Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
публикувано на http:// www. всичко най-добро. ru/
Въведение
1. Йонна течност
1.2 Свойства на йонните течности
1.3 Йонни течности в науката
2. Фин органичен синтез
2.1 Характеристики на ТОС
Заключение
Въведение
Въпреки съществуването на широка гама от известни катализатори, химическата технология и органичният синтез постоянно се нуждаят от нови, по-ефективни и екологично приемливи катализатори, реакционни среди и разтворители. При разработването и подобряването на промишлените процеси за основен и фин органичен синтез, както и в нефтохимията, са необходими нови подходи за решаване на съществуващи икономически и екологични проблеми, свързани с високи енергийни разходи и замърсяване на околната среда. Съвременният подход за решаване на проблема с заместването на летливите органични съединения, използвани като разтворители в органичния синтез, включва използването на йонни течности. Използването на йонни течности като нови реакционни среди може да реши проблема с емисиите на разтворители и повторната употреба на скъпи катализатори.
Финият органичен синтез (TOS) е огромен брой химични съединения: лекарства, багрила, химически добавки, пестициди, повърхностноактивни вещества, специални полимерни материали, синтетични ензими и др. Освен това, като правило, производството на всеки продукт от финия органичен синтез -- сложен многоетапен процес. Именно фините трансформации в повечето технологични процеси и големият брой преходи при придвижване към целевото вещество характеризират спецификата на този подотрасъл на органичната химия, а не мащабът на производството.
1. Йонна течност
1.1 Характеристики на йонните течности
Терминът „йонни течности“ означава вещества, които са течности при температури под 100 ° C и се състоят от органични катиони, например 1,3-диалкилимидазолий, N-алкилпиридиний, тетралкил амоний, тетраалкилфосфоний, триалкилсулфоний и различни аниони: Cl-, [ ВF4] -, [PF6]-, [SbF6]-, CF3SO3-, [(CF3SO2)2N]-, ROSO3-, RSO3-, ArSO3-, CF3CO2-, CH3CO2-, NO3-, [A12C17]-.
Природата на аниона оказва голямо влияние върху свойствата на йонните течности – точка на топене, термична и електрохимична стабилност и вискозитет. Полярността, както и хидрофилността или хидрофобността на йонните течности могат да бъдат оптимизирани чрез подходящ избор на двойката катион/анион и всеки нов анион и катион предоставя допълнителни възможности за промяна на свойствата на йонните течности.
1.2 Свойства на йонните течности
Повишеното внимание към йонните течности се дължи на наличието на следните специфични свойства:
1. Широк диапазон на течно състояние (> 300 °C) и ниски температури на топене (Tm< 100 °С).
2. Висока електропроводимост.
3. Добра способност за разтваряне на различни неорганични, органометални и органични съединения и полимери от естествен и синтетичен произход.
4. Каталитична активност, която повишава селективността на органичните реакции и добива на целевия продукт.
5. Енергонезависим, за многократна употреба.
6. Незапалимост, неексплозивност, нетоксичност и произтичащата от това липса на вредни въздействия върху околната среда.
7. Безгранични възможности за целенасочен синтез на йонни течности с желани свойства.
Качества 3 и 4 правят йонните разтворители особено привлекателни в синтеза на полимери.
1.3 Йонни течности в науката
Йонните течности са уникални обекти за химични изследвания, използването им в катализа, органичен синтез и други области, включително биохимични процеси. Броят на описаните в литературата йонни течности в момента е много голям (около 300). Потенциалният брой йонни течности е практически неограничен и е ограничен само от наличието на подходящи органични молекули (катионни частици) и неорганични, органични и метални комплексни аниони. Според различни оценки броят на възможните комбинации от катиони и аниони в такива йонни течности може да достигне 1018. Фигура 1 показва някои от най-изследваните йонни течности, описани в литературата.
