İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın
Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.
Yayınlanan http:// www. en iyi. ru/
giriiş
1. İyonik sıvı
1.2 İyonik sıvıların özellikleri
1.3 Bilimde iyonik sıvılar
2. İnce organik sentez
2.1 TOC'nin Özellikleri
Çözüm
giriiş
Bilinen çok çeşitli katalizörlerin varlığına rağmen, kimyasal teknoloji ve organik sentez, sürekli olarak yeni, daha verimli ve çevre açısından kabul edilebilir katalizörlere, reaksiyon ortamlarına ve çözücülere ihtiyaç duymaktadır. Temel ve ince organik sentezlerin yanı sıra petrokimyaya yönelik endüstriyel süreçleri geliştirirken ve iyileştirirken, yüksek enerji maliyetleri ve çevre kirliliği ile bağlantılı mevcut ekonomik ve çevresel sorunları çözmek için yeni yaklaşımlara ihtiyaç vardır. Organik sentezde çözücü olarak kullanılan uçucu organik bileşiklerin değiştirilmesi probleminin çözümüne yönelik modern bir yaklaşım, iyonik sıvıların kullanımını içerir. İyonik sıvıların yeni reaksiyon ortamı olarak kullanılması, solvent emisyonu ve pahalı katalizörlerin yeniden kullanımı sorununu çözebilir.
İnce organik sentez (TOS) çok sayıda kimyasal bileşiktir: ilaçlar, boyalar, kimyasal katkı maddeleri, pestisitler, yüzey aktif maddeler, özel polimerik malzemeler, sentetik enzimler vb. Ek olarak, kural olarak, her bir ince organik sentez ürününün üretimi -- karmaşık, çok aşamalı bir süreç. Organik kimyanın bu alt dalının özelliklerini karakterize eden, üretim ölçeği değil, çoğu teknolojik süreçteki ince dönüşümler ve hedef maddeye doğru ilerlemedeki çok sayıda geçiştir.
1. İyonik sıvı
1.1 İyonik sıvıların özellikleri
"İyonik sıvılar" terimi, 100 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda sıvı olan ve organik katyonlardan, örneğin 1,3-dialkilimidazolyum, N-alkilpiridinyum, tetrakil amonyum, tetraalkilfosfonyum, tryalkilsülfonyum ve çeşitli anyonlardan oluşan maddeler anlamına gelir: Cl-, [ ВF4] -, [PF6]-, [SbF6]-, CF3SO3-, [(CF3SO2)2N]-, ROSO3-, RSO3-, ArSO3-, CF3CO2-, CH3CO2-, NO3-, [A12C17]-.
Anyonun doğası iyonik sıvıların erime noktası, termal ve elektrokimyasal kararlılık ve viskozite gibi özellikleri üzerinde büyük etkiye sahiptir. İyonik sıvıların polaritesi ve hidrofilikliği veya hidrofobikliği, katyon/anyon çiftinin uygun seçimiyle optimize edilebilir ve her yeni anyon ve katyon, iyonik sıvıların özelliklerini değiştirmek için ek fırsatlar sağlar.
1.2 İyonik sıvıların özellikleri
İyonik sıvılara olan ilginin artması, aşağıdaki spesifik özelliklerin varlığından kaynaklanmaktadır:
1. Geniş sıvı hal aralığı (> 300 °C) ve düşük erime sıcaklıkları (Tm< 100 °С).
2. Yüksek elektrik iletkenliği.
3. Çeşitli inorganik, organometalik ve organik bileşiklere ve doğal ve sentetik kökenli polimerlere karşı iyi çözünme yeteneği.
4. Organik reaksiyonların seçiciliğini ve hedef ürünün verimini artıran katalitik aktivite.
5. Uçucu olmayan, tekrar kullanılabilir.
6. Yanmazlık, patlayıcılık, toksiklik ve bunun sonucunda çevreye zararlı etkilerin bulunmaması.
7. İstenilen özelliklere sahip iyonik sıvıların hedeflenen sentezinde sınırsız olanaklar.
Nitelikler 3 ve 4, iyonik çözücüleri polimer sentezinde özellikle çekici kılar.
1.3 Bilimde iyonik sıvılar
İyonik sıvılar, kimyasal araştırmalar, bunların katalizde kullanımı, organik sentez ve biyokimyasal süreçler de dahil olmak üzere diğer alanlar için benzersiz nesnelerdir. Literatürde açıklanan iyonik sıvıların sayısı şu anda çok fazladır (yaklaşık 300). İyonik sıvıların potansiyel sayısı pratik olarak sınırsızdır ve yalnızca uygun organik moleküllerin (katyonik parçacıklar) ve inorganik, organik ve metal kompleks anyonların mevcudiyeti ile sınırlıdır. Çeşitli tahminlere göre, bu tür iyonik sıvılardaki olası katyon ve anyon kombinasyonlarının sayısı 1018'e ulaşabilir. Şekil 1, literatürde açıklanan, üzerinde en çok çalışılan iyonik sıvılardan bazılarını göstermektedir.
