保、更安全、更高效的方向转型。