Bu jarayon boshqa suvsizlanish reaktsiyalari bilan solishtirganda biroz alohida o'rin tutadi. Bunday holda, molekulyar va molekulalararo suvsizlanish mahsulotlari keten va sirka angidrididir:

Bu reaksiyalar endotermik bo'lib, ularning muvozanati faqat yuqori haroratda o'ngga siljiydi: angidrid hosil bo'lganda 500-600 ° S, keten hosil bo'lganda 700 ° S. E'tibor bering, keten hosil bo'lganda bosimning pasayishi ham muvozanatning o'zgarishiga ijobiy ta'sir qiladi. Ikkala reaksiya ham heterojen kislota tipidagi katalizatorlar (metall fosfatlar va boratlar) yoki fosfor kislotasi bug'lari ishtirokida sodir bo'ladi, ular boshlang'ich aralashmaga erkin kislotaga oson gidrolizlanadigan efirlar shaklida kiritilishi mumkin. Reaktsiya mexanizmi odatda boshqa suvsizlanish jarayonlariga o'xshaydi:

Keten- -41 ° C da suyuqlikka kondensatsiyalanadigan o'tkir hidli gaz. U yuqori reaktivdir, turli moddalar bilan o'zaro ta'sirlanib, sirka kislotasi va uning hosilalarini hosil qiladi. Xususan, sirka kislotasi bilan sirka angidridini beradi:

Sirka angidridi o'tkir hidli suyuqlikdir (qaynoq harorati 141 ° C). U organik sintezning muhim mahsuloti boʻlib, sirka kislotasining boshqa yoʻl bilan olish qiyin boʻlgan efirlarini - fenol asetatlar, uchinchi darajali spirt asetatlar va ayniqsa, tsellyuloza asetat va asetat tolasini sintez qilishda atsetillovchi vosita sifatida keng qoʻllaniladi.

Sirka angidrid ilgari xlor usulida - oltingugurt xlorid va natriy asetatdan olingan:

Reaktivlarning ko'p sarflanishi va chiqindi tuzlarning paydo bo'lishi tufayli bu usul sirka kislotasini suvsizlantirish bilan almashtirildi. Ikkinchisi ikki yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin: molekulalararo suvsizlanish yoki ketenning oraliq hosil bo'lishi orqali. Ikkala holatda ham hosil bo'lgan gaz aralashmasi yuqori reaktiv sirka angidrid yoki keten va suvni o'z ichiga oladi, ular sovutilganda osongina sirka kislotasiga aylanadi. Shuning uchun suvni keten yoki sirka angidrid bilan reaksiyaga kirishish uchun vaqt topa olmasligi uchun reaksiya gazlaridan ajratish kerak. Sirka angidridini to'g'ridan-to'g'ri sintez qilishda bunga azeotrop qo'shimchani (etil asetat) kiritish orqali reaktsiya gazini tez sovutish orqali erishiladi, u suv bilan birga kondensatdan ajralib chiqadi, keyinchalik sirka angidridiga va sirkaga ajraladi. kislota. Ketenning oraliq hosil bo'lishi usulida reaksiya gazlari 0°C ga tez sovutiladi va ulardan konvertatsiya qilinmagan sirka kislotasi va suv kondensatsiyalanadi. Qoldiq gaz sirka kislotasi bilan sug'orilgan kolonnadan o'tkaziladi, bu erda sirka angidrid hosil bo'ladi. Ushbu reaktsiyalarning qo'shimcha mahsulotlari aseton va metan hosil qiladi

Tasniflash

a) asosliligi bo'yicha (ya'ni, molekuladagi karboksil guruhlar soni):

Monobasik (monokarbonli) RCOOH; Masalan:

CH 3 CH 2 CH 2 COOH;

NOOS-CH 2 -COOH propandioik (malonik) kislota

Uch asosli (uchkarboksilik) R(COOH) 3 va boshqalar.

b) Uglevodorod radikalining tuzilishiga ko'ra:

Alifatik

chegara; masalan: CH 3 CH 2 COOH;

to'yinmagan; masalan: CH 2 = CHCOOH propenik (akril) kislota

Alitsikliklar, masalan:

Aromatik, masalan:

To'yingan monokarboksilik kislotalar

(monobasik to'yingan karboksilik kislotalar) - to'yingan uglevodorod radikali bitta karboksil guruhi -COOH bilan bog'langan karboksilik kislotalar. Ularning barchasi umumiy formulaga ega C n H 2n+1 COOH (n ≥ 0); yoki CnH 2n O 2 (n≥1)

Nomenklatura

Bir asosli to'yingan karboksilik kislotalarning sistematik nomlari tegishli alkan nomi bilan - ova qo'shimchasi va kislota so'zi bilan beriladi.

1. HCOOH metan (chumoli) kislotasi

2. CH 3 COOH etanoik (sirka) kislota

3. CH 3 CH 2 COOH propanik (propion) kislota

Izomerizm

Uglevodorod radikalida skelet izomeriyasi ikki izomerga ega butanik kislotadan boshlab o'zini namoyon qiladi:

Sinflararo izomeriya sirka kislotasidan boshlanadi:

CH 3 -COOH sirka kislotasi;

H-COO-CH 3 metilformat (chumoli kislotasining metil efiri);

HO-CH 2 -COH gidroksietanal (gidroksiasetik aldegid);

HO-CHO-CH 2 gidroksietilen oksidi.

