Kirish

I. Adabiyotlarni ko‘rib chiqish 8

1.1, Geterogen kislota asosli katalizatorlar (oksid katalizatorlar, zeolitlar, qattiq superkislotalar, geteropol va kislotalar, metall xloridlar) 8

1.2. Bir jinsli kislota asosli katalizatorlar. Protik kislotalar va suyuq superkislotalar 15

1.3. Noorganik ionli suyuqliklar (metall tuzlari eritmalari) 17

1.5. Ionli suyuqliklar 20

II. Eksperimental 49

1. Boshlang'ich materiallar va katalizatorlar. Uskuna 49

2. Ionli suyuqliklarni olish 53

3. Tajriba o`tkazish usullari va shartlari 57

III- Natijalar va muhokama 62

1. Ion suyuqliklar ishtirokida C-Ca n-alkanlarning izomerlanishini o'rganish 62.

2. Sikloalkanlarning transformatsiyalari: ionli suyuqliklar ishtirokida metiltsiklopentan va siklogeksanning izomerlanishi 85.

3. Ionli suyuqliklar ishtirokida ksilenlarning katalitik o'zgarishlari: harorat va katalizator tarkibining ularning izomerlanish faolligi va selektivligiga ta'siri 97.

IIIA Qo'llab-quvvatlanadigan ionli suyuqliklarga asoslangan tizimlarning katalitik xususiyatlari 102

Topilmalar 112

Adabiyotlar 114

130-ilova

Ishga kirish

Ma'lum bo'lgan katalizatorlarning juda ko'pligiga qaramasdan, kataliz va organik sintez doimo yangi, samaraliroq va ekologik toza katalizatorlarga, katalitik muhitlarga va erituvchilarga muhtoj.Asosiy va nozik organik sintezning ko'pgina sanoat jarayonlarida, shuningdek, neft kimyosida yangi. mavjud iqtisodiy va muammolarni hal qilish uchun yondashuvlar zarur Atrof-muhit muammolari yuqori energiya xarajatlari va atrof-muhitning ifloslanishi bilan bog'liq. Odatda "ionli suyuqliklar" yoki "past haroratli tuz eritmalari" deb ataladigan organik va noorganik tuzlar aralashmalari eritmalari kimyosida keyingi yillarda erishilgan yutuqlar yuqorida qayd etilgan muammolarni qisman hal qila oladi.

Ko'pchilik ma'lum bo'lgan suyuqliklar molekulyardir. Demak, ular qutbli yoki qutbsiz bo‘lishidan qat’i nazar, ular molekulalardan tashkil topgan.1980-yillarning boshida ionli suyuqliklar deb ataladigan suyuqliklarning yangi sinfi topildi. Undan farqli o'laroq molekulyar suyuqliklar, dissotsilanish darajasidan qat'iy nazar, bu tizimlar asosan ionlardan iborat. Erituvchi yoki katalizator (katalizator muhiti) sifatida foydalanilganda bunday suyuqliklarning xossalari va harakati molekulyar suyuqliklarning xossalaridan juda farq qiladi,

DA o'tgan yillar nashrlar va patentlar, shuningdek, sharhlar sonining jadal o'sishi kuzatilmoqda turli jihatlar ionli suyuqliklarni tayyorlash, xossalarini o'rganish va ulardan foydalanish, shu jumladan katalizda, Birinchi ionli suyuqlik 1914 yilda rus olimi Pol Valden tomonidan olingan va quyidagi tarkibga ega edi: * "1940 yildan 1980 yilgacha bo'lgan davrda ionli suyuqliklar sintez qilingan. turli sinflarga mansub, ammo 1990-yillargacha ionli suyuqliklarni tizimli tadqiq qilish amalga oshirilmagan.Shuningdek, ularni katalizator sifatida ishlatish imkoniyati ham oʻrganilmagan.Ammo 1990-yildan boshlab

ionli suyuqliklarga qiziqish tezlasha boshladi. 2001 yilga kelib markaziy jurnallardagi nashrlar soni 600 taga, patentlar soni esa 60 taga yetdi. Ionli suyuqliklar + H2SO4 haqida bir nechta sharhlar paydo bo'ldi. Bunday sharoitda, natijada klassik bo'lmagan karboniy ionining dissotsiatsiyasi paytida proton almashinuvi sodir bo'ladi: R, + + HR - H2SO4 + HSCV - + 2H2SO4 + RiR Bu reaktsiya suyuq superkislotalar uchun isbotlangan taniqli izoalkan kreking reaktsiyasining teskarisidir. va seolitlar.

Shunday qilib, izoalkanlarning olefinlar bilan ikki bosqichli alkillanishining yangi mexanizmining asosiy nuqtasi bu reaktsiya klassik bo'lmagan karboniy ionlarining oraliq hosil bo'lishi orqali izoalkanlarning protonlangan efirlar bilan bevosita alkillanishini o'z ichiga oladi, degan taxmindir. Bu mexanizm yordamida izoalkanlarning olefinlar bilan alkillanish jarayonining quyidagi elementar bosqichlar orqali oqishini tavsiflash mumkin: olefin - alkil sulfatlar aralashmasi - protonlangan efirlar - klassik bo'lmagan karboniy ionlari - alkillanish mahsulotlari.

Ionli suyuqliklar tarkibida atsilgalogenid va Lyuis kislotasining ikki molyar ortiqcha bo'lgan aprotik organik superkislotalar ham bo'lishi mumkin. RCOX-2A1X3 komplekslari past haroratlarda (20C) normal alkanlarni aylantirish uchun faol katalizatorlardir. Qoida tariqasida, ular faol protik superkislotalarga nisbatan reaktivlik jihatidan ustundir va bunday yumshoq sharoitlarda alkanlarga nisbatan inert bo'lgan ekvimolyar RCOX-AIX3 komplekslaridan sezilarli darajada farq qiladi.

Ma'lumki, CH2X2 eritmasidagi RCOX-2A1X3 komplekslari atsiliy tuzlari RCO AI2X7" va RC(X)=0 AbX6 donor-akseptor komplekslarining muvozanat aralashmasidir.

RCOXAIX3 komplekslari yechimlarda faqat RC(X)=0 A1X3 koordinatsion komplekslari sifatida mavjud. Shunday qilib, faqat alkanlar bilan reaksiyalarda faol bo'lgan RCOX 2AlXj komplekslari atsiliy kationlarini samarali hosil qila oladi, bu ularni RCOX-AIX3 komplekslaridan sifat jihatidan ajratib turadi. Biroq, bu komplekslarning faolligi nima bilan bog'liqligi noma'lumligicha qolmoqda: bu atsiliy kationini hosil qilish qobiliyati bilanmi yoki ularning tarkibida dimerik A12X7 anionining mavjudligi bilanmi.Ish mualliflari bu savolga javob berishga harakat qilishdi. Mesitoil bromidning MstCOBr-AIBrz va MstCOBr-2AlBr3 (Mst=2,4,6-Me3C6H4) tarkibidagi AlBrj bilan komplekslarini o‘rganish atsiliy tuzlarining reaktivligi anion tuzilishiga bog‘liq degan xulosaga kelish imkonini berdi. Ma'lumki, aromatik halqaning 2 va 6-pozitsiyasidagi o'rinbosarlar sp2 gibridlangan karbonil uglerod atomi bilan ArC(X)=O MXn koordinatsion komplekslar hosil bo'lishini sterik tarzda oldini oladi va ArCO+ kationlarining hosil bo'lishiga amalda ta'sir qilmaydi. Shunday qilib, alyuminiy bromidi Lyuis kislotasi sifatida ishlatilganda, komplekslar olingan bo'lib, ular CH2X2 eritmasida faqat ion tuzlari MstCO+AlBr4 va MstCO+Al2Br7\, bu 3C va 27A1 yadrolaridagi NMR spektrlari tomonidan bir ma'noda tasdiqlangan. Shuningdek, to`yingan uglevodorod qo`shilganda ikkala holatda ham eritmalarning bir jinsliligi buzilmasligi aniqlandi.YMR ma`lumotlariga ko`ra tuzlarning ion tuzilishi ham saqlanib qoladi.

MstCO+AIBr4" tuzi oktan va dodekan destruktsiya reaksiyalarida inert bo'lib chiqdi. Aksincha, MstCO+AbBr7 tuzi bu reaksiyani boshlaydi va yuqoridagi uglevodorodlarning miqdoriy bo'linishi 30 minut ichida kuzatiladi. Xuddi shunday sifat farqi. ikki mesitoylium tuzi orasida trimetilenorbornan ishtirokidagi reaksiyada ham kuzatiladi: MstCO+AlBr4 ishtirokida reaksiya kuzatilmaydi, MstCO+AbBr7 tuzi esa adamantan hosil boʻlishini boshlaydi. Bu ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, faqat dimerik anionli kompleks tuzlar to'yingan uglevodorodlar bilan reaktsiyalarda faol, monomer anioni 20C bo'lgan tuzlar esa bu jarayonlarda deyarli faol emas. Biroq, buning sababi, mualliflarning fikriga ko'ra, himoyalanishning boshqa darajasi bo'lishi mumkin emas. musbat zaryad qarshi ion. M3YuEVgAshz va MstCOBr-2AIBr3 tarkibidagi tuzlar uchun 13C NMR spektrlari deyarli bir xil, bu monomer va dimerik anionlar bilan atsiliy kationlarining turli elektrofilligi haqidagi taxminni shubhali qiladi.

