Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm
Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.
Postuar ne http:// www. te gjitha te mirat. ru/
Prezantimi
1. Lëng jonik
1.2 Vetitë e lëngjeve jonike
1.3 Lëngjet jonike në shkencë
2. Sinteza e imët organike
2.1 Karakteristikat e TOC
konkluzioni
Prezantimi
Pavarësisht ekzistencës së një game të gjerë të katalizatorëve të njohur, teknologjia kimike dhe sinteza organike kanë nevojë vazhdimisht për katalizatorë të rinj, më efikasë dhe të pranueshëm për mjedisin, media reaksioni dhe tretës. Kur zhvillohen dhe përmirësohen proceset industriale për sintezën bazë dhe të imët organike, si dhe në petrokimi, nevojiten qasje të reja për të zgjidhur problemet ekzistuese ekonomike dhe mjedisore që lidhen me kostot e larta të energjisë dhe ndotjen e mjedisit. Një qasje moderne për zgjidhjen e problemit të zëvendësimit të përbërjeve organike të paqëndrueshme të përdorura si tretës në sintezën organike përfshin përdorimin e lëngjeve jonike. Përdorimi i lëngjeve jonike si media të reja reagimi mund të zgjidhë problemin e emetimit të tretësit dhe ripërdorimit të katalizatorëve të shtrenjtë.
Sinteza e imët organike (TOS) është një numër i madh i komponimeve kimike: barna, ngjyra, aditivë kimikë, pesticide, surfaktantë, materiale polimerike speciale, enzima sintetike, etj. Përveç kësaj, si rregull, prodhimi i çdo produkti të sintezës së imët organike -- një proces kompleks me shumë faza. Janë transformimet delikate në shumicën e proceseve teknologjike dhe numri i madh i tranzicioneve në lëvizjen drejt substancës së synuar që karakterizojnë specifikat e kësaj nëndege të kimisë organike dhe jo shkalla e prodhimit.
1. Lëng jonik
1.1 Karakteristikat e lëngjeve jonike
Termi "lëngje jonike" nënkupton substancat që janë të lëngshme në temperatura nën 100 ° C dhe përbëhen nga katione organike, për shembull, 1,3-dialkylimidazolium, N-alkilpiridinium, tetralkyl amonium, tetraalkilfosfonium, trialkilsulfonium dhe anione të ndryshme: Cl-, [ ВF4] -, [PF6]-, [SbF6]-, CF3SO3-, [(CF3SO2)2N]-, ROSO3-, RSO3-, ArSO3-, CF3CO2-, CH3CO2-, NO3-, [A12C17]-.
Natyra e anionit ka një ndikim të madh në vetitë e lëngjeve jonike - pika e shkrirjes, stabiliteti termik dhe elektrokimik dhe viskoziteti. Polariteti, si dhe hidrofiliteti ose hidrofobia e lëngjeve jonike mund të optimizohen me përzgjedhjen e duhur të çiftit kation/anion, dhe çdo anion dhe kation i ri ofron mundësi shtesë për të ndryshuar vetitë e lëngjeve jonike.
1.2 Vetitë e lëngjeve jonike
Rritja e vëmendjes ndaj lëngjeve jonike është për shkak të pranisë së vetive specifike të mëposhtme:
1. Gama e gjerë e gjendjes së lëngshme (> 300 °C) dhe temperaturave të ulëta të shkrirjes (Tm< 100 °С).
2. Përçueshmëri e lartë elektrike.
3. Aftësi e mirë tretëse ndaj një sërë përbërjesh inorganike, organometalike dhe organike dhe polimere me origjinë natyrore dhe sintetike.
4. Aktiviteti katalitik, i cili rrit selektivitetin e reaksioneve organike dhe rendimentin e produktit të synuar.
5. Jo i paqëndrueshëm, i ripërdorshëm.
6. Mosndezshmëria, moseksploziviteti, jotoksiciteti dhe si rrjedhojë mungesa e efekteve të dëmshme në mjedis.
7. Mundësi të pakufishme në sintezën e synuar të lëngjeve jonike me vetitë e dëshiruara.
Cilësitë 3 dhe 4 i bëjnë tretësit jonikë veçanërisht tërheqës në sintezën e polimerit.
1.3 Lëngjet jonike në shkencë
Lëngjet jonike janë objekte unike për kërkimin kimik, përdorimin e tyre në katalizë, sintezë organike dhe fusha të tjera, duke përfshirë proceset biokimike. Numri i lëngjeve jonike të përshkruara në literaturë është aktualisht shumë i madh (rreth 300). Numri i mundshëm i lëngjeve jonike është praktikisht i pakufishëm dhe kufizohet vetëm nga disponueshmëria e molekulave organike të përshtatshme (grimcat kationike) dhe anioneve komplekse inorganike, organike dhe metalike. Sipas vlerësimeve të ndryshme, numri i kombinimeve të mundshme të kationeve dhe anioneve në lëngje të tilla jonike mund të arrijë në 1018. Figura 1 tregon disa nga lëngjet jonike më të studiuara të përshkruara në literaturë.