Gomologik seriyalar

Arzimas ism	IUPAC nomi
Formik kislota	Metan kislotasi
Sirka kislotasi	Etan kislotasi
Propion kislotasi	Propan kislotasi
Butirik kislota	Butan kislotasi
Valerik kislota	Pentanik kislota
Kapron kislotasi	Geksanoik kislota
Enantik kislota	Geptan kislotasi
Kapril kislotasi	Oktan kislotasi
Pelargonik kislota	Nonoik kislota
Kaprik kislotasi	Dekan kislotasi
Undesilik kislota	Undekanoik kislota
Palmitik kislota	Heksadekanoik kislota
Stearin kislotasi	Oktadekanoik kislota

Kislota qoldiqlari va kislota radikallari

	Kislota qoldig'i	Kislota radikali (atsil)
UNDC chumoli	NSOO- formatlash
CH 3 COOH sirka	CH 3 COO- asetat
CH 3 CH 2 COOH propion	CH 3 CH 2 COO- propionat
CH 3 (CH 2) 2 COOH moy	CH 3 (CH 2) 2 COO- butirat
CH 3 (CH 2) 3 COOH valerian	CH 3 (CH 2) 3 COO- valeriat
CH 3 (CH 2) 4 COOH neylon	CH 3 (CH 2) 4 COO- kapronat

Karboksilik kislota molekulalarining elektron tuzilishi

Formulada ko'rsatilgan elektron zichligining karbonil kislorod atomiga siljishi O-H aloqasining kuchli qutblanishiga olib keladi, buning natijasida vodorod atomining proton shaklida ajralishi osonlashadi - suvli eritmalarda kislota jarayoni. dissotsiatsiya sodir bo'ladi:

RCOOH ↔ RCOO - + H +

Karboksilat ionida (RCOO -) gidroksil guruhi kislorod atomining yolg'iz elektron juftining p-bog'ni hosil qiluvchi p-bulutlar bilan p, p-konjugasiyasi mavjud bo'lib, p-bog'ning delokalizatsiyasi va bir xil bo'ladi. Ikki kislorod atomi orasidagi manfiy zaryadning taqsimlanishi:

Shu munosabat bilan, karboksilik kislotalar, aldegidlardan farqli o'laroq, qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflanmaydi.

Jismoniy xususiyatlar

Kislotalarning qaynash nuqtalari bir xil miqdordagi uglerod atomlari bo'lgan spirtlar va aldegidlarning qaynash nuqtalaridan sezilarli darajada yuqori, bu vodorod aloqalari tufayli kislota molekulalari o'rtasida tsiklik va chiziqli assotsiatsiyalarning shakllanishi bilan izohlanadi:

Kimyoviy xossalari

I. Kislota xossalari

Kislotalarning kuchi quyidagi tartibda kamayadi:

HCOOH → CH 3 COOH → C 2 H 6 COOH → ...

1. Neytrallanish reaksiyalari

CH 3 COOH + KOH → CH 3 COOC + n 2 O

2. Asosiy oksidlar bilan reaksiyalar

2HCOOH + CaO → (HCOO) 2 Ca + H 2 O

3. Metallar bilan reaksiyalar

2CH 3 CH 2 COOH + 2Na → 2CH 3 CH 2 COONa + H 2

4. Kuchsiz kislotalar tuzlari bilan reaksiyalar (shu jumladan karbonatlar va bikarbonatlar)

2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O

2HCOOH + Mg(HCO 3) 2 → (HCOO) 2 Mg + 2SO 2 + 2H 2 O

(HCOOH + HCO 3 - → HCOO - + CO2 + H2O)

5. Ammiak bilan reaksiyalar

CH 3 COOH + NH 3 → CH 3 COONH 4

II. -OH guruhini almashtirish

1. Spirtlar bilan o'zaro ta'siri (esterifikatsiya reaktsiyalari)

2. Qizdirilganda NH 3 bilan o'zaro ta'siri (kislota amidlari hosil bo'ladi)

Kislota amidlari kislotalar hosil qilish uchun gidrolizlanadi:

yoki ularning tuzlari:

3. Kislota galogenidlarining hosil bo'lishi

Kislota xloridlari eng katta ahamiyatga ega. Xlorlovchi reagentlar - PCl 3, PCl 5, tionilxlorid SOCl 2.

4. Kislota angidridlarining hosil bo'lishi (molekulyar suvsizlanish)

Kislota angidridlari kislota xloridlarning karboksilik kislotalarning suvsiz tuzlari bilan reaksiyasidan ham hosil bo'ladi; bu holda turli kislotalarning aralash angidridlarini olish mumkin; Masalan:

III. a-uglerod atomida vodorod atomlarining almashinish reaksiyalari

Chumoli kislotaning tuzilishi va xossalari

Molekula tuzilishi

Chumoli kislota molekulasi boshqa karboksilik kislotalardan farqli o'laroq, tarkibida aldegid guruhini o'z ichiga oladi.

Kimyoviy xossalari

Chumoli kislota ham kislotalar, ham aldegidlar uchun xos bo'lgan reaksiyalardan o'tadi. Aldegidning xossalarini ko'rsatib, u osonlik bilan karbonat kislotaga oksidlanadi:

Xususan, HCOOH Ag 2 O ammiak eritmasi va mis (II) gidroksid Cu(OH) 2 bilan oksidlanadi, ya'ni aldegid guruhiga sifatli reaktsiyalar beradi:

Konsentrlangan H 2 SO 4 bilan qizdirilganda chumoli kislota uglerod oksidi (II) va suvga parchalanadi:

Chumoli kislota boshqa alifatik kislotalarga qaraganda sezilarli darajada kuchliroq, chunki undagi karboksil guruhi elektron beruvchi alkil radikaliga emas, balki vodorod atomiga bog'langan.