1.4 Методи за получаване на йонни течности
Методите за приготвяне са доста прости и могат лесно да се увеличават. Най-често се използват трите основни метода на синтез:
Обменна реакция между сребърна сол, съдържаща необходимия B-анион и халогенно производно с необходимия катион
A+: Ag+B- + A+Hal- > A+B- + AgHal (1)
Реакция на кватернизация на производно на N-алкил халид с метални халиди:
N+ - AlkHal- + MAln > N+ - AlkМНa1- n+1 (2)
Йонообменни реакции върху йонообменни смоли или глини.
Ориз. 1 - Йонни течности
(Ri = Н, алкил, арил, хетарил, алил и др., включително функционални групи, x = 1-4, m = 2, 3. X- = [ВF4]-, [PF6]-, -, - , - , 2-, [AlkSO3]-, [СlO4]-, [СF3SO3]-, [СН3СОО]-, [СuСl2]-, [Сu2Сl3]-, [Сu3Сl4]-, [А1С14]-, [АlBr4]- , [АlI4]-, [АlСl3Эt]-, [Аl2С17]-, [А13Сl10]-, (СF3S02)2N-, -, -, [Мe(СО)n]- и др.)
Друго практически важно направление в синтеза на йонни течности е получаването им директно в реактора. В този случай съответният N-алкил халид и металният халид се смесват в реактор и се образува йонна течност точно преди да започне химичният процес или каталитичната реакция. Най-често йонните течности се приготвят на базата на смес от алуминиев хлорид и органични хлориди. Когато две твърди вещества се смесят, настъпва екзотермична реакция и се образуват евтектични смеси с точки на топене до -90 °C. Това, като правило, е прозрачна, безцветна или жълто-кафява течност (цветът се дължи на наличието на примеси и локално прегряване на реакционната маса по време на приготвянето на йонната течност). Йонните течности, поради разнообразието и особеностите на техните свойства, се оказаха много привлекателни за катализа и органичен синтез.
По отношение на „екологичността“ на йонните течности много трябва и ще бъде преоценено в следващите проучвания, въпреки че като цяло фактът, че те могат да се рециклират, не са запалими и имат ниско налягане на наситените пари, ги прави пълноправни участници в „ зелена” химия, дори без да се вземат предвид тези печалби в производителността и селективността, примери за които бяха дадени в прегледа. Очевидно, поради високата си цена, йонните течности е малко вероятно да намерят широко приложение в широкомащабни процеси, освен ако не бъдат открити допълнителни предимства на хетерогенизираните системи. В същото време химията в малък мащаб, предимно катализата на метални комплекси, може да бъде плодородна област за тяхното използване, както и електрохимията като цяло и електрокатализата в частност.
2. Фин органичен синтез
2.1 Характеристики на ТОС
Финият органичен синтез (TOS) е промишлено производство в малък мащаб на органични вещества със сложна структура.
Основните източници на суровини са продуктите на основния органичен синтез. Финият органичен синтез се характеризира с многоетапен характер, трудности при мащабен преход и относително високи специфични разходи за енергия и труд, поради често ниската производителност на единица обем на реакторите, значително количество отпадъци, сложността на решаването на екологични проблеми и др. Ефективността на процесите на фин органичен синтез се повишава главно чрез използването на гъвкави блоково-модулни схеми, автоматични системи за управление, използването на биотехнологични методи (за получаване на междинни продукти и преобразуване на отпадъци), лазерна химия и др.
Основните продукти на финия органичен синтез са багрила, лекарства, пестициди, текстилни добавки и аромати, химически добавки за полимерни материали, химикали за филмови и фотографски материали, химически реактиви и др.
2.2 История на развитието на органичния синтез
Напредъкът в индустрията на органичния синтез зависи до голяма степен от развитието на нови реакции. Често фундаментално нова реакция създава нова ера в органичната химия. Например, през 1928 г. е открита реакцията на синтез на диен (О. Дилс и К. Алдер), която се състои в добавянето на вещества, съдържащи двойна или тройна връзка (диенофили) в 1,4-позиция към конюгирани диенови системи с образуването на шестчленни пръстени:
Фигура 1 - Реакционна схема на диенов синтез
Тази реакция стана основа за производството на много нови синтетични вещества, от голямо разнообразие от циклични съединения до сложни полициклични системи, като стероиди и други хетероциклични системи.