1.4 İyonik sıvıları elde etme yöntemleri
Hazırlama yöntemleri oldukça basittir ve kolayca ölçeklendirilebilir. Üç ana sentez yöntemi en yaygın olarak kullanılır:
Gerekli B-anyonunu içeren bir gümüş tuzu ile gerekli katyona sahip bir halojen türevi arasındaki değişim reaksiyonu
A+: Ag+B- + A+Hal- > A+B- + AgHal (1)
N-alkil halojenür türevinin metal halojenürlerle kuaternizasyon reaksiyonu:
N+ - AlkHal- + MAln > N+ - AlkМНa1- n+1 (2)
İyon değişim reçineleri veya killerinde iyon değişim reaksiyonları.
Pirinç. 1 - İyonik sıvılar
(Ri = H, alkil, aril, hetaril, alil, vb., fonksiyonel gruplar dahil, 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]-, vb.)
İyonik sıvıların sentezinde pratik olarak önemli olan bir diğer yön, bunların doğrudan reaktörde hazırlanmasıdır. Bu durumda karşılık gelen N-alkil halojenür ve metal halojenür bir reaktörde karıştırılır ve kimyasal işlem veya katalitik reaksiyon başlamadan hemen önce iyonik bir sıvı oluşturulur. Çoğu zaman iyonik sıvılar, alüminyum klorür ve organik klorürlerin bir karışımına dayanarak hazırlanır. İki katı karıştırıldığında ekzotermik bir reaksiyon meydana gelir ve erime noktaları -90 °C'ye kadar olan ötektik karışımlar oluşur. Bu, kural olarak şeffaf, renksiz veya sarı-kahverengi bir sıvıdır (renk, iyonik sıvının hazırlanması sırasında safsızlıkların varlığına ve reaksiyon kütlesinin lokal aşırı ısınmasına bağlıdır). İyonik sıvıların, özelliklerinin çeşitliliği ve kendine özgü özellikleri nedeniyle kataliz ve organik sentez için çok çekici olduğu kanıtlanmıştır.
İyonik sıvıların “çevre dostu” olmasıyla ilgili olarak, sonraki çalışmalarda birçok şeyin yeniden değerlendirilmesi gerekir ve değerlendirilecektir, ancak genel olarak geri dönüştürülebilir olmaları, yanıcı olmaması ve düşük doymuş buhar basıncına sahip olmaları onları tam katılımcı haline getirmektedir. Yeşil” kimya, incelemede örnekleri verilen üretkenlik ve seçicilikteki kazanımları hesaba katmadan bile. Açıkçası, yüksek maliyetlerinden dolayı iyonik sıvıların, heterojenleştirilmiş sistemlerin ek avantajları bulunmadıkça büyük ölçekli işlemlerde yaygın kullanım bulması pek mümkün değildir. Aynı zamanda, genel olarak elektrokimya ve özel olarak elektrokataliz kadar, küçük ölçekli kimya, özellikle de metal kompleksi katalizi, bunların kullanımı için verimli bir alan olabilir.
2. İnce organik sentez
2.1 TOC'nin Özellikleri
İnce organik sentez (TOS), karmaşık yapıya sahip organik maddelerin endüstriyel küçük ölçekli üretimidir.
Ana hammadde kaynakları temel organik sentez ürünleridir. İnce organik sentez, çok aşamalı doğa, büyük ölçekli geçişteki zorluklar ve nispeten yüksek spesifik enerji ve işçilik maliyetleri, reaktörlerin birim hacmi başına genellikle düşük çıktı, önemli miktarda atık, çevresel sorunların çözülmesinin karmaşıklığı nedeniyle karakterize edilir. , vb. İnce organik sentez işlemlerinin verimliliği, esas olarak esnek blok modüler şemaların, otomatik kontrol sistemlerinin, biyoteknoloji yöntemlerinin (ara ürünlerin elde edilmesi ve atıkların dönüştürülmesi için), lazer kimyasının vb. kullanılması yoluyla artırılır.
İnce organik sentezin ana ürünleri boyalar, ilaçlar, pestisitler, tekstil yardımcı maddeleri ve kokuları, polimer malzemeler için kimyasal katkı maddeleri, film ve fotoğraf malzemeleri için kimyasallar, kimyasal reaktifler vb.'dir.
2.2 Organik sentezdeki ilerlemenin tarihi
Organik sentez endüstrisindeki ilerleme büyük ölçüde yeni reaksiyonların geliştirilmesine bağlıdır. Çoğunlukla temelde yeni bir reaksiyon, organik kimyada yeni bir çağ yaratır. Örneğin, 1928'de, konjuge dien sistemlerine 1,4 pozisyonunda çift veya üçlü bağ (dienofiller) içeren maddelerin eklenmesinden oluşan dien sentezi reaksiyonu keşfedildi (O. Diels ve K. Alder). altı üyeli halkaların oluşumu ile:
Şekil 1 - Dien sentezi reaksiyon şeması
Bu reaksiyon, çok çeşitli siklik bileşiklerden, steroidler ve diğer heterosiklik sistemler gibi karmaşık polisiklik sistemlere kadar birçok yeni sentetik maddenin üretiminin temeli haline geldi.
Wittig reaksiyonu, doğal bileşiklerin çok sayıda karmaşık analogunun elde edildiği olefinlerin sentezi için yeni bir yöntemin temeli haline geldi, Şekil 2.