To'yingan monokarbon kislotalarni olish usullari

1. Spirtlar va aldegidlarning oksidlanishi

Spirtlar va aldegidlarni oksidlanishning umumiy sxemasi:

Oksidlovchi sifatida KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, HNO 3 va boshqa reagentlar ishlatiladi.

Masalan:

5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 S0 4 → 5CH 3 COOH + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 11H 2 O

2. Efirlarning gidrolizi

3. Alken va alkinlarda qo`sh va uch bog`lanishning oksidlanish jarayoni

HCOOH olish usullari (maxsus)

1. Uglerod oksidi (II) ning natriy gidroksid bilan reaksiyasi

CO + NaOH → HCOONa natriy formati

2HCOONa + H 2 SO 4 → 2HCOON + Na 2 SO 4

2. Oksalat kislotaning dekarboksillanishi

CH 3 COOH ishlab chiqarish usullari (maxsus)

1. Butanning katalitik oksidlanishi

2. Asetilendan sintez

3. Metanolning katalitik karbonillanishi

4. Etanolning sirka kislotali fermentatsiyasi

Ovqatlanadigan sirka kislotasi shu tarzda olinadi.

Yuqori karboksilik kislotalarni olish

Tabiiy yog'larning gidrolizi

To'yinmagan monokarboksilik kislotalar

Eng muhim vakillari

Alken kislotalarning umumiy formulasi: C n H 2n-1 COOH (n ≥ 2)

CH 2 =CH-COOH propenik (akril) kislota

Yuqori to'yinmagan kislotalar

Ushbu kislotalarning radikallari o'simlik moylarining bir qismidir.

C 17 H 33 COOH - oleyk kislotasi yoki cis-oktadien-9-oik kislota

Trans Oleyk kislotaning -izomeriga elaid kislota deyiladi.

C 17 H 31 COOH - linoleik kislota, yoki cis, cis-oktadien-9,12-oik kislota

C 17 H 29 COOH - linolenik kislota, yoki cis, cis, cis-oktadekatrien-9,12,15-oy kislotasi

Karboksilik kislotalarning umumiy xususiyatlaridan tashqari, to'yinmagan kislotalar uglevodorod radikalidagi ko'p bog'lanishlarda qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, to'yinmagan kislotalar, alkenlar kabi, vodorodlanadi va brom suvini rangsizlantiradi, masalan:

Dikarboksilik kislotalarning tanlangan vakillari

To'yingan dikarboksilik kislotalar HOOC-R-COOH

HOOC-CH 2 -COOH propanedioik (malonik) kislota, (tuzlar va efirlar - malonatlar)

HOOC-(CH 2) 2 -COOH butadiy (suksinik) kislota, (tuzlar va efirlar - suksinatlar)

HOOC-(CH2)3-COOH pentadioik (glutarik) kislota, (tuzlar va efirlar - glyutoratlar)

HOOC-(CH 2) 4 -COOH geksadiy (adipik) kislota, (tuzlar va efirlar - adipatlar)

Kimyoviy xossalarning xususiyatlari

Dikarboksilik kislotalar ko'p jihatdan monokarboksilik kislotalarga o'xshaydi, lekin kuchliroqdir. Masalan, oksalat kislotasi sirka kislotasidan deyarli 200 baravar kuchli.

Dikarboksilik kislotalar ikki asosli kislotalar kabi harakat qiladi va ikki qator tuzlarni hosil qiladi - kislotali va neytral:

HOOC-COOH + NaOH → HOOC-COONa + H 2 O

HOOC-COOH + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2H 2 O

Qizdirilganda oksalat va malon kislotalari osongina dekarboksillanadi:

Insho

Suvsizlanish jarayonlari

Kirish 3

1. Suvsizlanish jarayonlari 4

2. Dehidrogenlash jarayonlari texnologiyasi 9

Adabiyotlar 11

Kirish

Asosiy organik va neft-kimyoviy sintez sanoatida gidroliz, hidratsiya, suvsizlanish, esterifikatsiya va amidlanish jarayonlari juda muhimdir. Yog'lar, tsellyuloza va uglevodlarning gidrolizi uzoq vaqtdan beri sovun, glitserin, etanol va boshqa qimmatbaho mahsulotlarni ishlab chiqargan. Organik sintez sohasida ko'rib chiqilayotgan jarayonlar asosan C 2 -C 5 spirtlar, fenollar, efirlar, -oksidlar, ko'plab to'yinmagan birikmalar, karboksilik kislotalar va ularning hosilalari (esterlar, angidridlar, nitrillar, amidlar) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. va boshqa birikmalar.

Ro'yxatda keltirilgan moddalar organik sintezning oraliq mahsulotlari (spirtlar, kislotalar va ularning hosilalari, aldegidlar, -oksidlar), monomerlar va polimer materiallar (fenol, akril va metakril kislotalarning efirlari, melamin, xlorolefinlar) sintezi uchun boshlang'ich materiallar sifatida juda muhim qo'llaniladi. ), plastifikatorlar va moylash materiallari (esterlar), erituvchilar (spirtlar, efirlar va efirlar, xlorolefinlar), pestitsidlar (karbamik va tiokarbamik kislotalarning efirlari). Ko'pincha, ko'rib chiqilayotgan reaktsiyalar maqsadli maqsadlar uchun boshqa mahsulotlarning ko'p bosqichli sintezida oraliq bosqichdir.

Ushbu moddalarni ishlab chiqarish keng miqyosda. Shunday qilib, AQShda 500 ming tonna etanol va izopropanol, 900 ming tonna propilen oksidi, 200 ming tonna epixlorgidrin, 4 million tonnadan ortiq efirlar, 300 ming tonnaga yaqin izosiyanatlar sintezlanadi.