Aprotik organik superkislotalar

Xususiyatlari bo'yicha aprotik organik superkislotalarga o'xshash ionli suyuqliklar 1914 yilda rus olimi Pol Valden tomonidan kashf etilgan bo'lib, faqat so'nggi o'n yillikda keng ishlab chiqilgan va katalizda ishlatilgan. ionli suyuqliklar, shu jumladan, ularni tayyorlash, fizik ko'rib chiqiladi Kimyoviy xossalari va uglevodorodlarni qayta ishlash katalizlarida, asosiy organik sintezda va kamroq darajada nozik organik sintezda qo'llaniladi. Ionli suyuqliklar sintez yoʻnalishi boʻyicha ham, ularni kataliz, organik sintez va boshqa sohalarda, shu jumladan biokimyoviy jarayonlarda qoʻllash uchun ham kimyoviy tadqiqotlar uchun noyob obʼyektlardir. Adabiyotda tasvirlangan ionli suyuqliklar soni hozirda juda ko'p bo'lib, ular 90-yillarga qadar yaxshi ma'lum bo'lgan ikkala ionli suyuqliklarni ham o'z ichiga oladi, xususan: piridiniy, imidazoliy va polialkilammoniy va nisbatan yaqinda sintez qilingan ko'plab ionli suyuqliklar: Guanidin, Pipiridinyum , Politsiklik, ko'prikli ionli suyuqliklar, ikki yadroli yoki ko'p yadroli ionli suyuqliklar, gidrofobik ionli suyuqliklar (ftorli) Hozirgi vaqtda ftorli ionli suyuqliklarga qiziqish doimiy ravishda o'sib bormoqda, chunki ftorli tizimlar suv va boshqa protik moddalar mavjudligiga sezgir emas, erish nuqtalari past, yopishqoqligi past. va ionli suyuqliklarning bir qator boshqa afzalliklariga ega.Yaqinda ftorli ionli suyuqliklarning sintezi va xossalari - ionli suyuqliklar va polimer gellardan olinadigan kompozitsiyalar, shuningdek, qo‘llangan holda tayyorlangan komplekslar haqida bir qancha maqolalar chop etildi. HftFn+i anionlari yordamida.

Hozirgi vaqtda katalitik reaktsiyalar va organik sintezda ionli suyuqliklarni kombinatsion sintez va skriningga bag'ishlangan juda ko'p nashrlar mavjud. Ta'riflangan Symyx patenti alohida e'tiborga loyiqdir katta raqam ionli suyuqliklar va ulardan foydalanish mumkin bo'lgan bir qator katalitik reaktsiyalarni muhokama qiladi. Potentsial jihatdan ionli suyuqliklar soni amalda cheklanmagan va faqat tegishli organik molekulalar (kationik turlar) va noorganik anionlar mavjudligi bilan cheklanadi.

Alyuminiy xloridni o'z ichiga olgan ionli suyuqliklar eng ko'p ishlatiladigan va batafsil o'rganilgan. Odatiy misollar suvsiz alyuminiy xlorid va to'rtburchak ammoniy tuzidan olingan erigan tuzlar, masalan, 1-etil-3-metilimidazolium xlorid (EtMelmCl), alkil piridiniy va boshqalar. Ion suyuqligi AIOS - EtMelmCl tarkibida ionli suyuqliklarning butun to'plami mavjud. fizik xossalari va Lyuis kislotaligi uning tarkibidagi tuzlarning molyar nisbati bilan belgilanadi.

Lyuis kislotali ionli suyuqliklar "organik kationdan tashqari, asosan A12C17" va AICI "anionlarini o'z ichiga oladi, asosiy ionli suyuqliklar esa organik kationni va past erish nuqtasi (organik va noorganik moddalarning ma'lum nisbatlarida -90C gacha) kabi afzalliklarni o'z ichiga oladi. tuzlar), kimyoviy va issiqlik barqarorligi, yuqori ichki elektr o'tkazuvchanligi va keng potentsial oynasi. Bir qator imidazolium ionli suyuqliklar DTA/GGA va DSC tomonidan tekshirildi va ularning termal barqarorligi haqida ba'zi xulosalar chiqarildi. Masalan, piridiniy ionli suyuqliklar bilan solishtirganda, imidazolium ionli suyuqliklar, agar ular bir xil anionlarni o'z ichiga olgan bo'lsa, unchalik barqaror emas.

Xloroalyuminat ionli suyuqliklarni, NMR, IQ, PMR, UV va Raman spektroskopiyalarini o'rganish uchun turli usullar qo'llaniladi. elektrokimyoviy usullar. Bundan tashqari, sintezlangan ionli suyuqliklar ko'pincha rentgen nurlari diffraktsiyasi bilan tavsiflanadi.

Erish harorati. Past haroratli tuz eritmalarining keng harorat oralig‘ida suyuqlik bo‘lib qolish qobiliyati ionli suyuqliklarning muhim xarakteristikasi hisoblanadi, ayniqsa ular erituvchi sifatida ishlatilsa.Hozirgi vaqtda ionli suyuqliklarning erish nuqtasi qanday bog‘liqligi haqida nazariya mavjud emas. tarkibi va ulardagi kation va anionning tabiati.tarkibi, ammo empirik tadqiqot ionli suyuqlik 1-etil-3-metschmidazolium xlorid/AICIz ning faza diagrammasida kislotali ionli suyuqliklarga mos keladigan alyuminiy xloridning molyar miqdori taxminan 0,4 va 0,65 bo'lgan ikkita aniq minima borligini ko'rsatdi.

Kationlar sifatida imidazolium yoki piridiniy hosilalarini o'z ichiga olgan tipik ionli suyuqliklarning erish haroratining radikal uzunligiga bog'liqligi Cj - C5 radikallari uchun aniq minimumga ega. Radikal uzunligining qisqarishi strukturaning ionligining oshishiga olib keladi, uning ortishi esa molekulyar og'irlikning oshishiga va shuning uchun erish haroratining 10C ga oshishiga olib keladi. Organik kationlarning quyidagi xususiyatlari ionli suyuqliklarning erish nuqtasining pasayishiga ijobiy ta'sir qiladi: past simmetriya, zaif molekulalararo o'zaro ta'sirlar, vodorod aloqalarining yo'qligi va kationda zaryadning bir xil taqsimlanishi. Bundan tashqari, anion hajmining oshishi erish nuqtasining pasayishiga olib keladi, deb ishoniladi. Bundan tashqari, ftorning ionli suyuqliklar tuzilishiga kiritilishi, qoida tariqasida, erish nuqtasini pasaytiradi va erish nuqtalari -40C dan -90C gacha bo'lgan tizimlar ma'lum.

Ionli suyuqliklarni tayyorlash

Ionli suyuqliklar moddasida tasvirlangan tegishli protseduralar yordamida sintez qilindi. Quyida ushbu ishda ularning katalitik xossalarini, xususan, alkanlar, sikloalkanlar va aromatik uglevodorodlarning izomerlanish reaksiyalarida foydalanilgan ionli suyuqliklarni tayyorlash usullari keltirilgan. Barcha operatsiyalar inert atmosferada o'tkazildi.Ion suyuqligi N-n-butilpiridinyum xlorid - alyuminiy xlorid organik amin tuzi - N-w-butilpiridinyum xloriddan, oldindan P2O5 ustida quritilgan va yangi distillangan alyuminiy xloriddan (Fluka) inert muhitda olindi. (Ag). Ionli suyuqlik sintezidagi birinchi qadam N-n-butilpiridinyum xloridni tayyorlashdir.

N-n-butiigtridinium xloridni sintez qilish usuli. Inert gazning kirish va chiqishi (Ar yoki N2) bilan jihozlangan 100 ml li ikki bo'yinli kolbaga 0 L M (7-9 g) piridin (Aldrich, 98%) qo'yildi, oldindan quritilgan. gidroksidi. OL M (9,2 g) n-butilxlorid (Aldrich, 98%) magnit aralashtirgich bilan aralashtirib qo'shildi.Olingan aralashma 5 soat davomida inert gaz atmosferasida (erituvchisiz) qaytarildi. 7 soatdan so'ng, hosil bo'lgan oq kristallardan reaksiyaga kirishmagan boshlang'ich moddalar ajratildi. Kristallar asetonitril bilan yuvilib, xona haroratida vakuumda 1 soat davomida quritilgan, hosildorlik 30% (5,6 g) ni tashkil qilgan. Olingan modda uchun ]H NMR spektri (CDC13) olindi.

Quyidagi birikmalar shunga o'xshash protsedura bilan sintez qilindi: N-/mropilpiridinyum xlorid, N-k-penthishiridinium xlorid, N-n-geksilpiridinyum xlorid, Nf-oktilpiridinyum xlorid, N-H-geksadesilpiridinyum xlorid.

Ion suyuqligi N-n-butgtpiridiniy xlorid - alyuminiy xloridni tayyorlash usuli. 0,03 M (5,6 g) Nf-butchiridinium xlorid 100 ml dumaloq idishga solingan va asta-sekin inert gaz oqimida aralashtirganda 0,06 M (8,0 g) suvsiz alyuminiy xlorid qo'shilgan. Bu holda, aralashma o'z-o'zidan qiziydi, shuning uchun harorat 30C dan oshmasligi uchun sovutildi.Reaksiya aralashmasi inert gaz oqimida doimiy aralashtirish bilan 2 soat (bir hil tizim hosil bo'lgunga qadar) saqlanadi. Ionli suyuqlikning zichligi M,3-1,4 g/sm3.

