以往有心拯救地球的學子，到最後都變成環保運動人士，絕少變成化學家，但現在他們可以走進實驗室，以創造發明的方式來改變世界。
—《今日美國報》
正如《今日美國報》一篇有關綠色化學報導的結語所言，20世紀90年代出現的新學科——綠色化學為21世紀化學（包括化學製藥）的發展指明了方向，同時也是對化學工作者自身角色的一個重新定位。
1 什麼是綠色化學？
1998年，Anastas, P. T.和Warner, J. C.等人提出了綠色化學的12項原則，第一次比較完整和明確地定義了綠色化學的概念，其核心是利用化學原理從源頭消除化學對於環境的影響。目前「綠色化學化工國家發展戰略」已經深入到化學和社會可持續發展的各個層面。
綠色化學十二項基本原則：
(1) 防止汙染優於汙染形成後處理。
(2) 設計合成方法時應最大限度地提高原子利用率。
(3) 儘量使反應中原料和產物對人類和環境無毒或毒性很小。
(4) 設計化學產品時應儘量保持其功效而降低其毒性。
(5) 溶劑和輔料是較安全的，儘量不用輔助劑。
(6) 能量使用應最小，並應考慮其對環境和經濟的影響。
(7) 最大限度地使用可再生原料。
(8) 儘量避免不必要的衍生步驟。
(9) 催化試劑優於化學計量試劑。
(10) 化學品應設計成使用後容易降解為無害物質的類型。
(11) 分析方法應實現在線監測，在有害物形成前加以控制。
(12) 化工生產中物質的選擇與使用，應使化學事故的隱患最小。
2 綠色化學的必要性
在18世紀歐洲掀起第1波的工業革命後，大量的機器代替人力，造就人類文明的快速進步與發展。但是這些發展也衍生許多環境上的問題，例如汙染的產生、能量與資源的浪費、對生態的衝擊、以及環境和氣候上的劇烈變化等等。其中化工行業（包括化學製藥業）一直以來都是造成環境汙染最嚴重行業，以至於目前有不少人把化學化工與環境汙染直接聯繫在一起。
因為技術革新，人類開始依賴化學品（包括藥品），而化學物質，也成為人類健康和生命的最大威脅。如各類不易分解的化學物質，如重金屬鎘、鉛等，以及難生物降解的化學物質如DDT、多氯聯苯、戴奧辛、有機錫等都具有毒性，進入生態環境後，會危害生態系中每一個物種的生存。
人類只有一個地球！近年來，環境汙染、生態惡化和能源短缺等問題日益嚴重，這讓越來越多的人意識到如果再不控制化工汙染，我們將失去我們賴以生存的地球，人類歷史也將走向末路。於是強調發展環境友好型化學工藝與技術的綠色化學應運而生。
各國政府紛紛行動起來。1991年「綠色化學」成為美國環保局的中心口號，確立了綠色化學的重要地位。美國環保署於1996年設立了美國總統綠色化學挑戰獎。澳大利亞皇家化學研究所RACI於1999年設立了「綠色化學挑戰獎」。此外，日本也設立了「綠色和可持續發展化學獎」，英國設立了綠色化工水晶獎、英國綠色化學獎、英國化學工程師學會環境獎等。2006年7月正式成立了中國化學學會綠色化學專業委員會。
3 綠色化學的幾個基本概念
(1) 原子經濟性 (atom economy)
由史丹福大學的 Trost 首先提出。它以化學反應中的「原子利用率」來衡量反應的經濟程度。理論上原子利用率達到100%的化學反應是最綠色的，如下中的Diels-Alder反應的原子利用率是100%。
原子利用率 = 預期產物的分子量 / 全部產物的分子量總和╳100%
原子利用率 = 預期產物的分子量 / 全部反應物的分子量總和╳100%
經典的布洛芬生成工藝是以異丁基苯為原料，通過乙醯化、氧化、肟化的途徑合成最終的產物。該方法步驟長，有一定的環境汙染，原子利用率只有40%。1992年美國BHC公司同樣以異丁基苯為原料，通過乙醯化和CO羰化，兩步直接合成布洛芬。該路線步驟短，汙染少，原子利用率高達77%。BHC還因此獲得了1997年的美國「總統綠色化學獎」。
(2) 環境因子（E-factor）
由荷蘭化學家Roger Arthur Sheldon首先提出（Green Chem. DOI：10.1039/B713736M.）。環境因子是指化工過程中產生的所有廢料與所得目標產物的質量比。一般情況下化學製藥行業的E因子是最高的為25~100。
美國加州大學聖芭芭拉分校（UC Santa Barbara）的Bruce H. Lipshutz教授向水相中加入了非離子型表面活性劑（TPGS-750-M），用來解決部分有機物或聚合物在水溶液中溶解度差的問題，從而使反應得以順利進行。該項研究有效降低了許多交叉偶聯反應（Heck、Suzuki、Stille反應等）的環境因子。2011年Lipshutz因此項研究工作獲得美國「總統綠色化學挑戰獎」。
(3) 環境商
環境商（EQ）：是化工產品生成過程中產生廢棄物量的多少、物化性質及其在環境中的毒性行為等綜合評價指標，用以衡量合成反應對環境造成影響的程度。也是環境效益的一個評價指標。
4 綠色化學基本原則與藥物合成工藝路線評價標準
是否可以直接用綠色化學12基本原則作為藥物合成工藝路線評價標準？答案是否定的。因為綠色化學12條原則有些冗長，不利於傳播、交流和記憶，容易在討論中喪失某些價值，同時不同化工行業具有自身的特點，所以化學家基於這些原則結合化學製藥的特點總結了八條藥物合成工藝路線的評價標準：
(1) 反應步驟最小化；
(2) 原輔料來源穩定；
(3) 化學技術可行；
(4) 生產設備可靠；
(5) 後處理過程簡單化；
(6) 環境影響最小化。
(7) 兼顧收率/成本/經濟效益。
(8) 專利問題。