Реакцията на Wittig стана основата на нов метод за синтез на олефини, с помощта на който бяха получени голям брой сложни аналози на природни съединения, фигура 2.
Фигура 2 - Схема на реакцията на Wittig
2.3 Метод за имобилизиране на ензими
Развитието на синтеза на олефин беше улеснено от разработването на реагенти, имобилизирани върху полимерни подложки. В този случай вторият реагент е в разтвор. Реакцията протича по такъв начин, че продуктът остава върху полимера и лесно се отделя чрез филтруване и промиване от излишъка на втория реагент и страничните продукти. След това крайният продукт се отцепва от полимерната матрица и се пречиства. Това позволява да се извършват многоетапни и трудоемки синтези без сложно пречистване в междинните етапи. Този метод се използва особено успешно за синтеза на пептиди и протеини.
Методът за имобилизиране на ензими върху неразтворим носител е много ефективен. Ензимът се изолира от естествен източник, пречиства се и се фиксира към неорганичен или полимерен носител чрез ковалентно свързване или адсорбция. Разтворът на веществото преминава през колона, пълна с такъв имобилизиран ензим. На изхода на колоната продуктът се отделя по конвенционални методи. По този начин могат да се извършват многоетапни процеси чрез последователно преминаване на разтвора през няколко колони с различни ензими.
2.4 Фазов трансферен каталитичен метод
Нов етап в развитието на финия органичен синтез беше използването на така наречената фазово-трансферна катализа, когато към реакционната смес се добавят специални вещества - фазово-трансферни катализатори (амониеви, фосфониеви соли, краун етери). Тези вещества улесняват преноса например на аниони от водната или твърдата фаза към органичната фаза, където те реагират.
Броят на реакциите, за които са ефективни катализаторите на фазовия пренос, е много голям и включва почти всички реакции, включващи карбаниони (реакции на Клайзен, Михаел, Витиг, Хорнер и други, С-алкилиране, добавяне и др.). Използването на катализа на фазов трансфер е обещаващо при окислителни реакции, когато органичното вещество е неразтворимо във вода и окислителят е неразтворим в органичен разтворител. Например, калиевият манганат, който е неразтворим в бензен, когато се добави с малки количества краун етер, дава така наречения пурпурен бензен, който съдържа MnO4- йон, който служи като силен окислител. Съвременните методи за органичен синтез вече успешно използват планиране на сложни многоетапни процеси. По правило преходът от първоначални към целеви продукти със сложен състав и структура може да се извърши по различни начини, някои от които са повече или по-малко рационални. С усложняването на синтезираните съединения се формират определени методологични принципи за избор на най-ефективната схема.
Заключение
йонен течен органичен синтез
В момента изследването на йонните течности и техните свойства е много перспективна и много важна област в световната наука. Особено интересна е областта на взаимодействие на йонни течности с различни вещества, с по-нататъшното производство на нови вещества.
Йонните течности играят много важна роля в опростяването на технологиите за фин органичен синтез. Тъй като TOC е трудоемък процес, научната общност се интересува от изобретяването на нови катализатори, като йонни течности.
Списък на използваните източници
1. Yagfarova, A.F., Методическо ръководство за йонни течности / A.R. Габдрахманова, Л.Р. Минибаева, И.Н. Мусин. - Бюлетин: КТУ, 2012, 192-196.
2. Gabdrakhmanova, A.R., Методическо ръководство за йонни течности / A.F. Ягфарова, Л.Р. Минибаева, А.В. Клинов. - Бюлетин: КТУ, 2012, 63-66.
3. Биков, Г. В. История на органичната химия. - М., 1976. 360 с.
4. Райхсфелд, В.О., Еркова Л.Н., Оборудване за производство на основен органичен синтез и синтетичен каучук / Райхсфелд В.О., Еркова Л.Н. - М. - Св., 1965.
Публикувано на Allbest.ru
...Подобни документи
Получаване на органични съединения, материали и продукти чрез органичен синтез. Основни насоки и перспективи за развитие на органичния синтез. Групи изходни вещества за последващ органичен синтез. Методи на органичния синтез.