Alyuminiy xlorid bilan N-w-butchshiridinium xlorid kompleksining hosil bo'lishi PMR spektrlarida kimyoviy siljishlarning o'zgarishiga olib kelishi aniqlandi. Birinchidan, bu kompleksning barcha protonlari uchun kimyoviy siljishlarning 1 - 1,7 mD ga keskin oshishi bilan ifodalanadi. Bundan tashqari, proton signallari kengayadi, bu kompleksdagi protonlarni o'z ichiga olgan intensiv o'zaro ta'sirni ko'rsatadi.

Alyuminiy xlorid (P.5 g, 0,086 M) asta-sekin kristalli 1-p-pentil-3-metilimidazolium xloridga (8,2 g, 0,043 M) xona haroratida va kuchli aralashtirishda qo'shildi.Reaksiya harorati 30C dan oshmadi. Aralash bir hil sistema hosil bo'lguncha xona haroratida azot oqimida 2 soat davomida aralashtiriladi. Natijada zichligi -1,3 -1,4 g/sm3 bo'lgan yopishqoq och jigarrang ionli suyuqlik olindi.

Xuddi shunday usul bilan ionli suyuqlik 1-n-butil-3-mstilimidazolium xlorid - alyuminiy xlorid (1: 2 mol) tayyorlangan. Ion suyuqligi trimetilamoniy gidroxlorid-alyuminiy xlorid (1: 2 mol.) inert atmosferada trimetilamonyum gidroxlorid (Aldrich, 99%) va yangi alyuminiy xloriddan olingan. Buning uchun 13,4 g (0,05 M) alyuminiy xlorid sekin-asta kuchli aralashtirish bilan P2055 ustida quritilgan 4,8 g (0,05 M) trimetilammoniy gidroxloridga qo'shildi. Reaktsiya issiqlik chiqishi bilan davom etayotganligi sababli, reaktsiya massasi, agar kerak bo'lsa, uning harorati 50C dan oshmasligi uchun sovutilgan. Olingan tuzlar aralashmasi xona haroratida 2 soat davomida aralashtiriladi. Natijada xona haroratida juda harakatchan, solishtirma og'irligi -1,4 g/sm3 bo'lgan shaffof och jigarrang ionli suyuqlik hosil bo'ldi. Molyar nisbati 1:1,5 yoki 1:1-25 bo'lgan ionli suyuqliklarni tayyorlashda mos ravishda 10,0 g (0,075 M) yoki 8,4 g (0-0625 M) alyuminiy xlorid olindi.

Qo'llab-quvvatlanadigan ionli suyuqliklar asosida katalizatorlar tayyorlash. Qo'llab-quvvatlanadigan ionli suyuqliklarni tayyorlash uchun 1-jadvalda ko'rsatilgan tashuvchilardan foydalanilgan.Ishlashdan oldin tashuvchilar quruq havo oqimida 450-520C haroratda 3-4 soat davomida oldindan kuydirilgan va ionli suyuqliklar cho'kishidan oldin darhol evakuatsiya qilingan. 250C 1,5 soat davomida.

Inert atmosferadagi quruq tashuvchilar magnit aralashtirgichli uch bo‘yinli kolbaga solingan.So‘ngra kuchli aralashtirib, tomchilab ionli suyuqlik qo‘shilgan (20 dan 100 g.% gacha, ya’ni ionli suyuqlikning massa nisbati: tashuvchi). 0,2: 1 dan 1: 1 gacha o'zgardi), shundan so'ng katalizator argon oqimida 30C da 2 soat davomida aralashtiriladi, so'ngra substrat qo'shiladi.

Sikloalkan transformatsiyasi: ionli suyuqliklar ishtirokida metilsiklopentan va siklogeksanning izomerlanishi.

Ma'lumki, metiltsiklopentan (MCP) va siklogeksan (KT) ning o'zaro o'zgarishi reaktsiyalari VIII guruh metallari, zeolitlar, geteropoliatsidlar, sulfatlangan o'tish metall oksidlari, masalan, SO bilan o'zgartirilgan oksidli tizimlar kabi geterogen kislota tipidagi katalizatorlarda boradi. / /ZrOa va boshqalar d. . Biroq, bu katalizatorlardan foydalanish foydalanishni talab qiladi yuqori haroratlar, alyuminiy-platina katalizatorlari uchun 400C gacha va undan yuqori va sulfatlangan zirkonyum oksidi uchun taxminan 250C.

Sikloalkanlarning izomerizatsiyasi uchun katalizator sifatida ionli suyuqliklardan foydalanish birinchi marta bizning ishimizda qayd etilgan bo'lib, u erda ionli suyuqliklar bu reaktsiyada faol ekanligi ko'rsatilgan. , geterogen katalizatorlar bilan solishtirganda, reaktsiyaning yuqori selektivligi bo'lib, u ga yaqin. 100%, erishilgan maksimal selektivlik, masalan, S0427Zr02 da 90% ni tashkil qiladi. Qolgan heterojen katalizatorlar dehidrogenlanish, yorilish va halqani ochish reaksiyalari natijasida benzol, izoheksanlar va engilroq kerosinlar hosil bo'lishi tufayli yanada pastroq selektivlikka ega. Ishning ushbu qismining maqsadi trimetilammoniy gidroxlorid - A1CH (1: 2 mol.), trietilamoniy gidroxlorid - AICIS (1: 2 mol.), N-n-butilpiridinyum xlorid - AICIS (1: 2) ionli suyuqliklarning faolligini solishtirish edi. mol.) va N-w -pentilpiridinyum xlorid - AÍSIZ (1: 2 mol.) metilsiklopentan va siklogeksanning o'zaro izomerlanishi reaktsiyasida. Tekshirilayotgan ionli suyuqliklarning tuzilishi quyida keltirilgan: (to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiya). Ma'lumki, 60C da mmuvozanat aralashmasi 23% MCP va -77% KT dan iborat; muvozanat konstantasi Kp 3,35 ga teng. Katalizator sifatida ionli suyuqliklardan foydalangan holda engil reaktsiya sharoitida bu qaytariladigan reaktsiyalarda termodinamik muvozanatga erishish mumkinmi yoki yo'qligini aniqlash uchun biz tajribalar o'tkazdik, bunda substratlar MCP va CT ning sun'iy aralashmalari bo'lib, tarkibi 15 va 85 wt. %; shuningdek, 30 va 70 wt. mos ravishda %. Shunday qilib, har ikki tomonda termodinamik muvozanatga erishishga harakat qilindi.Katalizator sifatida ionli suyuqlik trimetilammoniy gidroxlorid - AlCl (1:2 mol.) ishlatilgan.

Metilsiklopentan va siklogeksanning termodinamik muvozanatga oʻzaro oʻzgarishi reaksiyasining borishi boʻyicha olingan maʼlumotlarni hisobga olib, siklogeksanning metilsiklopentanga izomerlanishi kinetikasini tavsiflashda reaksiyaning qaytaruvchanligini hisobga olish kerak.

Shu munosabat bilan biz foydalandik quyidagi usul. Muvozanatga yaqin joyda bitta substrat va mahsulot ishtirokidagi qaytariladigan katalitik reaksiyalar tezligi quyidagi tenglama bilan tavsiflanadi: Bu funksiyalarning shakli jarayon qaysi kinetik sxemaga bo‘ysunishiga bog‘liq. Tezlik konstantalari va reaktivlar va effektorlar konsentratsiyasining ma'lum nisbatlarida b\ va b2 parametrlari faqat elementar bosqichlar konstantalarining funktsiyalari bo'ladi va ular katalizator konsentratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Masalan, substrat va mahsulotning past konsentratsiyasida b] va bz parametrlari mos keladigan maksimal stavkalarning Michaelis konstantalariga nisbatlariga teng, agar jarayon teskari Michaelis sxemasiga bo'ysunsa. Ushbu parametrlar mos ravishda to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligini tavsiflaydi.

Kinetik parametrlar b[ va br elementar bosqichlarning tezlik konstantalari emas, balki to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalar tezligini tavsiflaganligi sababli, ular ko'pincha "effektiv" yoki "ko'rinadigan" tezlik konstantalari deb ataladi. Shuning uchun bu bobda bi va b2 parametrlari to'g'ri va teskari katalitik reaksiyalarning samarali tezlik konstantalari deb ataladi va mos ravishda k] va k_i bilan belgilanadi.

Metiltsiklopentan yoki siklogeksanning boshlang'ich va muvozanat konsentrasiyalarini bilib, (2) tenglama bo'yicha eksperimental egri chiziqqa yaqinlashib, biz to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaksiyalarning (ki + k_i) konstantalari yig'indisini olamiz. doimiy k.] ni hisoblash uchun quyidagi ifodadan foydalanamiz:

Shaklda keltirilgan kinetik egri chiziqlarni qayta ishlash uchun tenglama (2) tanlangan. 11. Rasmdan ko'rinib turibdiki, bu tenglama tajriba ma'lumotlarini qoniqarli tarzda tavsiflaydi. To'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezlik konstantalarini hisoblash uchun biz reaksiya termodinamik muvozanat yaqinida qo'shimcha mavjud bo'lganda va usiz amalga oshirilganda olingan tajriba ma'lumotlaridan foydalandik. Shuningdek, faollashtiruvchi qo'shimchaning tsiklik uglevodorodlarning o'zaro o'zgarishining reaktsiya tezligiga ta'siri o'rganildi. Qo'shimchaning tarkibi og'irlik bo'yicha 2 dan 8% gacha o'zgarib turadi. Olingan egri chiziqlar (2) tenglama yordamida ham qayta ishlandi.

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning

Talabalar, aspirantlar, bilimlar bazasidan o‘z o‘qishlarida va ishlarida foydalanayotgan yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘lishadi.

E'lon qilingan http:// www. hammasi yaxshi. uz/

Kirish

1. Ionli suyuqlik

1.2 Ionli suyuqliklarning xossalari

1.3 Fanda ionli suyuqliklar

2. Nozik organik sintez

2.1 TOKning xarakteristikalari

Xulosa

Kirish

Ma'lum bo'lgan katalizatorlarning keng doirasi mavjudligiga qaramay, kimyoviy muhandislik va organik sintez doimo yangi, samaraliroq va ekologik jihatdan maqbul katalizatorlarga, reaktsiya muhitiga va erituvchilarga muhtoj. Asosiy va nozik organik sintez uchun sanoat jarayonlarini ishlab chiqish va takomillashtirishda, shuningdek, neft kimyosida yuqori energiya xarajatlari va atrof-muhitning ifloslanishi bilan bog'liq mavjud iqtisodiy va ekologik muammolarni hal qilish uchun yangi yondashuvlar zarur. Zamonaviy yondashuv Organik sintezda erituvchi sifatida ishlatiladigan uchuvchan organik birikmalarni almashtirish muammosini hal qilish ionli suyuqliklardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Yangi reaksiya muhiti sifatida ionli suyuqliklardan foydalanish erituvchi emissiyasi va qimmat katalizatorlarni qayta ishlatish muammosini hal qilishi mumkin.

Nozik organik sintez (TOS) juda katta raqam kimyoviy birikmalar: dorilar, bo'yoqlar, kimyoviy qo'shimchalar, pestitsidlar, sirt faol moddalar, maxsus polimer materiallar, sintetik fermentlar va boshqalar Bundan tashqari, qoida tariqasida, nozik organik sintezning har bir mahsulotini olish murakkab ko'p bosqichli jarayondir. Aynan ko'pgina texnologik jarayonlardagi nozik o'zgarishlar, maqsadli moddaga o'tishdagi ko'p sonli o'tishlar ishlab chiqarish ko'lamini emas, balki organik kimyoning ushbu kichik bo'limining o'ziga xos xususiyatlarini tavsiflaydi.

1. Ionli suyuqlik

1.1 Ionli suyuqliklarning xarakteristikasi

"Ionli suyuqliklar" atamasi 100 ° C dan past haroratlarda suyuqlik bo'lgan va organik kationlardan tashkil topgan moddalarni anglatadi, masalan, 1,3-dialkilimidazolium, N-alkilpiridinyum, tetraalkilamoniy, tetraalkilfosfoniy, trialkilsulfoniy va turli xil anionlar: Cl-, [BF4 ] -, [RF6]-, [SbF6]-, CF3SO3-, [(CF3SO2)2N]-, ROSO3-, RSO3-, ArSO3-, CF3CO2-, CH3CO2-, NO3-, [A12C17]-.

Anionning tabiati ionli suyuqliklarning xossalariga - erish nuqtasiga, issiqlik va elektrokimyoviy barqarorlikka va yopishqoqlikka katta ta'sir ko'rsatadi. Ionli suyuqliklarning qutbliligi, shuningdek, gidrofilligi yoki hidrofobikligi kation/anion juftligini mos tanlash orqali optimallashtirilishi mumkin va har bir yangi anion va kation ionli suyuqliklarning xususiyatlarini o'zgartirish uchun qo'shimcha imkoniyatlarni beradi.

1.2 Ionli suyuqliklarning xossalari

Ionli suyuqliklarga e'tiborning ortishi quyidagi o'ziga xos xususiyatlarning mavjudligi bilan bog'liq:

1. Suyuqlik holatining keng diapazoni (> 300 °C) va past erish nuqtalari (Tm< 100 °С).

2. Yuqori elektr o'tkazuvchanligi.

3. Turli noorganik, organometalik va organik birikmalar va tabiiy va sintetik kelib chiqadigan polimerlarga nisbatan yaxshi erish kuchi.

4. Selektivlikning oshishiga olib keladigan katalitik faollik organik reaksiyalar va maqsadli mahsulotning hosildorligi.

5. Uchmaydigan, qayta foydalanish mumkin.

6. Yonmaslik, portlamaslik, toksik bo'lmaganlik va natijada yo'qligi zararli ta'sirlar ustida muhit.

7. Kerakli xossalarga ega bo'lgan ionli suyuqliklarni yo'naltirilgan sintezida cheksiz imkoniyatlar.

3 va 4 sifatlar polimer sintezida ionli erituvchilarni ayniqsa jozibador qiladi.

1.3 Fanda ionli suyuqliklar

Ionli suyuqliklar kimyoviy tadqiqotlar, ulardan kataliz, organik sintez va boshqa sohalarda, shu jumladan biokimyoviy jarayonlarda foydalanish uchun noyob ob'ektlardir. Adabiyotda tasvirlangan ionli suyuqliklar soni hozirda juda katta (300 ga yaqin). Potentsial jihatdan ionli suyuqliklar soni amalda cheklanmagan va faqat tegishli organik molekulalar (kationik zarralar) va noorganik, organik va metall kompleks anionlari mavjudligi bilan cheklangan. Turli hisob-kitoblarga ko'ra, bunday ionli suyuqliklardagi kationlar va anionlarning mumkin bo'lgan birikmalari soni 1018 taga yetishi mumkin. 1-rasmda adabiyotda tasvirlangan eng ko'p o'rganilgan ion suyuqliklari ko'rsatilgan.

1.4 Ionli suyuqliklarni olish usullari

Pishirish usullari juda oddiy va ularni osongina kattalashtirish mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan uchta asosiy sintez usuli mavjud:

Kerakli B-anionni o'z ichiga olgan kumush tuzi va kerakli kationga ega galogen hosilasi o'rtasidagi almashinuv reaktsiyasi

A+: Ag+B- + A+Hal- > A+B- + AgHal (1)

N-alkil galogenid hosilasining metall galogenidlar bilan kvaternizatsiya reaktsiyasi:

N+ - AlkNal- + MNaln > N+ - AlkMA1- n+1 (2)

Ion almashinadigan qatronlar yoki gillarda ion almashinish reaksiyalari.

Guruch. 1 - ionli suyuqliklar

(Ri \u003d H, alkil, aril, hetaril, allil va boshqalar, shu jumladan funktsional guruhlar, x \u003d 1-4, m \u003d 2, 3. X- \u003d [BF4] -, [RF6] -, - , - , -, 2-, [AlkSO3] -, [ClO4] -, [CF3SO3] -, [CH3COO] -, [CuCl2] -, [Cu2Cl3] -, [Cu3Cl4] -, [A1C14] -, [AlBr4 ] - , [AlI4] -, [AlCl3Et] -, [Al2C17] -, [A13Cl10] -, (CF3S02) 2N-, -, -, [Me (CO) n] - va boshqalar)

Ionli suyuqliklarni sintez qilishning yana bir amaliy muhim yo'nalishi ularni bevosita reaktorda tayyorlashdir. Bunday holda, reaktorda mos keladigan N-alkil galogenid va metall galogenid aralashtiriladi va ishga tushirishdan oldin ionli suyuqlik hosil bo'ladi. kimyoviy jarayon yoki katalitik reaktsiya. Ko'pincha ionli suyuqliklar alyuminiy xloridning organik xloridlar bilan aralashmasi asosida tayyorlanadi. Ikkita aralashtirganda qattiq moddalar, ekzotermik reaksiya yuzaga keladi va erish nuqtalari -90 ° C gacha bo'lgan evtektik aralashmalar hosil bo'ladi. Bu, qoida tariqasida, shaffof rangsiz yoki sariq-jigarrang suyuqlikdir (rang ionli suyuqlikni tayyorlash jarayonida aralashmalar mavjudligi va reaktsiya massasining mahalliy qizib ketishi bilan bog'liq). Ionli suyuqliklar xossalarining xilma-xilligi va o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqib, kataliz va organik sintez uchun juda jozibador ekanligi isbotlangan.

Ionli suyuqliklarning "ekologik tozaligi" ga kelsak, ko'p narsa keyingi tadqiqotlarda qayta ko'rib chiqilishi kerak va qayta ko'rib chiqilishi kerak, garchi umuman olganda, ular qayta ishlanadigan, yonmaydigan va past bosimga ega. to'yingan bug'lar, ularni "yashil" kimyoning to'liq ishtirokchisiga aylantiradi, hatto unumdorlik va selektivlikdagi yutuqlarni hisobga olmasa ham, misollar sharhda keltirilgan. Shubhasiz, ular tufayli yuqori narx Agar heterogenlashtirilgan tizimlarning boshqa afzalliklari topilmasa, ionli suyuqliklar keng ko'lamli jarayonlarda keng qo'llanilishi dargumon. Shu bilan birga, past tonnajli kimyo, birinchi navbatda, metall kompleks kataliz, ulardan foydalanish uchun unumdor sohaga aylanishi mumkin, shuningdek, umuman elektrokimyo va xususan elektrokataliz.

2. Nozik organik sintez

2.1 TOKning xarakteristikalari

Nozik organik sintez (TOS) - murakkab organik moddalarni sanoatda kam tonnali ishlab chiqarish.

Xom ashyoning asosiy manbalari asosiy organik sintez mahsulotlari hisoblanadi. Yupqa organik sintez ko'p bosqichli tabiati, keng miqyosli o'tishdagi qiyinchiliklar va nisbatan yuqori o'ziga xos energiya va mehnat xarajatlari bilan tavsiflanadi, bu ko'pincha reaktorlar hajmining birligiga mahsulotning kam chiqarilishi, katta miqdordagi chiqindilar, ekologik muammolarni hal qilishning murakkabligi; Nozik organik sintez jarayonlarining samaradorligi asosan moslashuvchan blok-modulli sxemalar, avtomatik boshqaruv tizimlari, biotexnologiya usullari (oraliq mahsulot olish va chiqindilarni aylantirish uchun), lazer kimyosi va boshqalarni qo'llash orqali oshiriladi.