1.4 Metodat për marrjen e lëngjeve jonike
Metodat e përgatitjes janë mjaft të thjeshta dhe mund të rriten lehtësisht. Tre metodat kryesore të sintezës përdoren më së shpeshti:
Një reaksion shkëmbimi midis një kripe argjendi që përmban B-anionin e nevojshëm dhe një derivat halogjen me kationin e nevojshëm
A+: Ag+B- + A+Hal- > A+B- + AgHal (1)
Reaksioni i kuaternizimit të derivatit N-alkil halid me halogjene metalike:
N+ - AlkHal- + MAln > N+ - AlkМНa1- n+1 (2)
Reaksionet e shkëmbimit të joneve në rrëshirat ose argjilat e shkëmbimit të joneve.
Oriz. 1 - Lëngje jonike
(Ri = H, alkil, aril, hetaryl, alil, etj., duke përfshirë grupet funksionale, 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]-, etj.)
Një drejtim tjetër praktikisht i rëndësishëm në sintezën e lëngjeve jonike është përgatitja e tyre direkt në reaktor. Në këtë rast, halidi N-alkil përkatës dhe halidi i metalit përzihen në një reaktor dhe formohet një lëng jonik pak përpara se të fillojë procesi kimik ose reaksioni katalitik. Më shpesh, lëngjet jonike përgatiten bazuar në një përzierje të klorurit të aluminit dhe klorureve organike. Kur dy lëndë të ngurta përzihen, ndodh një reaksion ekzotermik dhe formohen përzierje eutektike me pika shkrirjeje deri në -90 °C. Ky është, si rregull, një lëng transparent, i pangjyrë ose i verdhë-kafe (ngjyra është për shkak të pranisë së papastërtive dhe mbinxehjes lokale të masës së reagimit gjatë përgatitjes së lëngut jonik). Lëngjet jonike, për shkak të shumëllojshmërisë dhe veçorive të vetive të tyre, janë dëshmuar të jenë shumë tërheqës për katalizën dhe sintezën organike.
Për sa i përket "mirëdashjes mjedisore" të lëngjeve jonike, shumë duhet dhe do të rivlerësohen në studimet e mëvonshme, megjithëse, në përgjithësi, fakti që ato janë të riciklueshme, jo të ndezshme dhe kanë një presion të ulët avulli të ngopur i bën ata pjesëmarrës të plotë në " jeshile” kimi, edhe pa marrë parasysh ato përfitime në produktivitet dhe selektivitet, shembuj të të cilave janë dhënë në rishikim. Natyrisht, për shkak të kostos së tyre të lartë, lëngjet jonike nuk kanë gjasa të gjejnë përdorim të gjerë në proceset në shkallë të gjerë nëse nuk gjenden avantazhe shtesë të sistemeve të heterogjenizuara. Në të njëjtën kohë, kimia në shkallë të vogël, kryesisht katalizimi i komplekseve metalike, mund të jetë një zonë pjellore për përdorimin e tyre, si dhe elektrokimia në përgjithësi dhe elektrokataliza në veçanti.
2. Sinteza e imët organike
2.1 Karakteristikat e TOC
Sinteza e imët organike (TOS) është një prodhim industrial në shkallë të vogël të substancave organike me strukturë komplekse.
Burimet kryesore të lëndëve të para janë produktet e sintezës organike bazë. Sinteza e imët organike karakterizohet nga natyra shumëfazore, vështirësi me tranzicionin në shkallë të gjerë dhe kosto relativisht të larta specifike të energjisë dhe punës, për shkak të prodhimit shpesh të ulët për njësi të vëllimit të reaktorëve, një sasi të konsiderueshme mbetjesh, kompleksitetin e zgjidhjes së çështjeve mjedisore. , etj. Efikasiteti i proceseve të sintezës së imët organike rritet kryesisht nëpërmjet përdorimit të skemave fleksibël bllok-modulare, sistemeve të kontrollit automatik, përdorimit të metodave bioteknologjike (për marrjen e produkteve të ndërmjetme dhe konvertimin e mbetjeve), kimisë lazer, etj.
Produktet kryesore të sintezës së imët organike janë ngjyrat, barnat, pesticidet, lëndët ndihmëse dhe aromat e tekstilit, aditivët kimikë për materialet polimer, kimikatet për materialet filmike dhe fotografike, reagentët kimikë, etj.
2.2 Historia e progresit në sintezën organike
Progresi në industrinë e sintezës organike varet kryesisht nga zhvillimi i reaksioneve të reja. Shpesh një reagim thelbësisht i ri krijon një epokë të re në kiminë organike. Për shembull, në vitin 1928, u zbulua reaksioni i sintezës së dienit (O. Diels dhe K. Alder), i cili konsiston në shtimin e substancave që përmbajnë një lidhje të dyfishtë ose të trefishtë (dienofile) në pozicionin 1,4 ndaj sistemeve të dieneve të konjuguara. me formimin e unazave me gjashtë anëtarë:
Figura 1 - Skema e reaksionit të sintezës së dienit
Ky reagim u bë baza për prodhimin e shumë substancave të reja sintetike, nga një shumëllojshmëri e gjerë e komponimeve ciklike deri te sistemet komplekse policiklike, të tilla si steroidet dhe sistemet e mëtejshme heterociklike.