резюме, добавено на 15.05.2011 г
Технология на производство и области на приложение на биогаза като нов източник на енергия. Методи за преработка на отпадъци от добитък и птици за производство на биогориво. Правила за безопасност при работа в микробиологична лаборатория.
курсова работа, добавена на 10/06/2012
Същността на "псевдоравновесния синтез". Синтез на конгруентно разтворими вещества с отчитане на фазовата диаграма на тройни системи. Метод на парно отлагане. Редокс реакции в разтвори. Физико-химични методи за пречистване на вещества.
тест, добавен на 01/07/2014
Методи за проектиране на системи за използване на флуиди за рязане при шлайфане. Математически модел на процеса на почистване на охлаждащата течност от механични примеси във филтри и утаителни резервоари. Изследване на движението на течности и механични примеси.
дисертация, добавена на 23.01.2013 г
Тенденции в развитието на органичния синтез. Синтезният газ като алтернатива на нефта. Производство на етанол чрез директна каталитична хидратация на етилен. Замяна на двуетапния процес за синтез на ацеталдехид от етилен чрез етанол с едноетапен окислителен процес.
курсова работа, добавена на 27.02.2015 г
Изисквания към работните течности на хидравличните системи. Класификация и обозначения на хидравлични масла в домашната практика. Връзка между молекулярната структура на течностите и техните физични свойства. Почистване и регенериране на работни течности.
тест, добавен на 27.12.2016 г
Характеристики на принципа на действие на сепаратора, неговото предназначение. Използването на дискови сепаратори за подобряване на ефективността на контрола на процеса на отделяне на различни течности и твърди вещества. Специфика на оборудването, използвано за сепариране.
статия, добавена на 22.02.2018 г
Методи за получаване на наноматериали. Синтез на наночастици в аморфни и подредени матрици. Производство на наночастици в нулеви и едномерни нанореактори. Зеолити от структурен тип. Мезопорести алумосиликати, молекулни сита. Слоести двойни хидроксиди.
курсова работа, добавена на 01.12.2014 г
Структурен анализ и синтез на плосък лостов механизъм, неговите кинематични и силови изчисления. Построяване на диаграми и изчисляване на параметри на прости и сложни зъбни предавки. Връзки на гърбичния механизъм, неговият динамичен анализ. Синтез на профила на камерата.
курсова работа, добавена на 29.12.2013 г
Използването на бентонитови глини в производството на пелети от желязна руда, техните съставни минерали. Изследване на влиянието на органичните добавки върху свойствата на суровите пелети. Физични и химични характеристики на свързващите добавки, техните реологични свойства.
Смесимостта на йонни течности с различни разтворители е представена в таблица 1.4.
Таблица 1.4. Смесимост на ИЛ с различни разтворители. № Разтворител I
A1C13 - база - AICI3 - киселина 1 Вода 80,1 Не се смесва Реагира Реагира 2 Пропилен карбонат 64,4 Смесва се Смесва се Реагира 3 Метанол 33,0 Смесва се Реагира 4 Ацетонитрил 26,6 Смесва се Смесва се Реагира 5 Ацетон 20,7 Смесва се Смесва се Реагира 6 Метилен хлор ide 8,93 Смесваем Смесим 7 THF 7,58 Смесим Смесим Реагира 8 Трихлоретилен 3.39 Не се смесва Не
не се смесва
смесим 9 Въглероден дисулфид 2,64 Не се смесва Не
не се смесва
смесим 10 Толуен 2,38 Не се смесва Смесва се Реагира 11 Хексан 1,90 Не се смесва Не
не се смесва
смесен
Йонна течност (+PF) Обикновено процесите в йонни течности се сравняват с тези в типични органични разтворители. От тази гледна точка, по отношение на съединения, които показват слаби основни свойства, основният IL ще се държи подобно на DMF. От друга страна, киселинните течности ще се държат в киселинността се държи като трифлуорооцетна киселина. При стайна температура йонните течности са отлични разтворители и в същото време могат да действат като катализатори за редица реакции, като Фридел-Крафтс, Дилс-Алдер, изомеризация и редукционни реакции.