Şekil 2 - Wittig reaksiyonunun şeması
2.3 Enzim immobilizasyon yöntemi
Olefin sentezinin gelişimi, polimer destekler üzerinde immobilize edilmiş reaktiflerin geliştirilmesiyle kolaylaştırılmıştır. Bu durumda ikinci reaktif solüsyondadır. Reaksiyon, ürünün polimer üzerinde kalacağı ve filtrasyon ve yıkama yoluyla ikinci reaktifin ve yan ürünlerin fazlalığından kolayca ayrılacağı şekilde ilerler. Nihai ürün daha sonra polimer matrisinden ayrılır ve saflaştırılır. Bu, çok adımlı ve emek yoğun sentezlerin, ara adımlarda karmaşık saflaştırma olmadan gerçekleştirilmesine olanak tanır. Bu yöntem özellikle peptitlerin ve proteinlerin sentezinde başarıyla kullanılmaktadır.
Enzimleri çözünmeyen bir taşıyıcı üzerinde immobilize etme yöntemi çok etkilidir. Enzim doğal bir kaynaktan izole edilir, saflaştırılır ve kovalent bağlanma veya adsorpsiyon yoluyla inorganik veya polimerik bir taşıyıcıya sabitlenir. Maddenin çözeltisi böyle bir hareketsizleştirilmiş enzimle doldurulmuş bir kolondan geçirilir. Kolonun çıkışında ürün geleneksel yöntemlerle ayrıştırılır. Bu sayede çözelti farklı enzimlere sahip birkaç kolondan sıralı olarak geçirilerek çok aşamalı işlemler gerçekleştirilebilir.
2.4 Faz transfer katalizörü yöntemi
İnce organik sentezin geliştirilmesinde yeni bir aşama, reaksiyon karışımına özel maddeler - faz transfer katalizörleri (amonyum, fosfonyum tuzları, taç eterler) eklendiğinde faz transfer katalizinin kullanılmasıydı. Bu maddeler, örneğin anyonların sulu veya katı fazdan reaksiyona girecekleri organik faza transferini kolaylaştırır.
Faz transfer katalizörlerinin etkili olduğu reaksiyonların sayısı çok fazladır ve karbanyonları içeren hemen hemen tüm reaksiyonları içerir (Claisen, Michael, Wittig, Horner ve diğer reaksiyonlar, C-alkilasyon, ekleme vb.). Faz transfer katalizinin kullanımı, organik maddenin suda çözünmediği ve oksitleyici maddenin organik bir çözücü içinde çözünmediği oksidasyon reaksiyonlarında umut vericidir. Örneğin, benzende çözünmeyen potasyum manganat, az miktarda taç eter ile eklendiğinde, güçlü bir oksitleyici madde olarak görev yapan MnO4- iyonunu içeren koyu kırmızı benzeni üretir. Modern organik sentez yöntemleri artık karmaşık çok aşamalı süreçlerin planlanmasını başarıyla kullanıyor. Kural olarak, karmaşık bileşim ve yapıya sahip başlangıçtan hedef ürünlere geçiş, bazıları az çok rasyonel olan farklı şekillerde gerçekleştirilebilir. Sentezlenen bileşikler daha karmaşık hale geldikçe, en etkili şemanın seçilmesine yönelik belirli metodolojik ilkeler oluşturulur.
Çözüm
iyonik sıvı organik sentez
Şu anda iyonik sıvıların ve özelliklerinin incelenmesi dünya biliminde çok umut verici ve çok önemli bir alandır. İyonik sıvıların çeşitli maddelerle etkileşim alanı ve yeni maddelerin daha fazla üretilmesi özellikle ilginçtir.
İyonik sıvılar, ince organik sentez teknolojilerinin basitleştirilmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. TOC emek yoğun bir süreç olduğundan bilim camiası iyonik sıvılar gibi yeni katalizörlerin icat edilmesiyle ilgileniyor.
Kullanılan kaynakların listesi
1. Yagfarova, A.F., İyonik sıvılara ilişkin metodolojik el kitabı / A.R. Gabdrakhmanova, L.R. Minibaeva, I.N. Musin. - Bülten: KTU, 2012, 192-196.
2. Gabdrakhmanova, A.R., İyonik sıvılara ilişkin metodolojik kılavuz / A.F. Yagfarova, L.R. Minibaeva, A.V. Klinov. - Bülten: KTU, 2012, 63-66.
3. Bykov, G. V. Organik kimyanın tarihi. - M., 1976. 360 s.
4. Reichsfeld, V.O., Erkova L.N., Temel organik sentez ve sentetik kauçukların üretimi için donatım / Reichsfeld V.O., Erkova L.N. - M. - St., 1965.
Allbest.ru'da yayınlandı
...Benzer belgeler
Organik sentez yoluyla organik bileşiklerin, malzemelerin ve ürünlerin elde edilmesi. Organik sentezin gelişimi için ana yönler ve beklentiler. Sonraki organik sentezler için başlangıç maddesi grupları. Organik sentez yöntemleri.