Reaksioni Wittig u bë baza e një metode të re për sintezën e olefinave, me ndihmën e së cilës u morën një numër i madh i analogëve komplekse të komponimeve natyrore, Figura 2.
Figura 2 - Skema e reaksionit Wittig
2.3 Metoda e imobilizimit të enzimës
Zhvillimi i sintezës së olefinës u lehtësua nga zhvillimi i reagentëve të imobilizuar në mbështetëse polimer. Në këtë rast, reagenti i dytë është në tretësirë. Reaksioni vazhdon në atë mënyrë që produkti të mbetet në polimer dhe të ndahet lehtësisht me filtrim dhe larje nga teprica e reagentit të dytë dhe nënprodukteve. Produkti përfundimtar më pas shkëputet nga matrica polimer dhe pastrohet. Kjo lejon që sintezat me shumë hapa dhe me punë intensive të kryhen pa pastrim kompleks në hapa të ndërmjetëm. Kjo metodë përdoret veçanërisht me sukses për sintezën e peptideve dhe proteinave.
Metoda e imobilizimit të enzimave në një bartës të patretshëm është shumë efektive. Enzima izolohet nga një burim natyror, pastrohet dhe fiksohet në një bartës inorganik ose polimerik me anë të lidhjes kovalente ose adsorbimit. Tretësira e substancës kalohet përmes një kolone të mbushur me një enzimë të tillë të imobilizuar. Në dalje të kolonës, produkti ndahet me metoda konvencionale. Në këtë mënyrë, proceset me shumë faza mund të kryhen duke kaluar tretësirën në mënyrë sekuenciale nëpër disa kolona me enzima të ndryshme.
2.4 Metoda e katalizatorit të transferimit të fazës
Një fazë e re në zhvillimin e sintezës së imët organike ishte përdorimi i të ashtuquajturës katalizë të transferimit të fazës, kur në përzierjen e reaksionit shtohen substanca të veçanta - katalizatorët e transferimit të fazës (amonium, kripëra fosfonium, eterë të kurorës). Këto substanca lehtësojnë transferimin, për shembull, të anioneve nga faza ujore ose e ngurtë në fazën organike, ku ato reagojnë.
Numri i reaksioneve për të cilat katalizatorët e transferimit të fazës janë efektivë është shumë i madh dhe përfshin pothuajse të gjitha reaksionet që përfshijnë karbanionet (reaksionet e Claisen, Michael, Wittig, Horner dhe të tjerë, C-alkilimi, shtimi, etj.). Përdorimi i katalizës së transferimit të fazës është premtues në reaksionet e oksidimit kur substanca organike është e patretshme në ujë dhe agjenti oksidues është i pazgjidhshëm në një tretës organik. Për shembull, manganati i kaliumit, i cili është i patretshëm në benzen, kur shtohet me sasi të vogla të eterit të kurorës, prodhon të ashtuquajturin benzen të kuq, i cili përmban jonin MnO4-, i cili shërben si një agjent i fortë oksidues. Metodat moderne të sintezës organike tani përdorin me sukses planifikimin e proceseve komplekse me shumë faza. Si rregull, kalimi nga produktet fillestare në ato të synuara me përbërje dhe strukturë komplekse mund të kryhet në mënyra të ndryshme, disa prej të cilave janë pak a shumë racionale. Ndërsa përbërjet që sintetizohen bëhen më komplekse, formohen disa parime metodologjike për zgjedhjen e skemës më efektive.
konkluzioni
sinteza organike e lëngshme jonike
Për momentin, studimi i lëngjeve jonike dhe vetive të tyre është një fushë shumë premtuese dhe shumë e rëndësishme në shkencën botërore. Veçanërisht interesante është zona e bashkëveprimit të lëngjeve jonike me substanca të ndryshme, me prodhimin e mëtejshëm të substancave të reja.
Lëngjet jonike luajnë një rol shumë të rëndësishëm në thjeshtimin e teknologjive të imta të sintezës organike. Meqenëse TOC është një proces intensiv i punës, komuniteti shkencor është i interesuar të shpikë katalizatorë të rinj, siç janë lëngjet jonike.
Lista e burimeve të përdorura
1. Yagfarova, A.F., Manual metodologjik mbi lëngjet jonike / A.R. Gabdrakhmanova, L.R. Minibaeva, I.N. Musin. - Buletini: KTU, 2012, 192-196.
2. Gabdrakhmanova, A.R., Manual metodologjik mbi lëngjet jonike / A.F. Yagfarova, L.R. Minibaeva, A.V. Klinov. - Buletini: KTU, 2012, 63-66.
3. Bykov, G. V. Historia e kimisë organike. - M., 1976. 360 s.
4. Reichsfeld, V.O., Erkova L.N., Pajisje për prodhimin e sintezës organike bazë dhe gomave sintetike / Reichsfeld V.O., Erkova L.N. - M. - St., 1965.