[EM1m]Cl-AlCl3 и други халоалуминатни йонни течности имат киселинност на Люис, която може да се контролира чрез промяна на моларното съотношение на двата компонента на AlCl3AlCl3. Всичко това прави йонните течности интересни обекти като неводни реакционни среди. Киселинността на Люис на тези системи се определя от активността на хлорида. Равновесието в хлороалуминатна течност при стайна температура може да се опише с две уравнения:
AICI4" + AICI3 AI2C17*
Първият описва процеса в основни стопилки, когато моларното отношение на AlCl3AlCl е по-малко от единица, а вторият - в киселинни стопилки, където отношението е по-голямо от единица. Това означава, че се образуват повече аниони C G, AICI4", AI2CI7" и техните относителни количества се определят от равновесието: 2A1SC" *
ALCL" + CG Хептахлороалуминатният йон е силна киселина на Люис, благодарение на хлорния йон в спрегнатата база на Люис. Неутрална йонна течност е тази, при която моларното съотношение на AlCl3AlmCl е равно на единица и присъства само йонът AICI4*. Има сега е възможно да се неутрализират буферирани киселинни IL твърди метални алкил хлориди.
Пълната разтворимост на йонните течности в разтворители ги прави удобни за спектрофотометрични измервания, особено във видимата и UV област. Те могат да се използват заедно с органични разтворители и в резултат на солватацията се получава дисперсия на IL йони и в резултат на това промяна в някои физикохимични свойства: намаляване на вискозитета и увеличаване на проводимостта на разтвора. При сравняване на IR спектрите на киселинни и основни йонни течности се разкрива леко изкривяване на ароматния пръстен, който е по-малко напрегнат за разлика от солта, която има по-малък катион. Това означава, че водородната връзка между водородния атом на втория въглероден атом на пръстена и хлоридния йон е или много слаба, или изобщо не съществува. В основен тип IL, напрежението на водородната връзка е все още значително. Едно от предимствата на IL е тяхната термична стабилност в широк температурен диапазон, което прави възможно успешното контролиране на реакциите, протичащи в тези течности. По този начин, +PF6" започва да се разлага при температура от ~ 620 K и със забележима скорост при 670 K. Разлагането на IL става по един механизъм както във въздух, така и в азотна среда. Установено е, че при нагряване във въздуха не настъпва окисление на IL.
Йонните течности са удобни за използване и евтини за производство. Те са добри разтворители и възможността за създаване на каталитични системи на тяхна основа ги прави предпочитани за провеждане на каталитични реакции. Чрез избора на йонни течности е възможно да се постигне освобождаване на реакционните продукти в друга фаза.
Поведението на ИЛ под въздействието на йонизиращо лъчение практически не е проучено. Предварителната оценка на радиационната стабилност на един от най-известните ИЛ на базата на 1,3 диалкилимидазол катион (+PF6") показва, че той е относително устойчив на йонизиращо лъчение (като бензен) и по-стабилен от система, базирана на смес от трибутил фосфат и керосин Показано е, че при изследваните условия йонните течности, когато са изложени на йонизиращо лъчение в откриваеми количества, не се разпадат на съставните си органични компоненти.
Още по темата 1.5.2. Свойства на йонните течности:
- 3.5. Изследване на радиационно-химичния процес на полимеризация на елементарен фосфор в органични разтворители в присъствието на йонни течности 3.5.1. Диелектрични свойства на изходните разтвори
А. С. Солодов, М. С. Солодов, С. Г. Кошел
Научен ръководител - С. Г. Кошел, доктор по химия. науки, професор
Ярославски държавен технически университет
Йонните течности принадлежат към така наречените „зелени разтворители“, които отговарят на принципите на зелената химия. Йонните течности са нискотемпературни разтопени соли, които имат редица свойства, като например: нелетливост, химическа стабилност, безопасност за околната среда, висока йонна проводимост, добра способност за разтваряне и ширина на електрохимичния „прозорец“.