özet, 15.05.2011 eklendi
Yeni bir enerji kaynağı olarak biyogazın üretim teknolojisi ve uygulama alanları. Biyoyakıt üretmek için hayvan ve kümes hayvanı atıklarının işlenmesine yönelik yöntemler. Mikrobiyoloji laboratuvarında çalışırken güvenlik kuralları.
kurs çalışması, eklendi 10/06/2012
"Sözde denge sentezinin" özü. Üçlü sistemlerin faz diyagramını dikkate alarak uyumlu çözünebilen maddelerin sentezi. Buhar biriktirme yöntemi. Çözeltilerde redoks reaksiyonları. Maddelerin saflaştırılmasında fiziko-kimyasal yöntemler.
test, eklendi: 01/07/2014
Taşlama işlemlerinde kesme sıvılarının kullanılmasına yönelik sistemlerin tasarlanmasına yönelik yöntemler. Soğutucunun filtreler ve çökeltme tanklarındaki mekanik yabancı maddelerden temizlenmesi işleminin matematiksel modeli. Sıvı ve mekanik yabancı maddelerin hareketinin incelenmesi.
tez, 23.01.2013 eklendi
Organik sentezin gelişimindeki eğilimler. Petrole alternatif olarak sentez gazı. Etilenin doğrudan katalitik hidrasyonuyla etanol üretimi. Etilenden etanol yoluyla asetaldehit sentezi için iki aşamalı işlemin tek adımlı bir oksidatif işlemle değiştirilmesi.
kurs çalışması, eklendi 27.02.2015
Hidrolik sistemlerin çalışma sıvıları için gereklilikler. Evsel uygulamalarda hidrolik yağların sınıflandırılması ve tanımları. Sıvıların moleküler yapısı ile fiziksel özellikleri arasındaki ilişki. Çalışma sıvılarının temizlenmesi ve yenilenmesi.
test, 27.12.2016 eklendi
Ayırıcının çalışma prensibinin özellikleri, amacı. Çeşitli sıvı ve katıların ayrılmasında proses kontrolünün verimliliğini artırmak için disk ayırıcıların kullanılması. Ayırma için kullanılan ekipmanın özellikleri.
makale, 22.02.2018 eklendi
Nanomalzeme elde etme yöntemleri. Amorf ve düzenli matrislerde nanopartiküllerin sentezi. Sıfır boyutlu ve tek boyutlu nanoreaktörlerde nanopartiküllerin üretimi. Yapısal tipte zeolitler. Mezogözenekli alüminosilikatlar, moleküler elekler. Katmanlı çift hidroksitler.
kurs çalışması, eklendi 12/01/2014
Düz kaldıraç mekanizmasının yapısal analizi ve sentezi, kinematik ve kuvvet hesaplamaları. Basit ve karmaşık dişli mekanizmalarının diyagramlarının oluşturulması ve parametrelerinin hesaplanması. Kam mekanizmasının bağlantıları, dinamik analizi. Kam profili sentezi.
kurs çalışması, 29.12.2013 eklendi
Bentonit killerinin demir cevheri peletleri ve bunları oluşturan minerallerin üretiminde kullanımı. Organik katkı maddelerinin ham peletlerin özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi. Bağlayıcı katkı maddelerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri, reolojik özellikleri.
İyonik sıvıların çeşitli solventlerle karışabilirliği Tablo 1.4'te sunulmaktadır.
Tablo 1.4. IL'lerin çeşitli solventlerle karışabilirliği. Hayır. Çözücü I
A1C13 - baz - AICI3 - asit 1 Su 80,1 Karışamaz Reaksiyona girer Reaksiyona girer 2 Propilen karbonat 64,4 Karışabilir Karışabilir Reaksiyona girer 3 Metanol 33,0 Karışabilir Reaksiyona girer Reaksiyona girer 4 Asetonitril 26,6 Karışabilir Karışabilir Reaksiyona girer 5 Aseton 20,7 Karışabilir Karışabilir Reaksiyona girer 6 Metilen klorür 8,93 Karışabilir Karışabilir 7 THF 7,58 Karışabilir Karışabilir Tepkimeye girer 8 Trikloretilen 3,39 Karışmaz Değil
karıştırmıyor
karışabilir 9 Karbon disülfit 2,64 Karıştırılamaz Değil
karıştırmıyor
karışabilir 10 Toluen 2,38 karışamaz karışabilir Reaksiyona girer 11 Heksan 1,90 karışamaz Değil
karıştırmıyor
karışık
İyonik sıvı (+PF Tipik olarak iyonik sıvılardaki işlemler, tipik organik çözücülerdeki işlemlerle karşılaştırılır. Bu açıdan bakıldığında, zayıf bazik özellikler sergileyen bileşiklerle ilgili olarak, bazik IL, DMF'ye benzer şekilde davranacaktır. Öte yandan, asidik sıvılar asitlikte trifloroasetik asit gibi davranır. Oda sıcaklığında iyonik sıvılar mükemmel çözücülerdir ve aynı zamanda Friedel-Crafts, Diels-Alder, izomerizasyon gibi bir dizi reaksiyon için katalizör görevi görebilirler. ve indirgeme reaksiyonları.