Postuar në Allbest.ru
...Dokumente të ngjashme
Marrja e përbërjeve, materialeve dhe produkteve organike nëpërmjet sintezës organike. Drejtimet dhe perspektivat kryesore për zhvillimin e sintezës organike. Grupet e substancave fillestare për sintezën organike të mëvonshme. Metodat e sintezës organike.
abstrakt, shtuar më 15.05.2011
Teknologjia e prodhimit dhe fushat e aplikimit të biogazit si një burim i ri energjie. Metodat për përpunimin e mbetjeve të bagëtive dhe shpendëve për prodhimin e biokarburanteve. Rregullat e sigurisë kur punoni në një laborator mikrobiologjik.
puna e kursit, shtuar 10/06/2012
Thelbi i "sintezës pseudo-ekuilibër". Sinteza e substancave të tretshme në mënyrë kongruente duke marrë parasysh diagramin fazor të sistemeve treshe. Metoda e depozitimit të avullit. Reaksionet redoks në tretësirë. Metodat fiziko-kimike të pastrimit të substancave.
test, shtuar 01/07/2014
Metodat për projektimin e sistemeve për përdorimin e lëngjeve prerëse në operacionet e bluarjes. Modeli matematikor i procesit të pastrimit të ftohësit nga papastërtitë mekanike në filtra dhe rezervuarët e vendosjes. Studimi i lëvizjes së lëngjeve dhe papastërtive mekanike.
tezë, shtuar 23.01.2013
Tendencat në zhvillimin e sintezës organike. Gazi sintetik si një alternativë ndaj naftës. Prodhimi i etanolit nga hidratimi i drejtpërdrejtë katalitik i etilenit. Zëvendësimi i procesit me dy hapa për sintezën e acetaldehidit nga etileni nëpërmjet etanolit me një proces oksidativ me një hap.
puna e kursit, shtuar 27.02.2015
Kërkesat për lëngjet e punës të sistemeve hidraulike. Klasifikimi dhe emërtimet e vajrave hidraulikë në praktikën shtëpiake. Marrëdhënia midis strukturës molekulare të lëngjeve dhe vetive fizike të tyre. Pastrimi dhe rigjenerimi i lëngjeve të punës.
test, shtuar 27.12.2016
Karakteristikat e parimit të funksionimit të ndarësit, qëllimi i tij. Përdorimi i ndarësve të diskut për të përmirësuar efikasitetin e kontrollit të procesit të ndarjes së lëngjeve dhe lëndëve të ngurta të ndryshme. Specifikat e pajisjeve të përdorura për ndarje.
artikull, shtuar 22.02.2018
Metodat për marrjen e nanomaterialeve. Sinteza e nanogrimcave në matrica amorfe dhe të renditura. Prodhimi i nanogrimcave në nanoreaktorë zero-dimensionale dhe njëdimensionale. Zeolite të tipit strukturor. Aluminosilikat mezoporoze, sita molekulare. Hidroksidet e dyfishta me shtresa.
puna e kursit, shtuar 12/01/2014
Analiza strukturore dhe sinteza e një mekanizmi të levës së sheshtë, llogaritjet e tij kinematike dhe të forcës. Ndërtimi i diagrameve dhe llogaritja e parametrave të mekanizmave të marsheve të thjeshta dhe komplekse. Lidhjet e mekanizmit të kamerës, analiza e tij dinamike. Sinteza e profilit të kamerës.
puna e kursit, shtuar 29.12.2013
Përdorimi i argjilave bentonite në prodhimin e peletit të mineralit të hekurit, mineraleve përbërëse të tyre. Studimi i ndikimit të aditivëve organikë në vetitë e peletit të papërpunuar. Karakteristikat fizike dhe kimike të aditivëve lidhës, vetitë e tyre reologjike.
Përzierja e lëngjeve jonike me tretës të ndryshëm është paraqitur në tabelën 1.4.
Tabela 1.4. Përzierja e IL-ve me tretës të ndryshëm. Nr. Tretësi I
A1C13 - bazë - AICI3 - acid 1 Ujë 80.1 Reaksione jo të përziera 2 karbonat propileni 64.4 Reaksione të përziera të përziera 3 metanol 33.0 reaksione të përziera 4 acetonitril 26.6 reaksione të përziera të përziera6. loride 8,93 Të përziera të përziera 7 THF 7,58 të përziera të përziera Reagon 8 Trikloretileni 3.39 Nuk përzihet Jo
nuk përzihet
i përzier 9 Disulfidi i karbonit 2.64 Jo i përzier Jo
nuk përzihet
I perziershem 10 Toluen 2,38 I pa perzishem I perziershem Reaksionet 11 Heksan 1,90 I pa perzishem Jo
nuk përzihet
të përziera
Lëngu jonik (+PF Në mënyrë tipike, proceset në lëngjet jonike krahasohen me ato në tretësit organikë tipikë. Nga ky këndvështrim, në lidhje me përbërjet që shfaqin veti të dobëta bazë, IL bazë do të sillet në mënyrë të ngjashme me DMF. Nga ana tjetër, Lëngjet acidike do të sillen në aciditet sillen si acidi trifluoroacetik. Në temperaturën e dhomës, lëngjet jonike janë tretës të shkëlqyer dhe, në të njëjtën kohë, janë në gjendje të veprojnë si katalizatorë për një sërë reaksionesh, si Friedel-Crafts, Diels-Alder, izomerizimi dhe reaksionet e reduktimit.