Йонните течности се използват като компонент на електролити за различни нови видове електрохимични устройства (литиеви батерии, кондензатори, слънчеви панели). Възможно е да се използват йонни течности като активни компоненти на мембраните. Мембраните са основните компоненти на горивните клетки, които могат да работят при тежки условия.
Установено е значително предимство при използването на йонни течности в електрохимични процеси в сравнение с традиционните електролити. Използването на йонни течности като неводни полимерни разтвори за електрохимични и електрокаталитични реакции: електроокисление, електроредукция е обещаващо. Много органични субстрати са по-разтворими в йонни течности, отколкото във вода. Утаяването на метал от йонни течности, съдържащи същия метал като катион, става доста лесно.
Основното предимство на използването на йонни течности - електролити за производство на галванопластика е, че те не са водни разтвори, тоест няма отделяне на водород при електроотлагане на покрития. По този начин по същество е възможно да се получат покрития без пукнатини и по-устойчиви на корозия.
От гледна точка на изследването, йонните течности на базата на евтектика на холинхлорид са интересни. Йонните течности на базата на евтектичен холин хлорид могат лесно да се използват при условия на околната среда. Получихме и проведохме изследвания на следните евтектични смеси от холин хлорид с етиленгликол, с урея, с оксалова киселина и с хромен хлорид. Установена е зависимостта на електропроводимостта на тези евтектики от температурата.
Технологията Smart Home е създадена с една цел – спестяване на време, прекарано в рутинна домакинска работа. Новите технологии, използвани в системата за интелигентен дом, са поразителни с разнообразието си. С помощта на т.нар.
Научен ръководител - д-р А. А. Киселев. пед. Науки, професор Ярославски държавен технически университет Развитието на пазарните отношения изисква прилагането на нова финансова политика, повишаване на ефективността на производството във всяко конкретно химическо предприятие ...
К. Е. Разумова Научен ръководител - С. Н. Буликов, доктор по икономика. Науки, доцент Ярославски държавен технически университет Значението на промените и иновациите се дължи на необходимостта от адаптиране на организацията към изискванията на външни и вътрешни ...
НЕФТОХИМИЯ, 2007, том 47, № 5, с. 339-348
UDC 541.48-143:542.97
© 2007 Ф. А. Насиров, Ф. М. Новрузова, А. М. Асланбейли, А. Г. Азизов
Институт по петрохимични процеси, Национална академия на науките на Азербайджан, Баку E-mail: [имейл защитен]Получено от редакцията на 06.02.2007 г
Обобщени са данни за процесите на каталитично превръщане на олефини и диени с използване на йонни течности (ИЛ) като разтворители. Ролята на тези съединения при решаването на екологични проблеми се обсъжда от гледна точка на зелената химия. Разглеждат се някои промишлени процеси, включващи йонни течности.
Общото определение за зелена химия е проектиране и разработване на химически продукти и процеси, които намаляват или елиминират употребата и производството на опасни вещества. Всяко вещество и методът на неговото производство чрез химични трансформации могат да се разглеждат във връзка с възможното им въздействие върху околната среда. Задачата на „зелената химия” се свежда до разработването на химични процеси, които от една страна са икономически приемливи, а от друга страна минимално замърсяват околната среда. При разработването на такива „чисти“ промишлени процеси трябва да се ръководи от 12-те принципа на „зелената химия“, дадени в произведенията.
Използването на екологично чисти разтворители или процеси без разтворители изобщо представлява една от най-важните области на зелената химия. Типичните органични разтворители често са доста летливи съединения, така че освен че са опасни замърсители на въздуха, те обикновено са запалими, токсични или канцерогенни. Използването на IL вместо това е от голям научен и практически интерес при създаването на нови процеси на „зелена химия“.
Напредъкът в използването на IL в катализа е описан подробно в множество книги и рецензии, включително произведения.
Значителен напредък е постигнат в използването на IL в процеси на каталитично превръщане на олефини и диени, като димеризация, олигомеризация, алкилиране и метатеза. Потенциалът на IL като нова среда за гореспоменатите хомогенни реакции на катализа беше напълно оценен благодарение на пионерската работа и задълбочените изследвания на цяла група химици.