[EM1m]Cl-AlCl3 ve diğer haloalüminat iyonik sıvılar, AlCl3AlCl3'ün iki bileşeninin molar oranının değiştirilmesiyle kontrol edilebilen Lewis asiditesine sahiptir. Bütün bunlar iyonik sıvıları sulu olmayan reaksiyon ortamı olarak ilginç nesneler haline getirir. Bu sistemlerin Lewis asitliği klorürün aktivitesi ile belirlenir. Oda sıcaklığında bir kloroalüminat sıvısındaki denge iki denklemle açıklanabilir:
AICI4" + AICI3 AI2C17*
Birincisi, AlCl3AlCl'nin molar oranının birden az olduğu bazik eriyiklerdeki süreci, ikincisi ise oranın birden büyük olduğu asidik eriyiklerdeki süreci tanımlar. Bu, daha fazla anyon CG, AICI4", AI2CI7"'nin oluştuğu ve bunların göreceli miktarlarının denge tarafından belirlendiği anlamına gelir: 2A1SC" *
ALCL" + CG Heptakloralüminat iyonu, eşlenik Lewis bazındaki klor iyonu sayesinde güçlü bir Lewis asididir. Nötr bir iyonik sıvı, AlCl3AlmCl'nin molar oranının bire eşit olduğu ve yalnızca AICI4* iyonunun mevcut olduğu bir sıvıdır. tamponlu asidik IL'lerin katı metal alkil klorürlerini nötralize etmek artık mümkün hale geldi.
İyonik sıvıların solventler içindeki tam çözünürlüğü, onları özellikle görünür ve UV bölgelerinde spektrofotometrik ölçümler için uygun hale getirir. Organik çözücülerle birlikte kullanılabilirler ve çözünme sonucunda IL iyonlarının dispersiyonu meydana gelir ve bunun sonucunda bazı fizikokimyasal özelliklerde bir değişiklik meydana gelir: viskozitede bir azalma ve çözeltinin iletkenliğinde bir artış. Asidik ve bazik iyonik sıvıların IR spektrumları karşılaştırıldığında, daha küçük katyona sahip tuzun aksine daha az gergin olan aromatik halkada hafif bir bozulma ortaya çıkar. Bu, halkanın ikinci karbon atomundaki hidrojen atomu ile klorür iyonu arasındaki hidrojen bağının ya çok zayıf olduğu ya da hiç olmadığı anlamına gelir. Temel tip IL'lerde hidrojen bağ gerilimi hala önemlidir. IL'lerin avantajlarından biri geniş bir sıcaklık aralığında termal kararlılıklarıdır, bu da bu sıvılarda meydana gelen reaksiyonların başarılı bir şekilde kontrol edilmesini mümkün kılar. Böylece +PF6", ~ 620 K sıcaklıkta ve 670 K'de gözle görülür bir hızla ayrışmaya başlar. IL'nin ayrışması, hem havada hem de nitrojen ortamında tek bir mekanizmaya göre meydana gelir. Isıtıldığında olduğu bulunmuştur. havada IL'nin oksidasyonu meydana gelmez.
İyonik sıvıların kullanımı kolaydır ve üretimi ucuzdur. İyi çözücülerdir ve bunlara dayalı katalitik sistemler oluşturma olasılığı, onları katalitik reaksiyonların gerçekleştirilmesinde tercih edilir kılar. İyonik sıvıların seçilmesiyle reaksiyon ürünlerinin başka bir faza salınmasını sağlamak mümkündür.
İyonlaştırıcı radyasyonun etkisi altındaki IL'lerin davranışı pratikte incelenmemiştir. 1,3 dialkilimidazol katyonuna (+PF6") dayanan en iyi bilinen IL'lerden birinin radyasyon stabilitesinin ön değerlendirmesi, bunun iyonlaştırıcı radyasyona (benzen gibi) karşı nispeten dirençli olduğunu ve bazlı bir sistemden daha stabil olduğunu göstermektedir. tribütil fosfat ve kerosen karışımı.İncelenen koşullar altında iyonik sıvıların, tespit edilebilir miktarlarda iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldıklarında, kendilerini oluşturan organik bileşenlere ayrışmadığı gösterilmiştir.
Konu 1.5.2 hakkında daha fazla bilgi. İyonik sıvıların özellikleri:
- 3.5. İyonik sıvıların varlığında organik çözücülerde elementel fosforun polimerizasyonunun radyasyon-kimyasal prosesinin incelenmesi 3.5.1. Başlangıç çözümlerinin dielektrik özellikleri
A.S. Solodov, M.S. Solodov, S.G. Koshel
Bilimsel danışman - S. G. Koshel, Kimya Doktoru. bilimler, profesör
Yaroslavl Devlet Teknik Üniversitesi
İyonik sıvılar, yeşil kimyanın ilkelerine karşılık gelen "yeşil çözücüler" olarak adlandırılan maddelere aittir. İyonik sıvılar, uçuculuk, kimyasal stabilite, çevre güvenliği, yüksek iyonik iletkenlik, iyi çözünme yeteneği ve elektrokimyasal "pencerenin" genişliği gibi bir dizi özelliğe sahip düşük sıcaklıkta erimiş tuzlardır.