[EM1m]Cl-AlCl3 dhe lëngjet e tjera jonike haloaluminate kanë aciditet Lewis, i cili mund të kontrollohet duke ndryshuar raportin molar të dy përbërësve të AlCl3AlCl3. E gjithë kjo i bën lëngjet jonike objekte interesante si media reaksioni jo ujore. Aciditeti Lewis i këtyre sistemeve përcaktohet nga aktiviteti i klorurit. Ekuilibri në një lëng kloroaluminat në temperaturën e dhomës mund të përshkruhet nga dy ekuacione:
AICI4" + AICI3 AI2C17*
E para përshkruan procesin në shkrirjet bazë, kur raporti molar i AlCl3AlCl është më i vogël se një, dhe i dyti - në shkrirjet acidike, ku raporti është më i madh se një. Kjo do të thotë se formohen më shumë anione C G, AICI4", AI2CI7" dhe sasitë e tyre relative përcaktohen nga ekuilibri: 2A1SC" *
ALCL" + CG Joni heptakloroaluminat është një acid i fortë Lewis, falë jonit të klorit në bazën e konjuguar Lewis. Një lëng jonik neutral është ai ku raporti molar i AlCl3AlmCl është i barabartë me njësinë dhe vetëm joni AICI4* është i pranishëm. Ai ka tani është bërë i mundur neutralizimi i klorureve të ngurta të metaleve të metaleve të ngurta IL acidike të buferuara.
Tretshmëria e plotë e lëngjeve jonike në tretës i bën ata të përshtatshëm për matje spektrofotometrike, veçanërisht në rajonet e dukshme dhe UV. Ato mund të përdoren së bashku me tretës organikë, dhe si rezultat i tretjes, ndodh shpërndarja e joneve IL dhe, si pasojë, një ndryshim në disa veti fiziko-kimike: një ulje e viskozitetit dhe një rritje në përçueshmërinë e tretësirës. Kur krahasojmë spektrat IR të lëngjeve jonike acidike dhe bazike, zbulohet një shtrembërim i lehtë i unazës aromatike, e cila është më pak e tendosur në dallim nga kripa, e cila ka një kation më të vogël. Kjo do të thotë se lidhja hidrogjenore midis atomit të hidrogjenit në atomin e dytë të karbonit të unazës dhe jonit të klorurit është ose shumë i dobët ose nuk ekziston. Në IL-të e tipit bazë, tensioni i lidhjes hidrogjenore është ende i rëndësishëm. Një nga avantazhet e IL-ve është qëndrueshmëria e tyre termike në një gamë të gjerë temperaturash, gjë që bën të mundur kontrollin me sukses të reaksioneve që ndodhin në këto lëngje. Kështu, +PF6" fillon të dekompozohet në një temperaturë prej ~ 620 K, dhe me një shpejtësi të dukshme në 670 K. Zbërthimi i IL ndodh sipas një mekanizmi si në ajër ashtu edhe në një mjedis azoti. Është gjetur se kur nxehet në ajër, oksidimi i IL nuk ndodh.
Lëngjet jonike janë të përshtatshme për t'u përdorur dhe të lira për t'u prodhuar. Janë tretës të mirë dhe mundësia e krijimit të sistemeve katalitike në bazë të tyre i bën të preferueshëm për kryerjen e reaksioneve katalitike. Me përzgjedhjen e lëngjeve jonike, është e mundur të arrihet lirimi i produkteve të reaksionit në një fazë tjetër.
Sjellja e IL-ve nën ndikimin e rrezatimit jonizues praktikisht nuk është studiuar. Një vlerësim paraprak i qëndrueshmërisë së rrezatimit të një prej IL-ve më të njohur, bazuar në kationin 1,3 dialkilimidazole (+PF6") tregon se ai është relativisht rezistent ndaj rrezatimit jonizues (si benzeni) dhe më i qëndrueshëm se një sistem i bazuar në një përzierje e tributil fosfatit dhe vajgurit Është treguar se në kushtet e studiuara, lëngjet jonike, kur ekspozohen ndaj rrezatimit jonizues në sasi të dallueshme, nuk shpërbëhen në përbërësit organikë të tyre përbërës.
Më shumë për temën 1.5.2. Vetitë e lëngjeve jonike:
- 3.5. Studimi i procesit rrezatim-kimik të polimerizimit të fosforit elementar në tretës organikë në prani të lëngjeve jonike 3.5.1. Vetitë dielektrike të tretësirave fillestare
A. S. Solodov, M. S. Solodov, S. G. Koshel
Drejtues shkencor - S. G. Koshel, Doktor i Kimisë. shkencave, profesor
Universiteti Teknik Shtetëror i Yaroslavl
Lëngjet jonike i përkasin të ashtuquajturve "tretës të gjelbër", të cilët korrespondojnë me parimet e kimisë së gjelbër. Lëngjet jonike janë kripëra të shkrira në temperaturë të ulët që kanë një sërë veçorish, si: paqëndrueshmëria, stabiliteti kimik, siguria mjedisore, përçueshmëria e lartë jonike, aftësia e mirë tretëse dhe gjerësia e "dritares" elektrokimike.