1. Suvsizlanish jarayonlari

1. To'yinmagan birikmalar hosil bo'lishi bilan suvsizlanish

Jarayon kreking va piroliz gazlarining C 4 fraktsiyalaridan izobuten olish uchun ishlatiladi, bunda bosqichlardan biri sulfat kislota yoki sulfonik kation bilan katalizlangan tert-butanolni dehidrogenlashdan iborat bo'ladi. Yoki izobuten ishlab chiqarish uchun suvsizlantirish propilen oksidini olish uchun gidroksid usuli bilan hosil qilingan tert-butanol bilan amalga oshiriladi:

(CH 3) 3 COH → (CH 3) 2 C=CH 2 + H 2 O

Bu va boshqa hollarda to'yinmagan moddalarni hosil qilish uchun suvsizlanish ko'pincha ko'plab monomerlarni ishlab chiqarish bosqichlaridan biridir. Shunday qilib, yangi jarayonlardan birida stirol metilfenilkarbinolning suvsizlanishi natijasida hosil bo'ladi:

C 6 H 5 -CHOH-CH 3 → C 6 H 5 -CH=CH 2 + H 2 O

Izobuten va formaldegiddan izoprenni sintez qilishning taniqli usuli, shuningdek, diol va to'yinmagan spirtning yakuniy suvsizlanishini ham o'z ichiga oladi:

(CH 3) 2 C(OH)-CH 2 CH 2 (OH) (CH 3) 2 =CHCH 2 OH

(CH 3) 2 =CHCH 2 OH CH 2 =C(CH 3)CH=CH 2

Suvning birinchi molekulasi dioldan ajratilganda, turli tuzilishdagi to'yinmagan spirtlar aralashmasi olinadi, ammo keyingi suvsizlanishda ularning barchasi izoprenni beradi va reaktsiya qo'sh bog'larning harakati bilan birga keladi:

To'yinmagan birikmalarni olishning yana bir varianti, masalan, aldol kondensatsiyasi, so'ngra suvsizlanish kabi reaktsiyalar orqali vinil guruhini kiritish, misollar nitroetilen, vinilmetil keton va 2-vinilpiridin sintezini o'z ichiga oladi:

CH 3 NO 2 + HCHO HOCH 2 -CH 2 NO 2 CH 2 =CHNO 2

CH 3 COCH 3 + HCHO CH 3 COCH 2 CH 2 OH CH 3 COCH=CH 2

Suvsizlanish, shuningdek, metakril kislota esterlari CH 2 =C (CH 3) COOR, ba'zi birlamchi spirtlar, masalan, n-butanol ishlab chiqarish bosqichlaridan biridir:

2CH 3 CHO → CH 3 CH(OH)CH 2 CHO CH 3 CH=CHCHO

CH 3 CH=CHCHO CH 3 (CH 2) 2 -CH 2 OH

2-etilgeksanol, metil izobutil keton va boshqa ko'plab moddalar.

2. Efirlarni hosil qilish uchun suvsizlanish

Xlorli hosilalarni gidrolizlash va olefinlarni hidratsiyalash jarayonida efirlarning qo'shimcha mahsulot hosil bo'lishi natijasida diizopropil kabi barcha kerakli miqdordagi efirlar olinadi. Ammo dietil efir juda keng qo'llanilishiga ega va u AI 2 O 3 heterojen katalizatorida 250 0 C da etanolning molekulalararo degidratatsiyasi orqali maxsus ishlab chiqariladi:

2C 2 H 5 OH → (C 2 H 5) 2 O + H 2 O

Izopropanol va yuqori spirtlardan efirlarni sintez qilish uchun bir xil usulni qo'llash imkoniyati olefinlarning qo'shimcha mahsulot shakllanishining rivojlanishi bilan cheklanadi. Natijada, efirlarning ko'pchiligi suyuq fazada pastroq haroratda kislota katalizatorlari - sulfat, fosforik va arilsulfonik kislotalar yordamida olinadi. Usul asosan bir xil alkil guruhlarga ega bo'lgan simmetrik efirlarni sintez qilish uchun javob beradi, chunki ikkita spirt aralashmasini suvsizlantirishda aralash efirning unumi kichik bo'ladi:

3ROH + 3R"OH → R 2 O + R" 2 O + ROR" + 3H 2 O

To'g'ri uglerod atomlari zanjiriga ega simmetrik efirlardan qimmatli erituvchi va ekstraktor, shuningdek, polisulfid polimerlarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material bo'lgan b-diklorodietil efir (xloreks) qiziqish uyg'otadi. U suvsiz etilen xlorgidrinni kislota katalizatori orqali suvsizlantirish natijasida hosil bo'ladi:

2CICH 2 -CH 2 OH → (CICH 2 -CH 2) 2 + H 2 O

Kislotali kataliz ostidagi ikki atomli spirtlar barqaror besh yoki olti a'zoli halqalarni yopishga qodir. Shu tarzda dietilen glikoldan dioksan (1), dietanolamindan morfolin (2), butandiol-1,4 dan tetrahidrofuran (3) olinadi. Bu moddalarning barchasi erituvchilardir:

3. Karboksilik kislotalarning suvsizlanishi

Karboksilik kislotalarning suvsizlanish jarayoni boshqa suvsizlanish reaktsiyalari bilan solishtirganda biroz alohida o'rin tutadi. Bunday holda, molekulyar va molekulalararo suvsizlanish mahsulotlari keten va sirka angidrididir:

CH 3 -COOH CH 2 =C=O

2CH 3 COOH (CH 3 CO) 2 O

Bu reaksiyalar endotermik bo'lib, ularning muvozanati faqat yuqori haroratda o'ngga siljiydi: angidrid hosil bo'lganda 500 - 600 0 S, keten hosil bo'lganda 700 0 S. Keten hosil bo'lganda bosimning pasayishi ham muvozanatning o'zgarishiga ijobiy ta'sir qiladi. Ikkala reaksiya ham heterojen kislota tipidagi katalizatorlar (metall fosfatlar va boratlar) yoki fosfor kislotasi bug'lari ishtirokida sodir bo'ladi, ular boshlang'ich aralashmaga erkin kislotaga oson gidrolizlanadigan efirlar shaklida kiritilishi mumkin. Reaktsiya mexanizmi odatda boshqa suvsizlanish jarayonlariga o'xshaydi:

CH 3 -COOH CH 3 COOH 2 CH 3 -C=O

CH 2 =C=O CH 3 -C=O (CH 3 -CO) 2 O

Keten - 41 0 S da suyuqlikka kondensatsiyalanadigan o'tkir hidli gaz. U yuqori reaktiv bo'lib, turli moddalar bilan o'zaro ta'sirlanib, sirka kislotasi va uning hosilalarini hosil qiladi. Xususan, sirka kislotasi bilan sirka angidridini beradi:

CH 2 =C=O + CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O

Sirka angidrid - o'tkir hidli suyuqlik (bp 141 0 C). Bu organik sintezning muhim mahsuloti bo'lib, sirka kislotasining efirlarini sintez qilishda atsetillovchi vosita sifatida keng qo'llaniladi, boshqa usullar bilan olish qiyin - fenol asetatlar, uchinchi darajali spirt asetatlar va ayniqsa tsellyuloza asetat va asetat tolasi.

Sirka angidrid ilgari xlor usulida - oltingugurt xlorid va natriy asetatdan olingan:

SO 2 CI 2 + 4CH 3 COONa → 2(CH 3 CO) 2 O + Na 2 SO 4 + 2NaCI

Reaktivlarning ko'p sarflanishi va chiqindi tuzlarning paydo bo'lishi tufayli bu usul sirka kislotasini suvsizlantirish bilan almashtirildi. Ikkinchisi ikki yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin: molekulalararo suvsizlanish yoki ketenning oraliq hosil bo'lishi orqali. Ikkala holatda ham hosil bo'lgan gaz aralashmasi yuqori reaktiv sirka angidrid yoki keten va suvni o'z ichiga oladi, ular sovutilganda osongina sirka kislotasiga aylanadi. Shuning uchun suvni keten yoki sirka angidrid bilan reaksiyaga kirishish uchun vaqt topa olmasligi uchun reaksiya gazlaridan ajratish kerak. Sirka angidridini to'g'ridan-to'g'ri sintez qilishda bunga azeotrop qo'shimchani (etil asetat) kiritish orqali reaktsiya gazini tez sovutish orqali erishiladi, u suv bilan birga kondensatdan ajralib chiqadi, keyinchalik sirka angidridiga va sirkaga ajraladi. kislota. Ketenning oraliq hosil bo'lishi usulida reaksiya gazlari tez 0 0 S ga qadar sovutiladi va ulardan konvertatsiya qilinmagan sirka kislotasi va suv kondensatsiyalanadi. Qoldiq gaz sirka kislotasi bilan sug'orilgan kolonnadan o'tkaziladi, bu erda sirka angidrid hosil bo'ladi. Yon ta'siri sifatida bu reaktsiyalar aseton va metan hosil qiladi:

2CH 3 COOH → CH 3 COCH 3 + CO 2 + H 2 O

CH 3 COOH → CH 4 + CO 2

Ammo sirka angidridining unumi ancha yuqori va 90% ga teng.

2. Dehidrogenlash jarayonlari texnologiyasi

Dehidrogenatsiya jarayonlari ikkita asosiy usul bilan amalga oshiriladi: suyuq va gaz fazasida.

Suyuq fazali suvsizlanish mahsulot yoki boshlang'ich reagentlar gaz fazasi jarayonining yuqori haroratlarida etarli darajada barqaror bo'lmagan hollarda qo'llaniladi. Bu xloreks, dioksan va morfolin sinteziga taalluqlidir, lekin nitro spirtlari, gidroksilaldegidlar va gidroksiketonlar ham ko'pincha suyuq fazada suvsizlanadi, ular gaz fazasida mos keladigan to'yinmagan moddalarga aylanishi mumkin. Katalizator sifatida sulfat kislota (kontsentratsiyasi 70% gacha), fosfor kislotasi, kaltsiy yoki magniyning kislotali fosfatlari va sulfonik kationlar (oxirgisi 150 0 S gacha bo'lgan haroratda) ishlatiladi. Jarayon 100 dan 160 - 200 0 S gacha bo'lgan haroratda va normal bosimda amalga oshiriladi.

Suyuq fazali suvsizlanish (1-rasm) ko'pincha ikkita asosiy usulda doimiy ravishda amalga oshiriladi. Ulardan birinchisida jarayon katalizator eritmasidan ko'proq uchuvchi mahsulotlarni - maqsadli to'yinmagan moddani yoki efir va suvni doimiy ravishda distillash orqali amalga oshiriladi, ular ko'pincha past qaynaydigan azeotrop aralashmalar beradi. Reaktor bug 'bilan isitiladi va dastlabki organik reagent doimiy ravishda apparatga yuboriladi. Reaktorning tepasida qaytaruvchi kondensator (ba'zan qayta oqim ustuni) mavjud bo'lib, uning yordamida siz kondensatning qaytishini tartibga solib, katalizator konsentratsiyasini doimiy ushlab turishingiz mumkin.