İyonik sıvılar, çeşitli yeni elektrokimyasal cihaz türleri (lityum piller, kapasitörler, güneş panelleri) için elektrolitlerin bir bileşeni olarak kullanılır. İyonik sıvıların membranların aktif bileşenleri olarak kullanılması mümkündür. Membranlar, zorlu koşullar altında çalışabilen yakıt hücrelerinin ana bileşenidir.
İyonik sıvıların elektrokimyasal işlemlerde kullanılmasının geleneksel elektrolitlere göre önemli bir avantaj sağladığı tespit edilmiştir. İyonik sıvıların elektrokimyasal ve elektrokatalitik reaksiyonlar için sulu olmayan polimer çözeltileri olarak kullanılması: elektrooksidasyon, elektroredüksiyon umut vericidir. Birçok organik substrat iyonik sıvılarda suya göre daha fazla çözünür. Katyonla aynı metali içeren iyonik sıvılardan metalin çökelmesi oldukça kolay gerçekleşir.
Elektrokaplama üretimi için iyonik sıvılar - elektrolitler kullanmanın temel avantajı, bunların sulu çözeltiler olmaması, yani kaplamaların elektrodepozisyon sırasında hidrojen oluşumunun olmamasıdır. Böylece esas olarak çatlaksız ve korozyona daha dayanıklı kaplamalar elde etmek mümkün olur.
Araştırma açısından bakıldığında, kolin klorür ötektiğine dayalı iyonik sıvılar ilgi çekicidir. Ötektik kolin klorür bazlı iyonik sıvılar ortam koşullarında kolaylıkla çalıştırılabilir. Kolin klorür ile etilen glikol, üre, oksalik asit ve krom klorürden oluşan aşağıdaki ötektik karışımlar üzerine çalışmalar elde ettik ve yürüttük. Bu ötektiklerin elektriksel iletkenliğinin sıcaklığa bağımlılığı tespit edilmiştir.
Akıllı Ev teknolojisi tek bir amaç göz önünde bulundurularak oluşturuldu: rutin ev işlerine harcanan zamandan tasarruf etmek. Akıllı ev sisteminde kullanılan yeni teknolojiler çeşitliliğiyle dikkat çekiyor. Sözde yardımıyla...
Bilimsel danışman - A. A. Kiselev, Ph.D. ped. Bilimler, Profesör Yaroslavl Devlet Teknik Üniversitesi Piyasa ilişkilerinin geliştirilmesi, yeni bir mali politikanın uygulanmasını, her bir kimya işletmesinde üretim verimliliğinde bir artışı gerektirir ...
K. E. Razumova Bilimsel danışman - S. N. Bulikov, Ekonomi Doktoru. Bilimler, Doçent Yaroslavl Devlet Teknik Üniversitesi Değişikliklerin ve yeniliklerin alaka düzeyi, organizasyonu dış ve iç gereksinimlerine uyarlama ihtiyacından kaynaklanmaktadır ...
PETROKİMYA, 2007, cilt 47, sayı 5, s. 339-348
UDC 541.48-143:542.97
© 2007 F. A. Nasirov, F. M. Novruzova, A. M. Aslanbeyli, A. G. Azizov
Petrokimya Prosesleri Enstitüsü, Azerbaycan Ulusal Bilimler Akademisi, Bakü E-posta: [e-posta korumalı] Editörün eline geçtiği tarih: 02/06/2007
Çözücü olarak iyonik sıvılar (IL'ler) kullanılarak olefinlerin ve dienlerin katalitik dönüşüm işlemlerine ilişkin veriler özetlenmiştir. Bu bileşiklerin çevre sorunlarının çözümündeki rolü yeşil kimya açısından tartışılmaktadır. İyonik sıvıları içeren bazı endüstriyel işlemler dikkate alınır.
Yeşil kimyanın genel tanımı, tehlikeli maddelerin kullanımını ve üretimini azaltan veya ortadan kaldıran kimyasal ürün ve süreçlerin tasarlanması ve geliştirilmesidir. Herhangi bir madde ve onun kimyasal dönüşümler yoluyla üretim yöntemi, çevre üzerindeki olası etkileriyle bağlantılı olarak değerlendirilebilir. “Yeşil kimyanın” görevi, bir yandan ekonomik olarak kabul edilebilir, diğer yandan çevreyi minimum düzeyde kirleten kimyasal süreçlerin geliştirilmesine indirgenmektedir. Bu tür "temiz" endüstriyel prosesleri geliştirirken, çalışmalarda verilen "yeşil kimyanın" 12 ilkesine rehberlik edilmelidir.
Çevre dostu solventlerin veya solvent içermeyen proseslerin kullanımı, yeşil kimyanın en önemli alanlarından birini temsil etmektedir. Tipik organik çözücüler genellikle oldukça uçucu bileşiklerdir, dolayısıyla tehlikeli hava kirletici olmalarının yanı sıra tipik olarak yanıcı, toksik veya kanserojendirler. Bunun yerine IL'lerin kullanımı, yeni "yeşil kimya" süreçleri yaratılırken büyük bilimsel ve pratik ilgi çekicidir.
IL'lerin katalizde kullanımındaki ilerlemeler, çalışmalar da dahil olmak üzere çok sayıda kitap ve inceleme makalesinde ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.