Lëngjet jonike përdoren si përbërës të elektroliteve për lloje të ndryshme të reja të pajisjeve elektrokimike (bateri litium, kondensatorë, panele diellore). Është e mundur të përdoren lëngje jonike si përbërës aktivë të membranave. Membranat janë përbërësit kryesorë të qelizave të karburantit që mund të funksionojnë në kushte të vështira.
Një avantazh i rëndësishëm është krijuar në përdorimin e lëngjeve jonike në proceset elektrokimike në krahasim me elektrolitet tradicionale. Përdorimi i lëngjeve jonike si zgjidhje polimerësh jo ujore për reaksione elektrokimike dhe elektrokatalitike: elektrooksidimi, elektroreduktimi është premtues. Shumë substrate organike janë më të tretshme në lëngje jonike sesa në ujë. Precipitimi i një metali nga lëngjet jonike që përmbajnë të njëjtin metal si një kation ndodh mjaft lehtë.
Avantazhi kryesor i përdorimit të lëngjeve jonike - elektroliteve për prodhimin e pllakave është se ato nuk janë tretësira ujore, domethënë nuk ka evolucion hidrogjeni gjatë elektrodepozitimit të veshjeve. Kështu, në thelb është e mundur të përftohen veshje që janë pa çarje dhe më rezistente ndaj korrozionit.
Nga pikëpamja e hulumtimit, lëngjet jonike të bazuara në eutektikën e klorurit të kolinës janë interesante. Lëngjet jonike të bazuara në klorurin eutektik të kolinës mund të përdoren lehtësisht në kushte ambienti. Ne kemi marrë dhe kemi kryer studime të përzierjeve eutektike të mëposhtme të klorurit të kolinës me etilen glikol, me ure, me acid oksalik dhe me klorur kromi. Është vërtetuar varësia e përçueshmërisë elektrike të këtyre eutektikave nga temperatura.
Teknologjia Smart Home u krijua me një qëllim në mendje - duke kursyer kohën e shpenzuar për punët rutinë të shtëpisë. Teknologjitë e reja të përdorura në sistemin e shtëpive inteligjente janë mahnitëse në shumëllojshmërinë e tyre. Me ndihmën e të ashtuquajturit...
Mbikëqyrës shkencor - A. A. Kiselev, Ph.D. ped. Shkenca, Profesor Universiteti Teknik Shtetëror Yaroslavl Zhvillimi i marrëdhënieve të tregut kërkon zbatimin e një politike të re financiare, një rritje të efikasitetit të prodhimit në çdo ndërmarrje specifike kimike ...
K. E. Razumova Drejtues shkencor - S. N. Bulikov, Doktor i Ekonomisë. Shkenca, Profesor i Asociuar i Universitetit Teknik Shtetëror Yaroslavl Rëndësia e ndryshimeve dhe inovacioneve është për shkak të nevojës për të përshtatur organizatën me kërkesat e jashtme dhe të brendshme ...
PETROKIMI, 2007, vëllimi 47, nr.5, f. 339-348
UDC 541.48-143:542.97
© 2007 F. A. Nasirov, F. M. Novruzova, A. M. Aslanbeyli, A. G. Azizov
Instituti i Proceseve Petrokimike, Akademia Kombëtare e Shkencave të Azerbajxhanit, Baku E-mail: [email i mbrojtur] Marrë nga redaktori 02/06/2007
Janë përmbledhur të dhënat mbi proceset e shndërrimit katalitik të olefinave dhe dieneve duke përdorur lëngje jonike (IL) si tretës. Roli i këtyre përbërjeve në zgjidhjen e problemeve mjedisore diskutohet nga pikëpamja e kimisë së gjelbër. Janë marrë në konsideratë disa procese industriale që përfshijnë lëngje jonike.
Përkufizimi i përgjithshëm i kimisë së gjelbër është projektimi dhe zhvillimi i produkteve dhe proceseve kimike që reduktojnë ose eliminojnë përdorimin dhe prodhimin e substancave të rrezikshme. Çdo substancë dhe mënyra e prodhimit të saj përmes transformimeve kimike mund të konsiderohet në lidhje me ndikimin e tyre të mundshëm në mjedis. Detyra e "kimisë së gjelbër" zbret në zhvillimin e proceseve kimike që, nga njëra anë, janë ekonomikisht të pranueshme, dhe nga ana tjetër, ndotin minimalisht mjedisin. Kur zhvillohen procese të tilla industriale "të pastra", duhet të udhëhiqet nga 12 parimet e "kimisë së gjelbër" të dhëna në punime.
Përdorimi i tretësve miqësorë me mjedisin ose i proceseve pa tretës fare përfaqëson një nga fushat më të rëndësishme të kimisë së gjelbër. Tretësit organikë tipikë janë shpesh komponime mjaft të paqëndrueshme, kështu që përveçse janë ndotës të rrezikshëm të ajrit, ato janë zakonisht të ndezshme, toksike ose kancerogjene. Përdorimi i IL-ve në vend të kësaj është me interes të madh shkencor dhe praktik kur krijohen procese të reja të "kimisë së gjelbër".
Përparimet në përdorimin e IL-ve në katalizë përshkruhen në detaje në libra të shumtë dhe artikuj rishikimi, duke përfshirë vepra.