Nozik organik sintezning asosiy mahsulotlari bo'yoqlar, dori vositalari, pestitsidlar, to'qimachilik yordamchi va xushbo'y moddalar, polimer materiallar uchun kimyoviy qo'shimchalar, kino va fotomateriallar uchun kimyoviy moddalar, kimyoviy reagentlar va boshqalar.

2.2 Organik sintez taraqqiyoti tarixi

Organik sintez sanoatining rivojlanishi ko'p jihatdan yangi reaksiyalarning rivojlanishiga bog'liq. Ko'pincha mutlaqo yangi reaktsiya organik kimyoda yangi davrni yaratadi. Masalan, 1928 yilda konjugatsiyalangan dien tizimlariga 1,4-holatda qo'sh yoki uch bog' (dienofillar)ni o'z ichiga olgan moddalarni qo'shishdan iborat bo'lgan dien sintezi reaktsiyasi (O.Dils va K.Alder) kashf qilindi. olti a'zoli halqalarning shakllanishi:

1-rasm - Dien sintezi reaksiyasining sxemasi

Ushbu reaksiya turli xil siklik birikmalardan murakkab politsiklik tizimlar, masalan, steroid va keyingi geterotsiklik tizimlargacha ko'plab yangi sintetik moddalarni ishlab chiqarish uchun asos bo'ldi.

Vittig reaktsiyasi olefinlarni sintez qilishning yangi usulining asosi bo'ldi, uning yordamida tabiiy birikmalarning ko'p sonli murakkab analoglari olingan, 2-rasm.

2-rasm - Vittig reaktsiyasining sxemasi

2.3 Fermentlarni immobilizatsiya qilish usuli

Olefinlar sintezining rivojlanishiga polimer tashuvchilarda immobilizatsiyalangan reagentlarning rivojlanishi yordam berdi. Bunday holda, ikkinchi reagent eritmada bo'ladi. Reaktsiya shunday davom etadiki, mahsulot polimerda qoladi va ikkinchi reaktiv va qo'shimcha mahsulotlarning ortiqcha qismidan filtrlash va yuvish orqali oson ajratiladi. Keyin yakuniy mahsulot polimer matritsasidan ajratiladi va tozalanadi. Bu ko'p bosqichli va ko'p mehnat talab qiladigan sintezlarni oraliq bosqichlarda murakkab tozalashsiz amalga oshirish imkonini beradi. Bu usul, ayniqsa, peptidlar va oqsillarni sintez qilish uchun muvaffaqiyatli qo'llaniladi.

Juda samarali usul - fermentlarni erimaydigan tashuvchida immobilizatsiya qilish. Ferment dan ajratilgan tabiiy manba, tozalangan, bog'lash orqali noorganik yoki polimerik tashuvchiga mahkamlangan kovalent bog'lanish yoki adsorbsiya orqali. Moddaning eritmasi shunday immobilizatsiyalangan ferment bilan to'ldirilgan ustundan o'tkaziladi. Ustunning chiqishida mahsulot an'anaviy usullar bilan ajratiladi. Shunday qilib, eritmani turli fermentlar bilan bir nechta ustunlar orqali ketma-ket o'tkazish orqali ko'p bosqichli jarayonlarni amalga oshirish mumkin.

2.4 Fazalararo katalizator usuli

Nozik organik sintezning rivojlanishidagi yangi bosqich bo'lib, reaksiya aralashmasiga maxsus moddalar - fazalararo o'tkazish uchun katalizatorlar (ammiak, fosfoniy tuzlari, toj efirlari) qo'shilganda, fazalararo kataliz deb ataladigan narsadan foydalanish bo'ldi. Bu moddalar, masalan, anionlarning suvli yoki qattiq fazadan organik fazaga o'tishini osonlashtiradi, bu erda ular reaksiyaga kirishadi.

Fazalararo katalizatorlar samarali boʻlgan reaksiyalar soni juda katta boʻlib, karbanionlar ishtirokidagi deyarli barcha reaksiyalarni oʻz ichiga oladi (Kleyzen, Maykl, Vittig, Horner reaksiyalari va boshqalar, C-alkillanishlar, qoʻshimchalar va boshqalar). Organik modda suvda erimaydigan, oksidlovchi modda esa organik erituvchida bo'lganda oksidlanish reaksiyalarida fazalararo katalizdan foydalanish istiqbolli. Misol uchun, benzolda erimaydigan kaliy manganat, oz miqdorda toj efiri qo'shilganda, kuchli oksidlovchi vosita bo'lib xizmat qiluvchi MnO4-ionini o'z ichiga olgan malinali benzolni beradi. DA zamonaviy usullar Hozirgi vaqtda organik sintez murakkab ko'p bosqichli jarayonlarni rejalashtirishda muvaffaqiyatli qo'llaniladi. Qoida tariqasida, murakkab tarkib va ​​tuzilishga ega bo'lgan boshlang'ich mahsulotdan maqsadli mahsulotlarga o'tish turli yo'llar bilan amalga oshirilishi mumkin, ular orasida ko'proq yoki kamroq ratsionallar mavjud. Sintezlangan birikmalarning murakkablashishi bilan eng samarali sxemani tanlashning muayyan uslubiy tamoyillari shakllanadi.

Xulosa

ionli suyuqlik organik sintezi

Ustida bu daqiqa Ionli suyuqliklar va ularning xossalarini o'rganish jahon fanining juda istiqbolli va juda muhim sohasidir. Ayniqsa, ionli suyuqliklarning o'zaro ta'sir qilish sohasi qiziq turli moddalar, yangi moddalarni keyingi qabul qilish bilan.

Nozik organik sintez texnologiyalarini soddalashtirishda ionli suyuqliklar juda muhim rol o'ynaydi. TOC ko'p mehnat talab qiladigan jarayon bo'lganligi sababli, ilmiy jamoatchilik ionli suyuqliklar kabi yangi katalizatorlar ixtirosiga qiziqish bildirmoqda.

Foydalanilgan manbalar ro'yxati

1. Yagfarova, A.F., Ionli suyuqliklar bo'yicha uslubiy qo'llanma / A.R. Gabdrahmanova, L.R. Miniboeva, I.N. Musin. - Axborotnoma: KTU, 2012, 192-196.

2. Gabdrahmanova, A.R., Ionli suyuqliklar bo'yicha uslubiy qo'llanma / A.F. Yagfarova, L.R. Miniboeva, A.V. Klinov. - Axborotnoma: KTU, 2012, 63-66.

3. Bykov, GV Organik kimyo tarixi. - M., 1976. 360 s

4. Reichsfeld, V.O., Erkova L.N., Asosiy organik sintez va sintetik kauchuklarni ishlab chiqarish uchun uskunalar / Reichsfeld V.O., Erkova L.N. - M. - St., 1965 yil.

Allbest.ru saytida joylashgan

Shunga o'xshash hujjatlar

Organik sintez orqali organik birikmalar, materiallar va mahsulotlar olish. Organik sintezni rivojlantirishning asosiy yo'nalishlari va istiqbollari. Keyingi organik sintez uchun boshlang'ich moddalar guruhlari. Organik sintez usuli.

referat, 2011-yil 15-05-da qo'shilgan


Yangi energiya manbai sifatida biogazni ishlab chiqarish texnologiyasi va qo'llash sohalari. Bioyoqilg'i ishlab chiqarish uchun chorvachilik va parranda chiqindilarini qayta ishlash usullari. Mikrobiologik laboratoriyada ishlashda xavfsizlik qoidalari.

muddatli ish, 2012 yil 10/06 qo'shilgan


“Soxta muvozanat sintezi”ning mohiyati. Uchlik sistemalarning holat diagrammasini hisobga olgan holda bir-biriga mos eriydigan moddalar sintezi. Bug 'cho'ktirish usuli. Eritmalardagi oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. Moddalarni tozalashning fizik va kimyoviy usullari.

test, 01/07/2014 qo'shilgan


Silliqlash ishlarida kesish suyuqliklaridan foydalanish tizimlarini loyihalash usullari. Filtrlar va cho'ktirgichlardagi mexanik aralashmalardan sovutish suvini tozalash jarayonining matematik modeli. Suyuq va mexanik aralashmalarning harakatini tekshirish.

dissertatsiya, 23/01/2013 qo'shilgan


Organik sintezning rivojlanish tendentsiyalari. Sintez gazi neftga muqobil sifatida. Etilenni to'g'ridan-to'g'ri katalitik hidratsiya qilish orqali etanolni tayyorlash. Asetaldegidni etilendan etanol orqali sintez qilish uchun ikki bosqichli jarayonni bir bosqichli oksidlanish jarayoni bilan almashtirish.

muddatli ish, 27.02.2015 qo'shilgan


Shlangi tizimlarning ishchi suyuqliklariga qo'yiladigan talablar. Mahalliy amaliyotda gidravlik moylarning tasnifi va belgilari. Suyuqliklarning molekulyar tuzilishi va ularning fizik xossalari o'rtasidagi bog'liqlik. Ishlaydigan suyuqliklarni tozalash va qayta tiklash.

test, 27/12/2016 qo'shilgan


Separatorning ishlash printsipining xususiyatlari, uning maqsadi. Har xil suyuqlik va qattiq moddalarni ajratishda jarayonni boshqarish samaradorligini oshirish uchun diskli separatorlardan foydalanish. Ajratish uchun ishlatiladigan uskunaning o'ziga xos xususiyatlari.

maqola, 22.02.2018 qo'shilgan


Nanomateryallarni olish usullari. Amorf va tartibli matritsalarda nanozarrachalar sintezi. Nol o'lchovli va bir o'lchovli nanoreaktorlarda nanozarrachalarni olish. Strukturaviy turdagi zeolitlar. Mezoporli aluminosilikatlar, molekulyar elaklar. Ikki qavatli gidroksidlar.

muddatli ish, 12/01/2014 qo'shilgan


Strukturaviy tahlil va tekis tutqichli mexanizmning sintezi, uning kinematik va quvvatini hisoblash. Oddiy va murakkab tishli mexanizmlarning sxemalarini qurish va parametrlarini hisoblash. Cam mexanizmi bog'lanishlari, uning dinamik tahlili. Kamera profilining sintezi.

muddatli ish, 29.12.2013 yil qo'shilgan


Temir rudasi granulalarini ishlab chiqarishda bentonit gillaridan foydalanish, ularning tarkibidagi minerallar. Organik qo'shimchalarning xom granulalar xususiyatlariga ta'sirini o'rganish. Jismoniy va kimyoviy xususiyatlar bog`lovchi qo`shimchalar, ularning reologik xossalari.