Dimerizasyon, oligomerizasyon, alkilasyon ve metatez gibi olefinlerin ve dienlerin katalitik dönüşüm süreçlerinde IL'lerin kullanımında önemli ilerleme kaydedilmiştir. Yukarıda bahsedilen homojen kataliz reaksiyonları için yeni ortam olarak IL'lerin potansiyeli, bir grup kimyagerin öncü çalışmaları ve derinlemesine araştırmaları sayesinde tam olarak takdir edildi.
İYONİK SIVILARA GİRİŞ
Yeni bir alternatif çözücü sınıfı olarak iyonik sıvılar, düşük buhar basınçları, toksisitelerinin olmaması ve organometalik bileşiklerle etkileşime girme yetenekleri nedeniyle büyük ilgi görmüştür ve bu da onların katalizde kullanımları için geniş umutlar yaratmaktadır. Prensip olarak, katyon ve anyon kombinasyonunun değiştirilmesiyle çok çeşitli IL'ler elde edilir ve bu kombinasyonlar da her spesifik reaksiyon için seçilebilir. Aynı zamanda, bu yeni solvent sınıfının toksisitesi ve maliyet hususları duruma göre değerlendirilmelidir.
Nitrojen içeren büyük bir organik katyon ve çok daha küçük bir inorganik anyondan oluşan IL'ler, genellikle 100-150°C'nin altında Gpl'ye sahip bileşiklerdir.
Literatürde, oda sıcaklığında IL'ler (RTIL'ler) oluşturabilen çeşitli katyon-anyon birlikteliklerinden bahsedilmiştir. Bu durum onları klasik erimiş tuzlardan ayırır (örneğin, Gpl = 801°C ile NaCl, Gpl = 1010°C ile Na3AlF3, Gpl = 80°C ile tetrabütilfosfonyum klorür, Gpl = 352° ile LiCl:KCl karışımı = 6:4) C, vb.). Izhkt - sıvılar ch. varış. Moleküldeki büyük asimetrik katyonlar anyonların birbirine yakın paketlenmesini önler. IL'ler amonyum, sülfonyum, fosfonyum, lityum, imidazolyum, piridinyum, pikolinyum, pirrolidinyum, tiazolyum, triazolyum, oksazolyum ve çeşitli ikame edicilerle birlikte pirazolyum katyonlarını içerir.
Dialkilimidazolyum katyonuna dayalı sıvı tuzlar özellikle ilgi çekicidir.
Genellikle imidazol halojenürlerden anyon değişimiyle elde edilen çok çeşitli fizikokimyasal özelliklerle karakterize edilir.
IL anyonları iki türe ayrılır. Birincisi çok çekirdekli anyonlardan oluşur (örn.
A12 C1-, A13 C1 10, Au2C17, Fe2C17 ve Sb2B-!), karşılık gelen Lewis asidinin bir mononükleer anyonla etkileşimi ile oluşur (örneğin,
A1C1-) ve özellikle havaya ve suya karşı hassastır. İkinci tip, nötr stokiyometrik IL'lerin parçası olan mononükleer anyonlardır.
örneğin VB4, RB6, 2pS133, SiS12, 8pS1-,
N№802)-, N(№802)-, S(SBz802)3, SBzС02,
SB3803, CH380-, vb.
Başlangıç bileşiğinin alkil gruplarının (imidazol, piridinyum, fosfonyum vb.) yanı sıra ilişkili anyonların tipini değiştirerek, farklı fizikokimyasal özelliklere sahip çok çeşitli IL'lerin sentezi teorik olarak mümkündür. Çalışmanın yazarları, IL'lerde bir trilyona (1018) kadar olası katyon/anyon kombinasyonunun varlığını öne sürüyor.
En yaygın olarak kullanılanlar, N-alkilpiridinyum veya 1,3-di-alkilimidazolyum bazlı kloroalüminat, tetrafloroborat veya heksaflorofosfat IL'lerdir. N-alkilpiridinyum veya 1,3-dialkilimidazolyum klorürlerden ve alüminyum triklorürden elde edilen organokloroalüminat IL'lerin 88°C'ye kadar geniş bir sıvı faz sınırı vardır.
IL'lerin fiziksel ve kimyasal özellikleri (yoğunluk, elektriksel iletkenlik, viskozite, Lewis asitliği, hidrofobiklik, hidrojen bağları oluşturma yeteneği), katyonik ve anyonik bileşenlerin türü ve oranı değiştirilerek kontrol edilebilir. Bu durumda katalizde kullanıma uygun, istenilen özelliklere sahip IL'lerin oluşturulması mümkün hale gelir.