Guruch. 1 Suyuq fazali suvsizlanish jarayoni uchun reaksiya birligi

Ikkinchi usul nitroolefinlar, to'yinmagan aldegidlar va ketonlar va boshqa moddalar hosil bo'lishi bilan H 2 O ni yo'q qilishning amalda qaytarilmas va etarlicha tez reaktsiyalarini amalga oshirish uchun ishlatiladi. Bu kislotali reagentni kerakli haroratda lasan yoki quvur reaktoridan o'tkazishni o'z ichiga oladi.

Gaz fazali suvsizlanish stirol (metilfenilkarbinoldan), izopren (tert-butanoldan), dietil efir (etanoldan), tetrahidrofuran (butandiol-1,4 dan), sirka angidrid (to'g'ridan-to'g'ri sirka kislotasidan yoki keten orqali) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. va boshqa mahsulotlar. Eng ko'p ishlatiladigan katalizatorlar gözenekli tayanchlarda fosfor kislotasi, alyuminiy oksidi, kislota va o'rta kaltsiy yoki magniy fosfatlaridir. Harorat 225 – 250 0 S (dietil efir ishlab chiqarish) dan 700 – 720 0 S gacha (sirka kislotasining ketenga suvsizlanishi). Bosim ko'pincha normaldir, ammo dietil efir ishlab chiqarilganda u 0,5 - 1,0 MPa, ketenga suvsizlanganda esa 0,02 - 0,03 MPa bo'lishi mumkin.

Gaz fazali suvsizlanish ham ikkita asosiy usul bilan amalga oshiriladi. Birinchisi, molekulyar suvsizlanishning endotermik jarayonlarini amalga oshirish uchun ishlatiladi. Reaktor - sovutish suvi bilan isitiladigan quvurli apparat (2a-rasm), uning quvurlarida heterojen katalizator joylashgan.

Guruch. 2 Gaz fazali suvsizlanish jarayonining reaksiya birliklari

Ushbu qurilmalarning yuqori metall iste'moli tufayli issiqlik almashinuvi yuzalariga ega bo'lmagan geterogen katalizatorning uzluksiz qatlami bo'lgan adiabatik reaktorlar (2-rasm, b) eng ko'p qo'llaniladi. Ular, ayniqsa, to'yinmagan birikmalar hosil bo'lishining zaif ekzotermik reaktsiyalarini o'tkazish uchun juda mos keladi; kerakli harorat rejimini saqlab turish uchun ular ko'pincha dastlabki aralashmani o'ta qizib ketgan suv bug'lari bilan suyultiradilar, bu aralashmaning haddan tashqari sovishini oldini oladi va shu bilan birga . reaksiyaning selektivligini oshirishga. Nihoyat, ikkita ketma-ket adiabatik turdagi reaktorga ega bo'lgan qurilmalar mavjud: birinchi apparatda sovutilgan gaz ikkinchi qurilmaga etkazib berishdan oldin mos keladigan sovutish suvi yordamida issiqlik almashtirgichda kerakli haroratgacha isitiladi.

Adabiyotlar ro'yxati

1. Gabrielyan O. S., Ostroumov I. G. Kimyo. M., Bustard, 2008;

2. Chichibabin A.E.Organik kimyoning asosiy tamoyillari. M., Gosximizdat, 1963. – 922 b.;

3. Lebedev N. N. Asosiy organik va neft-kimyoviy sintezning kimyosi va texnologiyasi. M., Kimyo. 1988. – 592 b.;

4. Paushkin Ya. M., Adelson S. V., Vishnyakova T. P. Neft-kimyo sintezi texnologiyasi. M., 1973. – 448 b.;

5. Yukelson I. I. Asosiy organik sintez texnologiyasi. M., "Kimyo", 1968 yil.

Insho

Suvsizlanish jarayonlari

Kirish 3

1. Suvsizlanish jarayonlari 4

2. Dehidrogenlash jarayonlari texnologiyasi 9

Adabiyotlar 11

Kirish

Asosiy organik va neft-kimyoviy sintez sanoatida gidroliz, hidratsiya, suvsizlanish, esterifikatsiya va amidlanish jarayonlari juda muhimdir. Yog'lar, tsellyuloza va uglevodlarning gidrolizi uzoq vaqtdan beri sovun, glitserin, etanol va boshqa qimmatbaho mahsulotlarni ishlab chiqargan. Organik sintez sohasida ko'rib chiqilayotgan jarayonlar asosan C 2 -C 5 spirtlari, fenollar, efirlar,

-oksidlar, ko'plab to'yinmagan birikmalar, karboksilik kislotalar va ularning hosilalari (esterlar, angidridlar, nitrillar, amidlar) va boshqa birikmalar.

Ro'yxatda keltirilgan moddalar organik sintezning oraliq mahsulotlari (spirtli ichimliklar, kislotalar va ularning hosilalari, aldegidlar,

-oksidlar), monomerlar va polimer materiallar (fenol, akril va metakril kislotalarning efirlari, melamin, xlorolefinlar), plastifikatorlar va moylash materiallari (esterlar), erituvchilar (spirtlar, efirlar va efirlar, xloroolefinlar), pestitsidlar (esterlar) sintezi uchun boshlang'ich materiallar karbamik va tiokarbamik kislotalar). Ko'pincha, ko'rib chiqilayotgan reaktsiyalar maqsadli maqsadlar uchun boshqa mahsulotlarning ko'p bosqichli sintezida oraliq bosqichdir.