NEFTKİMYO, 2007, 47-jild, № 5, bet. 339-348

UDC 541.48-143: 542.97

F. A. Nasirov, F. M. Novruzova, A. M. Aslanbeyli va A. G. Azizov

Ozarbayjon Milliy Fanlar Akademiyasi Neft-kimyo jarayonlari instituti, Boku E-mail: [elektron pochta himoyalangan] 2007 yil 6 fevralda olingan

Erituvchi sifatida ionli suyuqliklar (IL) yordamida olefinlar va dienlarni katalitik aylantirish jarayonlari haqidagi ma'lumotlar umumlashtiriladi. Yashil kimyo nuqtai nazaridan ekologik muammolarni hal qilishda bu birikmalarning roli muhokama qilinadi. Ion suyuqliklari bilan bog'liq ba'zi sanoat jarayonlari ko'rib chiqiladi.

"Yashil kimyo" ning umumiy ta'rifi - bu xavfli moddalardan foydalanish va ishlab chiqarishni kamaytiradigan yoki yo'q qiladigan kimyoviy mahsulotlar va jarayonlarni loyihalash va ishlab chiqish. Har qanday modda va uni olish usuli kimyoviy transformatsiyalar ularning atrof-muhitga mumkin bo'lgan ta'siri bilan bog'liq holda ko'rib chiqilishi mumkin. "Yashil kimyo" vazifasi, bir tomondan, iqtisodiy jihatdan maqbul bo'lgan, boshqa tomondan - tabiatni minimal ifloslantiruvchi kimyoviy jarayonlarni rivojlantirishga qisqartiriladi. Bunday "toza" sanoat jarayonlarini ishlab chiqishda ishlarda keltirilgan "yashil kimyo" ning 12 tamoyiliga amal qilish kerak.

Ekologik toza erituvchilardan foydalanish yoki jarayonlarni umuman erituvchilarsiz o'tkazish "yashil kimyo" ning eng muhim yo'nalishlaridan biridir. Odatda organik erituvchilar odatda juda oson uchuvchi birikmalar, shuning uchun xavfli havo ifloslanishiga qo'shimcha ravishda, ular juda tez yonuvchi, zaharli yoki kanserogendir. Ularning o'rniga IL lardan foydalanish yangi "yashil kimyo" jarayonlarini ishlab chiqishda katta ilmiy va amaliy qiziqish uyg'otadi.

Katalizda ILni qo'llash bo'yicha yutuqlar ko'plab kitoblarda va sharh maqolalarida, shu jumladan .

Olefinlar va dienlarning dimerizatsiya, oligomerizatsiya, alkillanish va metateza kabi katalitik konversiyalash jarayonlarida IL lardan foydalangan holda sezilarli yutuqlarga erishildi. Bir hil katalizning qayd etilgan reaktsiyalari uchun yangi vosita sifatida IL ning salohiyati butun kimyogarlar guruhining kashshof ishlari va chuqur tadqiqotlari tufayli to'liq baholandi.

IONLI SUYUQLAR HAQIDA TUSHUNCHA

Muqobil erituvchilarning yangi sinfi sifatida ionli suyuqliklar past toʻyingan bugʻ bosimi, zaharliligi yoʻqligi va metallorganik birikmalar bilan oʻzaro taʼsir qilish imkoniyati tufayli katta eʼtiborni tortmoqda, bu esa ularni katalizda qoʻllash uchun keng istiqbollarni ochadi. Asosan, ILning juda ko'p xilma-xilligiga kation va anion birikmasini o'zgartirish orqali erishiladi, bu esa o'z navbatida har bir o'ziga xos reaktsiya uchun tanlanishi mumkin. Shu bilan birga, ushbu yangi erituvchilar sinfining zaharliligi va xarajatlari har bir holatda alohida baholanishi kerak.

Katta azot o'z ichiga olgan organik kation va ancha kichik noorganik aniondan tashkil topgan ILlar, odatda, 100-150 ° C dan past bo'lgan Gm bo'lgan birikmalardir.

Adabiyotda xona harorati IL (RBI) hosil qila oladigan ko'plab kation-anion assotsiatsiyalari qayd etilgan. Bu holat ularni klassik erigan tuzlardan ajratib turadi (masalan, Mm = 801 ° C bilan NaCl, Mm = 1010 ° C bilan Na3AlF3, Mm = 80 ° C bilan tetrabutilfosfoniy xlorid, LiCl: KCl = 6: 4 aralashmalar bilan Gm = 3 Gm = 3). , va boshqalar.). IZHKT - suyuqliklar Ch. arr. molekulasidagi katta assimetrik kationlar bilan anionlarning yaqin o'rashiga to'sqinlik qiladi. IL tarkibida ammoniy, sulfoniy, fosfoniy, litiy, imidazoliy, piridiniy, pi-koliniy, pirolidiniy, tiazoliy, triazoliy, oksazoliy va turli oʻrinbosarlarga ega pirazoliy kationlari mavjud.

^^ dialkilimidazolium kationiga asoslangan suyuq tuzlar alohida qiziqish uyg'otadi, -

odatda imidazol galogenidlaridan anion almashish yo'li bilan olinadigan fizik-kimyoviy xususiyatlarning keng doirasi bilan tavsiflanadi.

IL anionlari ikki turga bo'linadi. Birinchisi ko'p yadroli anionlardan iborat (masalan,

A12 C1-, A13 C1 10, Au2C17, Fe2C17 va 8b2B-!), mos keladigan Lyuis kislotasining mononuklear anion bilan o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi (masalan,

A1C1-) va havo va suvga ayniqsa sezgir. Ikkinchi tur mononuklear anionlar bo'lib, ular neytral stoxiometrik ILlarning bir qismidir,

masalan, VB4, RB6, 2pS133, SiS12, 8pS1-,

N#802)-, N(#802)-, C(SBz802)3, SBzS02,

SB3803, CH380- va boshqalar.

Boshlang'ich birikmaning alkil guruhlarini (imidazol, piridiniy, fosfoniy va boshqalar), shuningdek, bog'langan anionlarning turini o'zgartirib, turli xil fizik-kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan juda ko'p turli xil ILlarni sintez qilish mumkin. Ish mualliflari ILlarda bir trillion (1018) gacha bo'lgan mumkin bo'lgan kation/anion birikmalarining mavjudligini taklif qilmoqdalar.

Eng ko'p qo'llaniladigan N-alkilpiridin yoki 1,3-dialkilimidazolium asosidagi xloralyuminat, tetrafloroborat yoki geksafluorofosfat ILlari. N-alkilpiridinyum yoki 1,3-dialkilimidazolium xloridlar va alyuminiy trikloriddan olingan organokloralyuminat ILlari 88 ° S gacha bo'lgan keng suyuqlik fazasi chegarasiga ega.

IL ning fizik va kimyoviy xossalarini (zichligi, elektr o'tkazuvchanligi, yopishqoqligi, Lyuis kislotaligi, gidrofobikligi, vodorod bog'larini hosil qilish qobiliyati) kation va anion komponentlarning turini va nisbatini o'zgartirish orqali boshqarilishi mumkin. Bunday holda, katalizda foydalanish uchun mos bo'lgan kerakli xususiyatlarga ega ILlarni yaratish mumkin bo'ladi.

ILlar "yashil erituvchilar" deb ataladi - past bug 'bosimi tufayli ular uchuvchan emas va shuning uchun yonmaydi; bundan tashqari, ular bir qator umumiy organik erituvchilar bilan aralashmaydi, bu ikki fazali tizimlarni yaratish uchun haqiqiy muqobildir. Bu xususiyat mahsulotlarni reaksiya aralashmasidan ajratishni, shuningdek, katalizatorni qayta tiklashni va uni IL bilan birga tizimga qaytarishni osonlashtiradi. Ikki fazali suyuqlik-suyuqlik katalizasi bir fazada bir hil katalizatorning (odatda qutbli, bu holda ILda), boshqasida esa organik mahsulotlarning "heterogenlashuviga" yordam beradi. Mahsulot katalizator eritmasidan oddiy dekantatsiya yo'li bilan ajratiladi va katalizator samaradorligini pasaytirmasdan qayta-qayta ishlatiladi.

jarayonning samaradorligi, selektivligi va faolligi. Ion tipidagi katalizator IL fazasida maxsus maqsadli ligandlar sintezisiz oson saqlanishi mumkin. Agar katalizator zaryadlanmagan bo'lsa, qimmat o'tish metallining organik fazaga o'tishi (yuvilishi) IL tuzilishiga maxsus kiritilgan funktsional ligandlar yordamida cheklanishi mumkin. ILda olib boriladigan kimyoviy reaksiyalarning termodinamik va kinetik xarakteristikalari an'anaviy uchuvchi organik erituvchilardagidan farq qiladi, bu ham katta qiziqish uyg'otadi.