ВЪВЕДЕНИЕ В ЙОННИТЕ ТЕЧНОСТИ
Йонните течности, като нов клас алтернативни разтворители, привлякоха голямо внимание поради ниското си налягане на парите, липсата на токсичност и способността да взаимодействат с органометални съединения, което отваря широки перспективи за тяхното използване в катализа. По принцип огромно разнообразие от IL се постига чрез промяна на комбинацията от катион и анион, които от своя страна могат да бъдат избрани за всяка конкретна реакция. В същото време проблемите с токсичността и цената на този нов клас разтворители трябва да се оценяват за всеки отделен случай.
IL, състоящи се от голям азотсъдържащ органичен катион и много по-малък неорганичен анион, са съединения с Gpl обикновено под 100-150°C.
В литературата се споменава разнообразие от катион-анионни асоциации, способни да образуват IL при стайна температура (RTIL). Това обстоятелство ги отличава от класическите разтопени соли (например NaCl с Gpl = 801°C, Na3AlF3 с Gpl = 1010°C, тетрабутилфосфониев хлорид с Gpl = 80°C, LiCl: KCl смес = 6:4 с Gpl = 352° C и т.н.). Ижкт - флуиди гл. обр. с големи асиметрични катиони в молекулата, предотвратяващи плътното опаковане на анионите. IL съдържат амониеви, сулфониеви, фосфониеви, литиеви, имидазолиеви, пиридиниеви, пиколиниеви, пиролидиниеви, тиазолиеви, триазолиеви, оксазолиеви и пиразолиеви катиони с различни заместители.
От особен интерес са течните соли на базата на диалкилимидазолиев катион, от
характеризиращ се с широк спектър от физикохимични свойства, които обикновено се получават чрез анионен обмен от имидазолови халиди.
IL анионите се разделят на два типа. Първият се състои от многоядрени аниони (напр.
A12 C1-, A13 C1 10, Au2C17, Fe2C17 и Sb2B-!), образувани от взаимодействието на съответната киселина на Луис с мононуклеарен анион (напр.
A1C1-) и са особено чувствителни към въздух и вода. Вторият тип са мононуклеарни аниони, които са част от неутрални стехиометрични IL,
например VB4, RB6, 2pS133, SiS12, 8pS1-,
N№802)-, N(№802)-, S(SBz802)3, SBzС02,
SB3803, CH380- и др.
Чрез промяна на алкиловите групи на изходното съединение (имидазол, пиридиниум, фосфоний и др.), както и вида на свързаните аниони, теоретично е възможен синтезът на огромно разнообразие от IL с различни физикохимични свойства. Авторите на работата предполагат съществуването на до един трилион (1018) възможни комбинации катион/анион в IL.
Най-често използваните са хлороалуминатни, тетрафлуороборатни или хексафлуорофосфатни ИЛ на базата на N-алкилпиридин или 1,3-ди-алкилимидазолий. Органохлороалуминатните IL, получени от N-алкилпиридиниеви или 1,3-диалкилимидазолиеви хлориди и алуминиев трихлорид, имат широка граница на течната фаза до 88°C.
Физическите и химичните свойства на ИЛ (плътност, електрическа проводимост, вискозитет, киселинност на Луис, хидрофобност, способност за образуване на водородни връзки) могат да се контролират чрез промяна на вида и съотношението на катионни и анионни компоненти. В този случай става възможно да се създадат IL с желаните свойства, подходящи за използване в катализа.
IL се наричат „зелени разтворители“ - поради ниското им налягане на парите те са нелетливи и следователно не се възпламеняват; В допълнение, те са несмесими с редица обичайни органични разтворители, което осигурява реална алтернатива за създаване на двуфазни системи. Това свойство улеснява отделянето на продуктите от реакционната смес, както и регенерирането на катализатора и връщането му в системата заедно с IL. Двуфазната катализа течност-течност насърчава „хетерогенизацията“ на хомогенен катализатор в една фаза (обикновено полярен, в този случай в IL) и органични продукти в друга. Продуктът се отделя от разтвора на катализатора чрез просто декантиране и катализаторът се използва многократно, без да се намалява ефективността
ефективност, селективност и активност на процеса. Катализаторът от йонен тип може лесно да се задържи в IL фазата, без да е необходимо да се синтезират специални лиганди. В случай, когато катализаторът не е зареден, преходът (излугването) на скъп преходен метал в органичната фаза може да бъде ограничен чрез използване на функционални лиганди, специално въведени в структурата на IL. Термодинамичните и кинетичните характеристики на химичните реакции, извършвани в IL, се различават от тези в традиционните летливи органични разтворители, което също е от голям интерес.