IL'lere "yeşil solventler" denir - düşük buhar basınçları nedeniyle uçucu değildirler ve bu nedenle tutuşmazlar; Ek olarak, iki fazlı sistemler oluşturmak için gerçek bir alternatif sağlayan bir dizi yaygın organik çözücüyle karışmazlar. Bu özellik, reaksiyon karışımından ürünlerin ayrılmasının yanı sıra, katalizörün rejenerasyonunu ve IL ile birlikte sisteme geri gönderilmesini kolaylaştırır. İki fazlı sıvı-sıvı katalizi, bir fazda homojen bir katalizörün (genellikle polar, bu durumda bir IL'de) ve diğerinde organik ürünlerin "heterojenizasyonunu" destekler. Ürün, basit bir boşaltma işlemiyle katalizör çözeltisinden ayrılır ve katalizör, verimliliği düşürmeden tekrar tekrar kullanılır.
sürecin verimliliği, seçiciliği ve etkinliği. İyonik tip katalizör, özel ligandların sentezlenmesine gerek kalmadan IL fazında kolaylıkla tutulabilir. Katalizörün şarj edilmediği durumda, pahalı bir geçiş metalinin organik faza geçişi (sızıntısı), IL yapısına özel olarak katılan fonksiyonel ligandlar kullanılarak sınırlandırılabilir. IL'lerde gerçekleştirilen kimyasal reaksiyonların termodinamik ve kinetik özellikleri, aynı zamanda büyük ilgi çeken geleneksel uçucu organik çözücülerdekilerden farklıdır.
IL'lerin ortam olarak kullanıldığı birçok kimyasal reaksiyon literatürde rapor edilmiştir. Bu tür reaksiyonlar arasında çatlama, hidrojenasyon, izomerizasyon, dimerizasyon, oligomerizasyon vb. yer alır. Bir dizi katalitik sistemde kullanılan IL'lerin, geleneksel solventlere kıyasla daha fazla aktivite, seçicilik ve stabilite sergilediği bilinmektedir. Genellikle daha iyi verim, reaksiyon ürünlerinin son derece seçici dağıtımı ve bazı durumlarda daha hızlı proses kinetiği sağlarlar. IL'lerdeki reaksiyonlar ayrıca geleneksel reaksiyonlara göre daha düşük basınç ve sıcaklıklarda meydana gelir, böylece enerji ve sermaye maliyetlerinde önemli bir azalma sağlanır.
OLEFİNLERİN VE DİENLERİN DÖNÜŞÜMÜNE YÖNELİK KATALİTİK SÜREÇLERDE İYONİK SIVILAR
IL'lerdeki olefinlerin ve dienlerin dimerizasyon, oligomerizasyon, alkilasyon ve metatezinin katalitik süreçleri, bunların daha değerli olefinlere ve diğer ürünlere dönüştürülmesi için yeni fırsatlar açar. Bu homojen katalitik işlemlerde çözücünün rolü, monomerlerin, ligandların ve katalizörlerin moleküllerini, onlarla etkileşime girmeden ve boş koordinasyon merkezi için monomerlerle rekabet etmeden çözmek ve stabilize etmektir.
Çözücüler olarak IL'ler, katalitik kompleksle ilişkili olarak anyonun doğasına bağlı olan zayıf koordinasyon yetenekleri açısından benzersizdir. Düşük nükleofiliklik ile karakterize edilen IL'ler, metalin elektrofilik merkezinde koordinasyon için organik molekülle rekabet etmez. Bazı durumlarda rolleri, organometalik kompleks katalizörü ("zararsız" bir çözücü olarak) veya bir yardımcı katalizör olarak (örneğin, kloroalüminat veya klorostannat IL'ler durumunda) polar, zayıf bir şekilde koordine olan bir ortam sağlamaktır. yaklaşık.
Doğrudan çözücü, yardımcı çözücü ve katalizör görevi görür.
Çoğu IL'nin birçok olefin ile iki fazlı karışımlar oluşturduğu bilinmektedir ve bu sistemler hem homojen hem de heterojen katalizin tüm avantajlarını sunar (örneğin, yumuşak işlem koşulları, homojen katalizörlerin yüksek verimlilik/seçicilik oranı özelliği, reaksiyon ürünlerinin kolay ayrılması, heterojen katalizörlerin optimum tüketimi).
Şu anda, IL'lerde en çok çalışılan reaksiyon, kloroalüminat tipi bir çözücü kullanılarak nikel bileşikleri tarafından katalize edilen düşük olefinlerin dimerizasyonudur.
Fransız Petrol Enstitüsü (FIN), 1-bu- bazlı bir kloroalüminat IL'de propilenin dimerizasyonu için katalitik bir süreç geliştirdi.
til-3-metilimidazolyum klorür (bmimCl) - sözde. nikel işlemi. Katalizör, EtAlCl2 (bmimCI/AlQ3/EtAlQ2 = 1/1,2/0,25) ile kombinasyon halinde L2NiCl2 (L = Ph3P veya piridin) ve aktif bir katalizörden oluşur.
asidik alkilkloroalüminat IL'lerde L2NiCl2'nin EtAlCl2 ile alkilasyonu sırasında yerinde oluşan nikel(II)+AlCl-onik kompleks. İkincisi iyonik metal komplekslerinin ayrışmasını teşvik ettiğinden, bu reaksiyon üzerinde faydalı bir etkiye sahip oldukları varsayılmıştır. 5°C'de ve atmosferik basınçta proses verimliliği ~250 kg dimer/g Ni'ye kadar ulaşır; bu, bundan çok daha fazladır.
Makalenin devamını okumak için ELISEEV O.L., LAPIDUS A.L.'nin tam metnini satın almalısınız. - 2010
AZIZOV A.G., ALIEVA R.V., VELIEVA F.M., GULIEV B.V., IBRAGIMOVA M.D., KHANMETOV A.A. - 2008