Ushbu moddalarni ishlab chiqarish keng miqyosda. Shunday qilib, AQShda 500 ming tonna etanol va izopropanol, 900 ming tonna propilen oksidi, 200 ming tonna epixlorgidrin, 4 million tonnadan ortiq efirlar, 300 ming tonnaga yaqin izosiyanatlar sintezlanadi.

1. Suvsizlanish jarayonlari

1. To'yinmagan birikmalar hosil bo'lishi bilan suvsizlanish

Jarayon kreking va piroliz gazlarining C 4 fraktsiyalaridan izobuten olish uchun ishlatiladi, bunda bosqichlardan biri sulfat kislota yoki sulfonik kation bilan katalizlangan tert-butanolni dehidrogenlashdan iborat bo'ladi. Yoki izobuten ishlab chiqarish uchun suvsizlantirish propilen oksidini olish uchun gidroksid usuli bilan hosil qilingan tert-butanol bilan amalga oshiriladi:

(CH 3) 3 COH → (CH 3) 2 C=CH 2 + H 2 O

Bu va boshqa hollarda to'yinmagan moddalarni hosil qilish uchun suvsizlanish ko'pincha ko'plab monomerlarni ishlab chiqarish bosqichlaridan biridir. Shunday qilib, yangi jarayonlardan birida stirol metilfenilkarbinolning suvsizlanishi natijasida hosil bo'ladi:

C 6 H 5 -CHOH-CH 3 → C 6 H 5 -CH=CH 2 + H 2 O

Izobuten va formaldegiddan izoprenni sintez qilishning taniqli usuli, shuningdek, diol va to'yinmagan spirtning yakuniy suvsizlanishini ham o'z ichiga oladi:

(CH 3) 2 C(OH)-CH 2 CH 2 (OH)

(CH 3) 2 =CHCH 2 OH

(CH 3) 2 =CHCH 2 OH

CH 2 =C(CH 3)CH=CH 2

Suvning birinchi molekulasi dioldan ajratilganda, turli tuzilishdagi to'yinmagan spirtlar aralashmasi olinadi, ammo keyingi suvsizlanishda ularning barchasi izoprenni beradi va reaktsiya qo'sh bog'larning harakati bilan birga keladi:

To'yinmagan birikmalarni olishning yana bir varianti, masalan, aldol kondensatsiyasi, so'ngra suvsizlanish kabi reaktsiyalar orqali vinil guruhini kiritish, misollar nitroetilen, vinilmetil keton va 2-vinilpiridin sintezini o'z ichiga oladi:

CH 3 NO 2 + HCHO

HOCH 2 -CH 2 NO 2 CH 2 =CHNO 2

CH 3 COCH 3 + HCHO

CH 3 COCH 2 CH 2 OH CH 3 COCH=CH 2

Suvsizlanish, shuningdek, metakril kislota esterlari CH 2 =C (CH 3) COOR, ba'zi birlamchi spirtlar, masalan, n-butanol ishlab chiqarish bosqichlaridan biridir:

2CH 3 CHO → CH 3 CH (OH) CH 2 CHO

CH 3 CH=CHCHO CH 3 (CH 2) 2 -CH 2 OH

2-etilgeksanol, metil izobutil keton va boshqa ko'plab moddalar.

2. Efirlarni hosil qilish uchun suvsizlanish

Xlorli hosilalarni gidrolizlash va olefinlarni hidratsiyalash jarayonida efirlarning qo'shimcha mahsulot hosil bo'lishi natijasida diizopropil kabi barcha kerakli miqdordagi efirlar olinadi. Ammo dietil efir juda keng qo'llanilishiga ega va u AI 2 O 3 heterojen katalizatorida 250 0 C da etanolning molekulalararo degidratatsiyasi orqali maxsus ishlab chiqariladi:

2C 2 H 5 OH → (C 2 H 5) 2 O + H 2 O

Izopropanol va yuqori spirtlardan efirlarni sintez qilish uchun bir xil usulni qo'llash imkoniyati olefinlarning qo'shimcha mahsulot shakllanishining rivojlanishi bilan cheklanadi. Natijada, efirlarning ko'pchiligi suyuq fazada pastroq haroratda kislota katalizatorlari - sulfat, fosforik va arilsulfonik kislotalar yordamida olinadi. Usul asosan bir xil alkil guruhlarga ega bo'lgan simmetrik efirlarni sintez qilish uchun javob beradi, chunki ikkita spirt aralashmasini suvsizlantirishda aralash efirning unumi kichik bo'ladi:

3ROH + 3R"OH → R 2 O + R" 2 O + ROR" + 3H 2 O

To'g'ridan-to'g'ri uglerod atomlari zanjiriga ega bo'lgan simmetrik efirlardan qiziqish uyg'otadi

-dixlorodietil efir (xloreks), bu qimmatli erituvchi va ekstraktor, shuningdek, polisulfid polimerlarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich materialdir. U suvsiz etilen xlorgidrinni kislota katalizatori orqali suvsizlantirish natijasida hosil bo'ladi:

2CICH 2 -CH 2 OH → (CICH 2 -CH 2) 2 + H 2 O

Kislotali kataliz ostidagi ikki atomli spirtlar barqaror besh yoki olti a'zoli halqalarni yopishga qodir. Shu tarzda dietilen glikoldan dioksan (1), dietanolamindan morfolin (2), butandiol-1,4 dan tetrahidrofuran (3) olinadi. Bu moddalarning barchasi erituvchilardir:

3. Karboksilik kislotalarning suvsizlanishi

Karboksilik kislotalarning suvsizlanish jarayoni boshqa suvsizlanish reaktsiyalari bilan solishtirganda biroz alohida o'rin tutadi. Bunday holda, molekulyar va molekulalararo suvsizlanish mahsulotlari keten va sirka angidrididir:

CH 2 =C=O

2CH 3 COOHCH 3 -C=O (CH 3 -CO) 2 O

Keten - 41 0 S da suyuqlikka kondensatsiyalanadigan o'tkir hidli gaz. U yuqori reaktiv bo'lib, turli moddalar bilan o'zaro ta'sirlanib, sirka kislotasi va uning hosilalarini hosil qiladi. Xususan, sirka kislotasi bilan sirka angidridini beradi:

CH 2 =C=O + CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O

Sirka angidrid - o'tkir hidli suyuqlik (bp 141 0 C). Bu organik sintezning muhim mahsuloti bo'lib, sirka kislotasining efirlarini sintez qilishda atsetillovchi vosita sifatida keng qo'llaniladi, boshqa usullar bilan olish qiyin - fenol asetatlar, uchinchi darajali spirt asetatlar va ayniqsa tsellyuloza asetat va asetat tolasi.

Sirka angidrid ilgari xlor usulida - oltingugurt xlorid va natriy asetatdan olingan:

SO 2 CI 2 + 4CH 3 COONa → 2(CH 3 CO) 2 O + Na 2 SO 4 + 2NaCI

IXTIROLAR

Goea Sovetskik

Sonnalstnchesk

Avtomatik bog'liq sertifikat raqami.

1Z.X1.1970 yil (No 1492841/23-4) arizasi qo'shilgan holda e'lon qilingan.

M. Cl. 07 dan 51/42

Vazirlar Kengashi huzuridagi Ixtirolar va kashfiyotlar palatasi

M. V. Aleksandrova, L. V. Sadovnikova, N. P. Shulaev va V. I. Manushin

Ariza beruvchi

Vladimir politexnika instituti

SIRKA KISLOTANI SUVDIRLASH Usuli

Ixtiro sirka kislotasini suyuqlik ekstraktsiyasi bilan suvsizlantirish usulini takomillashtirish bilan bog'liq.

Etil asetat yordamida suvli eritmadan sirka kislotasini olishning ma'lum usuli mavjud. Biroq, o'zaro ta'sir qiluvchi fazalarning solishtirma og'irliklarining kichik farqi ekstraktsiya ioni ustunida noqulay gidrodinamik sharoitlarni yaratadi, bu esa samaradorlikni pasaytiradi va ekstraktorning solishtirma sarfini oshiradi.

Bundan tashqari, suv va etil asetatning yuqori o'zaro eruvchanligi ham usulning samaradorligini pasaytiradi.

Ekstraksiya darajasini oshirish uchun jarayonda organik ekstraktor erituvchi sifatida metilenxlorid ishlatiladi.

Metilenxlorid amalda suvni eritmaydi (uning suvda eruvchanligi etil asetatnikidan uch baravar 2p kam), bu metilenxloridning qayta tiklanishini sezilarli darajada osonlashtiradi va suv oqimi bilan uning yo'qotilishini uch baravar kamaytiradi va suvdagi yuqori farq. o'zaro ta'sir qiluvchi fazalarning solishtirma og'irliklari ekstraksiya ustunidagi tezlikni besh marta oshirish imkonini beradi.

Chizma usulni amalga oshirish uchun diagrammani ko'rsatadi.

Suvsizlanish jarayoni quyidagicha davom etadi.

Sirka kislotasining suvli eritmasi pastdan 1-ekstraktsiya ustuniga quyiladi, uning yuqori qismida ekstraktor püskürtülür. Sirka kislotasi bilan metilenxlorid distillash ustuniga 2 kiradi, bu erda suvsizlangan sirka kislotasi pastki plastinkadan olinadi. Qayta tiklangan metilenxlorid metilenxloridli suvning geteroazeotropik tarkibi ajratilgandan so'ng pastki qatlamdan chiqariladi.

3-sonli tozalash ustuni asosiy qismi tashlanadigan rafinatli suvdan metilenxloridni distillash uchun mo'ljallangan.

Ekstragent sifatida etil asetat va metilenxloriddan foydalangan holda sirka kislotasini suvsizlantirish jarayoni parametrlarining qiyosiy bahosi jadvalda keltirilgan. (Ustunning diametri 0,8 m, balandligi 21 m).

Qiymatlar

Variantlar

Metilen xlorid

Etil asetat

Spray

Ko‘krak 50X50u5

2000 - 3000

Portlovchi bo'lmagan

Jarayonning ish harorati, C

Ixtiro mavzusi

A. Berlin tomonidan tuzilgan

Texnik muharrir T. Mironova Korrektor E. Sapunova

Muharrir T. Nikolskaya

Buyurtma 2720! 13 Ed. No 1715 tiraj 523 obuna

SSSR Vazirlar Kengashi huzuridagi TsNIIPI Ixtirolar va kashfiyotlar qo'mitasi

Moskva, K-35, Raushskaya qirg'og'i, 4/5

Bosmaxona, Sapunova shoh ko‘chasi, 2

Ustun turi

Ustundagi fazalarning solishtirma og'irligidagi farq, kg/lR

1 kg xom ashyo uchun ekstraktorning solishtirma sarfi, kg

Xom ashyo ustunidagi o'tish tezligi, l / sek

Xom ashyo uchun ustunning quvvati, ekstraktor uchun kg/soat, kg/soat