В литературата се съобщава за много химични реакции, при които IL се използват като среда. Такива реакции включват крекинг, хидрогениране, изомеризация, димеризация, олигомеризация и др. Известно е, че IL, използвани в редица каталитични системи, проявяват по-голяма активност, селективност и стабилност, отколкото в случая на традиционните разтворители. Те често осигуряват по-добри добиви, силно селективно разпределение на реакционните продукти и в някои случаи по-бърза кинетика на процеса. Реакциите в IL също протичат при по-ниски налягания и температури от конвенционалните реакции, което води до значително намаляване на енергийните и капиталови разходи.
ЙОННИ ТЕЧНОСТИ В КАТАЛИТИЧНИ ПРОЦЕСИ ЗА ПРЕВРЪЩАНЕ НА ОЛЕФИНИ И ДИЕНИ
Каталитичните процеси на димеризация, олигомеризация, алкилиране и метатеза на олефини и диени в ИЛ откриват нови възможности за превръщането им в по-ценни олефини и други продукти. Ролята на разтворителя в тези хомогенни каталитични процеси е да разтваря и стабилизира молекулите на мономерите, лигандите и катализаторите, без да взаимодейства с тях и без да се конкурира с мономерите за свободния координационен център.
Като разтворители, IL са уникални по своята слаба координационна способност, която по отношение на каталитичния комплекс зависи от природата на аниона. IL, характеризиращи се с ниска нуклеофилност, не се конкурират с органичната молекула за координация в електрофилния център на метала. В някои случаи тяхната роля е просто да осигурят полярна, слабо координираща среда за органометалния комплексен катализатор (като „безвреден“ разтворител) или като кокатализатор (например в случай на хлороалуминатни или хлоростанатни IL), така че те могат прибл.
действа като директен разтворител, съразтворител и катализатор.
Известно е, че повечето IL образуват двуфазни смеси с много олефини и тези системи предлагат всички предимства както на хомогенната, така и на хетерогенната катализа (напр. меки условия на процеса, високо съотношение на ефективност/селективност, характерно за хомогенните катализатори, лесно разделяне на реакционните продукти, оптимална консумация на хетерогенни катализатори).
Понастоящем най-изследваната реакция в IL е димеризацията на нисши олефини, катализирана от никелови съединения, като се използва хлороалуминатен тип разтворител.
Френският петролен институт (FIN) разработи каталитичен процес за димеризация на пропилен в хлороалуминатен IL на базата на 1-bu-
тил-3-метилимидазолиев хлорид (bmimCl) – т.нар. никелов процес. Катализаторът се състои от L2NiCl2 (L = Ph3P или пиридин) в комбинация с EtAlCl2 (bmimCI/AlQ3/EtAlQ2 = 1/1,2/0,25) и активен катализатор
никел(II)+AlCl-онов комплекс, образуван in situ по време на алкилирането на L2NiCl2 с EtAlCl2 в киселинни алкилхлороалуминатни ИЛ. Тъй като последните насърчават дисоциацията на йонни метални комплекси, се предполага, че имат благоприятен ефект върху тази реакция. При 5°C и атмосферно налягане производителността на процеса достига до ~250 kg димер/g Ni, което е много повече от това
За да прочетете допълнително статията, трябва да закупите пълния текст ELISEEV O.L., LAPIDUS A.L. - 2010 г
АЗИЗОВ А.Г., АЛИЕВА Р.В., ВЕЛИЕВА Ф.М., ГУЛИЕВ Б.В., ИБРАГИМОВА М.Д., ХАНМЕТОВ А.А. - 2008 г