Adabiyotlarda ILlar vosita sifatida ishlatiladigan ko'plab kimyoviy reaktsiyalar haqida xabar beriladi. Bunday reaksiyalarga kreking, gidrogenlanish, izomerlanish, dimerlanish, oligomerlanish va boshqalar kiradi.Ma'lumki, bir qator katalitik tizimlarda qo'llaniladigan ILlar odatdagi erituvchilarga qaraganda ko'proq faollik, selektivlik va barqarorlikni namoyon qiladi. Ular ko'pincha yaxshi hosil beradi, reaksiya mahsulotlarini yuqori tanlab taqsimlanadi va ba'zi hollarda tezroq jarayon kinetikasini ta'minlaydi. ILdagi reaktsiyalar ham ko'proq davom etadi past bosimlar va harorat an'anaviy reaktsiyalarga qaraganda, bu energiya va kapital xarajatlarni sezilarli darajada kamaytirishga olib keladi.

OLEFIN VA DIENNI AYLANISHNING KATALITIK JARAYONLARIDA ION SUYUQLARI.

ILdagi olefinlar va dienlarning dimerizatsiyasi, oligomerizatsiyasi, alkillanishi va metatezlanishining katalitik jarayonlari ularni yanada qimmatli olefinlarga va boshqa mahsulotlarga aylantirish uchun yangi imkoniyatlar ochadi. Ushbu bir hil katalitik jarayonlarda erituvchining roli monomerlar, ligandlar va katalizatorlarning molekulalarini ular bilan o'zaro ta'sir qilmasdan va bo'sh koordinatsion markaz uchun monomerlar bilan raqobatlashmasdan eritish va barqarorlashtirishdan iborat.

Erituvchi sifatida ILlar o'zlarining zaif koordinatsiya qobiliyati bilan ajralib turadi, bu katalitik kompleksga nisbatan anionning tabiatiga bog'liq. Nukleofilligi past bo'lgan ILlar metallning elektrofil markazida muvofiqlashtirish uchun organik molekula bilan raqobatlashmaydi. Ba'zi hollarda, ularning roli oddiy metallorganik kompleks katalizatori ("zararsiz" erituvchi sifatida) yoki kokatalizator sifatida (masalan, xloroalyuminat yoki xlorostannat ILlarida) uchun qutbli, zaif muvofiqlashtiruvchi muhitni ta'minlashdan iborat. Eslatma-

to'g'ridan-to'g'ri erituvchi, birgalikda erituvchi va katalizator sifatida ishlaydi.

Ma'lumki, ko'pchilik ILlar ko'plab olefinlar bilan ikki fazali aralashmalar hosil qiladi va bu tizimlar bir hil va geterogen katalizning barcha afzalliklariga ega (masalan, yumshoq jarayon sharoitlari, bir hil katalizatorlarga xos bo'lgan yuqori samaradorlik / selektivlik nisbati, reaktsiya mahsulotlarini oson ajratish. , geterogen katalizatorlarning optimal iste'moli).

Hozirgi vaqtda ILda eng ko'p o'rganilgan reaktsiya nikel birikmalari bilan katalizlangan quyi olefinlarning xloralyuminat turidagi erituvchi yordamida dimerizatsiyasi hisoblanadi.

Frantsiya neft instituti (FIN) 1-bu-ga asoslangan xloralyuminat ILda propilen dimerizatsiyasining katalitik jarayonini ishlab chiqdi.

til-3-metilimidazolium xlorid (bmimCl) - deb ataladi. nikel jarayoni. Katalizator L2NiCl2 (L = Ph3P yoki piridin) bilan birgalikda EtAlCl2 (bmimCI/AlQ3/EtAlQ2 = 1/1,2/0,25) va faol katalitikdan iborat.

nikel (II) + AlCl ning ionli kompleksi - kislotali alkil xloroalyuminat ILlarida L2NiCl2 ning EtAlCl2 bilan alkillanishi natijasida in situ hosil bo'ladi. Ikkinchisi ionli metall komplekslarining dissotsiatsiyasiga yordam berganligi sababli, ular ushbu reaktsiyaga foydali ta'sir ko'rsatadi deb taxmin qilingan. 5 ° C da va atmosfera bosimi jarayon unumdorligi ~ 250 kg dimer/g Ni gacha etadi, bu esa ancha yuqori

Maqolani qo'shimcha o'qish uchun siz to'liq matnni sotib olishingiz kerak ELISEEV O.L., LAPIDUS A.L. - 2010 yil

D. G. Loginov, V. V. Nikeshin

IONLI SUYUKLARNING KIMYO SANOATIDA QO'LLANILIShI.

Kalit so'zlar: ionli suyuqliklar, erituvchi, katalizator.

Ionli suyuqliklarning turlari, asosiy xossalari, olish usullari va kimyoviy texnologiyalarda qo'llanilishining asosiy sohalari ko'rib chiqiladi.

Kalit so'zlar: ionli suyuqlik erituvchi, katalizator.

Ionli suyuqliklarning turlari, asosiy xossalari, olish usullari va kimyoviy texnologiyalarda qo'llanilishi.

Ma'lum bo'lgan katalizatorlarning keng doirasi mavjudligiga qaramay, kimyoviy muhandislik va organik sintez doimo yangi, samaraliroq va ekologik jihatdan maqbul katalizatorlarga muhtoj.

reaksiya muhiti va erituvchilar. Da

Asosiy va nozik organik sintezning sanoat jarayonlarini rivojlantirish va takomillashtirish, shuningdek, neft kimyosida yuqori energiya xarajatlari va atrof-muhitning ifloslanishi bilan bog'liq mavjud iqtisodiy va ekologik muammolarni hal qilishda yangi yondashuvlarni talab qiladi. Zamonaviy

organik sintezda erituvchi sifatida ishlatiladigan uchuvchan organik birikmalarni almashtirish muammosini hal qilish yondashuvi ionli suyuqliklardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Yangi reaksiya vositasi sifatida ionli suyuqliklardan foydalanish emissiya muammosini hal qilishi mumkin

erituvchilar va qimmat katalizatorlarni qayta ishlatish.

"Ionli suyuqliklar" atamasi

100 ° C dan past haroratlarda suyuqlik bo'lgan va organik kationlardan tashkil topgan moddalar, masalan, 1,3-dialkilimidazolium, N-

alkilpiridinyum, tetrakilammoniy,

tetraalkilfosfoniy, trialkilsulfoniy va turli anionlar: 01", [BP4]", [PP6]", [$LP6]", CF3SO3", [(CF3SO2) 2N]", POB3", RSO3", Ar0O3", CP3CO2", CH3CO2 ", NOO3", [A12C17]".

Anionning tabiati ionli suyuqliklarning xossalariga - erish nuqtasiga, issiqlik va elektrokimyoviy barqarorlikka va yopishqoqlikka katta ta'sir ko'rsatadi. Ionli suyuqliklarning qutbliligi, shuningdek, gidrofilligi yoki hidrofobikligi kation/anion juftligini mos tanlash orqali optimallashtirilishi mumkin va har bir yangi anion va kation ionli suyuqliklarning xususiyatlarini o'zgartirish uchun qo'shimcha imkoniyatlarni beradi.

Ionli suyuqliklarga e'tiborning ortishi quyidagi o'ziga xos xususiyatlarning mavjudligi bilan bog'liq:

1. Suyuqlik holatining keng diapazoni (> 300 °C) va past erish nuqtalari (Tmelt)< 100 °С).

2. Yuqori elektr o'tkazuvchanligi.

3. Yaxshi erituvchi kuch

turli noorganik, organometalik va organiklarga nisbatan

tabiiy va sintetik kelib chiqadigan birikmalar va polimerlar.

4. Katalitik faollik, organik reaksiyalarning selektivligi va maqsadli mahsulot unumining oshishiga olib keladi.

5. Uchmaydigan, qayta foydalanish mumkin.

6. Yonuvchanlik, portlash xavfi yo'qligi, toksik emasligi va buning natijasida atrof-muhitga zararli ta'sirning yo'qligi.

7. Kerakli xossalarga ega bo'lgan ionli suyuqliklarni yo'naltirilgan sintezida cheksiz imkoniyatlar.

3 va 4 sifatlar polimer sintezida ionli erituvchilarni ayniqsa jozibador qiladi.

Ionli suyuqliklar kimyoviy tadqiqotlar, ulardan kataliz, organik sintez va boshqa sohalarda, shu jumladan biokimyoviy jarayonlarda foydalanish uchun noyob ob'ektlardir. Adabiyotda tasvirlangan ionli suyuqliklar soni hozirda juda katta (300 ga yaqin). Potentsial jihatdan ionli suyuqliklar soni deyarli cheksizdir va faqat tegishli organik molekulalar (kationik turlar) va noorganik, organik va

metall kompleks anionlari. Turli hisob-kitoblarga ko'ra, bunday ionli suyuqliklardagi kationlar va anionlarning mumkin bo'lgan birikmalari soni 1018 taga yetishi mumkin. 1-rasmda adabiyotda tasvirlangan eng ko'p o'rganilgan ion suyuqliklari ko'rsatilgan.