Progres i rëndësishëm është arritur në përdorimin e IL-ve në proceset e shndërrimit katalitik të olefinave dhe dieneve, si dimerizimi, oligomerizimi, alkilimi dhe metateza. Potenciali i IL-ve si media të reja për reaksionet e sipërpërmendura të katalizës homogjene u vlerësua plotësisht falë punës pioniere dhe kërkimit të thelluar të një grupi të tërë kimistësh.
HYRJE NË LËNGJET JONIKE
Lëngjet jonike, si një klasë e re e tretësve alternativë, kanë tërhequr shumë vëmendje për shkak të presionit të ulët të avullit, mungesës së toksicitetit dhe aftësisë për të bashkëvepruar me komponimet organometalike, gjë që hap perspektiva të gjera për përdorimin e tyre në katalizë. Në parim, një shumëllojshmëri e madhe e IL-ve arrihet duke ndryshuar kombinimin e kationit dhe anionit, të cilët, nga ana tjetër, mund të zgjidhen për çdo reagim specifik. Në të njëjtën kohë, çështjet e toksicitetit dhe kostos së kësaj klase të re tretësish duhet të vlerësohen rast pas rasti.
IL-të, të përbërë nga një kation organik i madh që përmban azot dhe një anion inorganik shumë më i vogël, janë komponime me Gpl zakonisht nën 100-150°C.
Literatura ka përmendur një sërë lidhjesh kation-anion të afta për të formuar IL të temperaturës së dhomës (RTIL). Kjo rrethanë i dallon ato nga kripërat e shkrira klasike (për shembull, NaCl me Gpl = 801°C, Na3AlF3 me Gpl = 1010°C, klorur tetrabutilfosfonium me Gpl = 80°C, LiCl: Përzierje KCl = 6:4° me Gpl = 352 C, etj.). Izhkt - lëngje ch. arr. me katione të mëdha asimetrike në molekulë, duke parandaluar paketimin e ngushtë të anioneve. IL-të përmbajnë katione të amonit, sulfoniumit, fosfoniumit, litiumit, imidazolit, piridiniumit, pikoliniumit, pirolidiniumit, tiazoliumit, triazoliumit, oksazoliumit dhe pirazoliumit me zëvendësues të ndryshëm.
Me interes të veçantë janë kripërat e lëngëta të bazuara në kationin dialkilimidazolium, nga
karakterizohet nga një gamë e gjerë vetive fiziko-kimike, të cilat zakonisht përftohen nga shkëmbimi i anioneve nga halogjenet e imidazolit.
Anionet IL ndahen në dy lloje. E para përbëhet nga anione polinukleare (p.sh.
A12 C1-, A13 C1 10, Au2C17, Fe2C17 dhe Sb2B-!), të formuar nga ndërveprimi i acidit përkatës Lewis me një anion mononuklear (për shembull,
A1C1-) dhe janë veçanërisht të ndjeshëm ndaj ajrit dhe ujit. Lloji i dytë janë anionet mononukleare që janë pjesë e IL-ve stoikiometrike neutrale,
p.sh. VB4, RB6, 2pS133, SiS12, 8pS1-,
N№802)-, N(№802)-, S(SBz802)3, SBzС02,
SB3803, CH380-, etj.
Duke ndryshuar grupet alkile të përbërjes fillestare (imidazol, piridinium, fosfonium, etj.), Si dhe llojin e anioneve të lidhura, është teorikisht e mundur sinteza e një larmie të madhe IL me veti të ndryshme fiziko-kimike. Autorët e punës sugjerojnë ekzistencën e deri në një trilion (1018) kombinime të mundshme kation/anion në IL.
Më të përdorurat janë IL-të kloroaluminate, tetrafluoroborate ose heksafluorofosfate të bazuara në N-alkilpiridin ose 1,3-di-alkilimidazolium. IL-të organokloroaluminate të marra nga kloruret N-alkilpiridinium ose 1,3-dialkylimidazolium dhe trikloruri i aluminit kanë një kufi të gjerë të fazës së lëngshme deri në 88°C.
Vetitë fizike dhe kimike të IL-ve (dendësia, përçueshmëria elektrike, viskoziteti, aciditeti i Lewis, hidrofobi, aftësia për të formuar lidhje hidrogjenore) mund të kontrollohen duke ndryshuar llojin dhe raportin e përbërësve kationikë dhe anionikë. Në këtë rast, bëhet e mundur krijimi i IL-ve me vetitë e dëshiruara të përshtatshme për përdorim në katalizë.
IL quhen "tretës të gjelbër" - për shkak të presionit të ulët të avullit, ato janë të paqëndrueshme dhe për këtë arsye nuk ndizen; Përveç kësaj, ato janë të papërziershme me një numër tretësish organikë të zakonshëm, gjë që ofron një alternativë reale për krijimin e sistemeve dyfazore. Kjo veti e bën më të lehtë ndarjen e produkteve nga përzierja e reaksionit, si dhe rigjenerimin e katalizatorit dhe kthimin e tij në sistem së bashku me IL. Kataliza dyfazore e lëngshme-lëngshme promovon "heterogjenizimin" e një katalizatori homogjen në një fazë (zakonisht polar, në këtë rast në një IL) dhe produkteve organike në një tjetër. Produkti ndahet nga solucioni i katalizatorit me dekantim të thjeshtë dhe katalizatori përdoret në mënyrë të përsëritur pa ulur efikasitetin
efikasitetin, selektivitetin dhe aktivitetin e procesit. Katalizatori i tipit jonik mund të mbahet lehtësisht në fazën IL pa pasur nevojë të sintetizohen ligandë të veçantë. Në rastin kur katalizatori nuk është i ngarkuar, kalimi (shpëlarja) e një metali të shtrenjtë kalimtar në fazën organike mund të kufizohet duke përdorur ligandë funksionalë të futur posaçërisht në strukturën IL. Karakteristikat termodinamike dhe kinetike të reaksioneve kimike të kryera në IL ndryshojnë nga ato në tretësit organikë tradicionalë të avullueshëm, gjë që është gjithashtu me interes të madh.
Shumë reaksione kimike në të cilat IL-të përdoren si medium janë raportuar në literaturë. Reaksione të tilla përfshijnë plasaritjen, hidrogjenizimin, izomerizimin, dimerizimin, oligomerizimin, etj. Dihet se IL-të e përdorura në një sërë sistemesh katalitike shfaqin aktivitet, selektivitet dhe stabilitet më të madh sesa në rastin e tretësve tradicionalë. Ato shpesh ofrojnë rendimente më të mira, shpërndarje shumë selektive të produkteve të reagimit dhe në disa raste kinetikë më të shpejtë të procesit. Reaksionet në IL gjithashtu ndodhin në presione dhe temperatura më të ulëta se reaksionet konvencionale, duke çuar kështu në një reduktim të ndjeshëm të kostove të energjisë dhe kapitalit.
LËNGJET JONIKE NË PROCESET KATALITIKE PËR SHNDËRRIMIN E OLEFINAVE DHE DIENES
Proceset katalitike të dimerizimit, oligomerizimit, alkilimit dhe metatezës së olefinave dhe dieneve në IL hapin mundësi të reja për shndërrimin e tyre në olefina më të vlefshme dhe produkte të tjera. Roli i tretësit në këto procese katalitike homogjene është të shpërndajë dhe stabilizojë molekulat e monomerëve, ligandëve dhe katalizatorëve pa ndërvepruar me ta dhe pa konkurruar me monomerët për qendrën vakante të koordinimit.
Si tretës, IL janë unike në aftësinë e tyre të dobët koordinuese, e cila në lidhje me kompleksin katalitik varet nga natyra e anionit. IL-të, të karakterizuara nga nukleofiliteti i ulët, nuk konkurrojnë me molekulën organike për koordinim në qendrën elektrofile të metalit. Në disa raste, roli i tyre është thjesht të sigurojnë një mjedis polar, koordinues të dobët për katalizatorin kompleks organometal (si një tretës "i padëmshëm") ose si një kokatalizues (për shembull, në rastin e kloroaluminatit ose IL-ve klorostanat), kështu që ata mund të përafërsisht.
veprojnë si një tretës i drejtpërdrejtë, bashkë-tretës dhe katalizator.
Shumica e IL-ve dihet se formojnë përzierje dyfazore me shumë olefina, dhe këto sisteme ofrojnë të gjitha avantazhet e katalizimit homogjen dhe heterogjen (p.sh., kushtet e buta të procesit, raporti i lartë i efikasitetit / selektivitetit karakteristik i katalizatorëve homogjenë, ndarje e lehtë e produkteve të reaksionit, konsumi optimal i katalizatorëve heterogjenë).
Aktualisht, reagimi më i studiuar në IL është dimerizimi i olefinave më të ulëta të katalizuara nga komponimet e nikelit duke përdorur një lloj tretësish kloroaluminat.
Instituti Francez i Naftës (FIN) ka zhvilluar një proces katalitik për dimerizimin e propilenit në një kloroaluminat IL bazuar në 1-bu-
klorur til-3-metilimidazoliumi (bmimCl) - i ashtuquajturi. procesi i nikelit. Katalizatori përbëhet nga L2NiCl2 (L = Ph3P ose piridinë) në kombinim me EtAlCl2 (bmimCI/AlQ3/EtAlQ2 = 1/1.2/0.25) dhe një katalizator aktiv
Kompleksi nikel(II)+AlCl-onik i formuar in situ gjatë alkilimit të L2NiCl2 me EtAlCl2 në IL-të acidike alkilkloroaluminate. Meqenëse këto të fundit nxisin shpërbërjen e komplekseve të metaleve jonike, supozohej se ato kishin një efekt të dobishëm në këtë reagim. Në 5°C dhe presion atmosferik, produktiviteti i procesit arrin deri në ~250 kg dimer/g Ni, që është shumë më tepër se kaq.
Për të lexuar më tej artikullin, duhet të blini tekstin e plotë ELISEEV O.L., LAPIDUS A.L. - 2010
AZIZOV A.G., ALIEVA R.V., VELIEVA F.M., GULIEV B.V., IBRAGIMOVA M.D., KHANMETOV A.A. - 2008