Pishirish usullari juda oddiy va ularni osongina kattalashtirish mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan uchta asosiy sintez usuli mavjud:

Kumush tuzi o'rtasidagi almashinuv reaktsiyasi

zarur anion B" va kerakli kation A + bo'lgan halogen hosilasi: Ad + B "+ A + Na1" ^

A+B" + AdHa1

Kvarterizatsiya reaktsiyasi N

metall galogenidli alkil halid hosilasi: \u003d N + - A1kNa1 "+ MNa1p ^ N+ - A1kMNa1" n + 1

Ion almashinadigan qatronlar yoki gillarda ion almashinish reaksiyalari.

Guruch. 1 - ionli suyuqliklar

^ = H, alkil, aril, hetaril, allil va boshqalar, shu jumladan funktsional guruhlar, x = 1-4, m=2, 3. X- = ^4]", ^6]", ^6]" . AI4]-, [AGS^]-, [A12C17]-, [A13C1yu]-, (CF3SO2)2N-, [B^]-, -, [Me(C0)n]- va boshqalar)

Ionli suyuqliklarni sintez qilishning yana bir amaliy muhim yo'nalishi ularni bevosita reaktorda tayyorlashdir. Bunday holda, kimyoviy jarayon yoki katalitik reaksiya boshlanishidan oldin tegishli M-alkil galogenid va metall galogenid reaktorda aralashtiriladi va ionli suyuqlik hosil bo'ladi. Ko'pincha ionli suyuqliklar alyuminiy xloridning organik xloridlar bilan aralashmasi asosida tayyorlanadi. Ikki qattiq moddalar aralashtirilganda, ekzotermik

reaksiya va -90 °C gacha erish nuqtalari bilan evtektik aralashmalar hosil bo'ladi. Bu, qoida tariqasida, shaffof rangsiz yoki sariq-jigarrang suyuqlikdir (rang ionli suyuqlikni tayyorlash jarayonida aralashmalar mavjudligi va reaktsiya massasining mahalliy qizib ketishi bilan bog'liq).

Ionli suyuqliklar xossalarining xilma-xilligi va o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqib, kataliz va organik sintez uchun juda jozibador ekanligi isbotlangan. Ionli suyuqliklarning "ekologik tozaligi" ga kelsak, keyingi tadqiqotlarda ko'p narsa qayta ko'rib chiqilishi kerak va bo'ladi, garchi umuman olganda, ularning qayta ishlanishi, yonmaydiganligi va past to'yingan bug' bosimiga ega bo'lishi ularni "yashil" ning to'liq ishtirokchisiga aylantiradi. "kimyo, hatto samaradorlik va selektivlikdagi yutuqlarni hisobga olmagan holda, misollar sharhda keltirilgan. Shubhasiz, yuqori narxlari tufayli ionli suyuqliklar qo'shimcha afzalliklar topilmasa, keng ko'lamli jarayonlarda keng qo'llanilishi dargumon.

heterojen tizimlar. Shu bilan birga, past tonnajli kimyo, birinchi navbatda, metall kompleks kataliz, ulardan foydalanish uchun unumdor sohaga aylanishi mumkin, shuningdek, umuman elektrokimyo va xususan elektrokataliz.

Adabiyot

1. A.F. Yagfarova, A.R. Gabdrahmanova, L.R. Miniboeva, I.N. Musin, Vestnik Qozon. texnologiya. un-ta, 15, 13, 192-196(2012)

2. A.R. Gabdrahmonov, A.F. Yagfarova, L.R. Miniboev,

A.V. Klinov, Vestnik Qozon. texnologiya. Univ., 15, 13, 6366 (2012).

© D. G. Loginov - kafedra magistri. KNRTU kimyoviy texnologiyasi jarayonlari va qurilmalari, [elektron pochta himoyalangan];

V. V. Nikeshin - t.f.n. texnologiya. fanlar, ved. dastur. kafe KNRTU kimyoviy texnologiyasi jarayonlari va qurilmalari, [elektron pochta himoyalangan]

Ionli suyuqliklar yashil kimyo tamoyillariga mos keladigan "yashil erituvchilar" deb ataladigan moddalarga tegishli. Ba'zi ionli suyuqliklar, masalan, 1-butil-3-metilimidazolium xlorid, tsellyuloza uchun nisbatan samarali erituvchilardir. Klassik erituvchilarda bu jarayon faqat juda og'ir sharoitlarda sodir bo'ladi.

Hikoya

Birinchi nashr 1888 yilda paydo bo'lgan. Gabriel unda erish nuqtasi 52-55 ° C bo'lgan etanol ammoniy selitrasi haqida xabar berdi. 1914 yilda Pol Valden erish nuqtasi xona haroratidan past bo'lgan birinchi ionli suyuqlikni oldi: etilamonium nitrat + -, erish nuqtasi 12 ° C. Shundan so'ng, ionli suyuqliklar bir muncha vaqt unutildi va faqat laboratoriya qiziqishi deb hisoblandi. 1951 yilda Xarli xloroalyuminatlardan ionli suyuqliklarni oldi, u alyuminiy elektrodepozitsiyasi uchun foydalandi. 1963 yilda Yoke mis (I) xloridning alkilammoniy xloridlari bilan aralashmasi ko'pincha suyuq bo'lganligini xabar qildi. 1967 yilda Swain elektrokimyoviy reaktsiyalar kinetikasini o'rganish uchun tetra-n-geksilammoniy benzoatdan foydalangan. 1970 yildan 1980 yilgacha bo'lgan davrda xloroalyuminatlar o'tish metall komplekslarini spektro va elektrokimyoviy tadqiqotlar uchun ishlatilgan. 1981 yilda birinchi marta ular Friedel-Crafts reaktsiyasini amalga oshirish uchun bir vaqtning o'zida erituvchi va katalizator sifatida ishlatilgan. 1990 yilda Nobel mukofoti laureati Iv Shovin ikki fazali kataliz uchun ionli suyuqliklarni qo'llagan. Xuddi shu yili Österjong Ziegler-Natta katalizatori bilan etilenni polimerlash uchun ionli suyuqliklardan foydalangan. Uilks va Zavorotko akkumulyatorlar uchun yangi elektrolitlar izlash ustida ish olib borganlarida, 1992 yilda tadqiqotda yutuq paydo bo'ldi, ular havo va namlikka chidamli birinchi ionli suyuqliklar - anionlar - va MeCO 2 - bilan imidazolium tuzlarini ishlab chiqarish haqida xabar berishdi. Shundan so'ng ionli suyuqliklarni faol o'rganish boshlandi. Nashr etilgan maqola va kitoblar soni muttasil ortib bormoqda. 2002 yilda 500 dan ortiq nashrlar yozilgan bo'lsa, 2006 yilda deyarli 2000. Kimyoviy sotuvchi kompaniyalar hozirda savdoda mavjud bo'lgan ionli suyuqliklarning katta tanlovini taklif qilmoqdalar. 2009 yilda AQSh Energetika vazirligi (DOE) Arizonada joylashgan Fluidic Energy startapiga litiy-ionli batareyalarga qaraganda kattaroq o'ziga xos quvvatga ega bardoshli metall-havo batareyalarining prototiplarini yaratish uchun 5,13 million dollar grant ajratdi. Elektrolitlar rolini suvli eritma emas, balki ionli suyuqlik o'ynashi kerak. Shunga ko'ra, yangi turdagi akkumulyator metall havo ionli suyuqlik batareyasi deb nomlandi.

Xususiyatlari

Jismoniy xususiyatlar

Ion suyuqliklari qattiq holat oq yoki sarg'ish rangdagi kukunlar yoki mumsimon moddalardir. DA suyuqlik holati rangsiz yoki sarg'ish tusli, bu oz miqdordagi aralashmalar bilan bog'liq. Ionli suyuqliklarning xarakterli xususiyatlaridan biri ularning yuqori yopishqoqligi bo'lib, ular bilan ishlashni qiyinlashtiradi. Ionli suyuqliklarning asosiy xarakteristikasi kristallanishni murakkablashtiradigan strukturaning sterik to'siqlari tufayli past erish nuqtasidir. Masalan, 1-etil-3-metilimidazolium disiyanamid, , Tm = -21 ° C da eriydi, piridiniy xlorid, Cl, Tm = 144,5 ° C da eriydi, lekin 1-butil-3,5-dimetilpiridinyum bromid, [ N-butil-3,5-dimetil-Py]Br, faqat Tg = -24 ° C dan past bo'lgan shishaga aylanadi.

Tasniflash

Qabul qilish va tozalash

Ionli suyuqliklarning sintezi ikki bosqichga qisqartirilishi mumkin: kation hosil bo'lishi va anion almashinuvi (kerak bo'lganda). Ko'pincha, kation halid tuzi sifatida sotiladi va u faqat kerakli ionli suyuqlikni olish uchun anionni almashtirish uchun qoladi.

Kvarterizatsiya reaktsiyalari

Kationning hosil bo'lishi kislota bilan reaksiyaga kirishish yoki amin, fosfin yoki sulfidni kvaternizatsiya qilish orqali amalga oshirilishi mumkin. Ikkinchisini amalga oshirish uchun ko'pincha haloalkanlar yoki dialkil sulfatlar qo'llaniladi. Kvarternizatsiya reaktsiyasi juda oddiy - asl amin (yoki fosfin) kerakli alkillashtiruvchi vosita bilan aralashtiriladi, aralashtirish bilan isitiladi, aksariyat hollarda erituvchisiz. Reaktsiya vaqti va isitish harorati haloalkanga bog'liq. Reaktivlik xlordan yodgacha ortadi. Ftor hosilalarini bu usulda olish mumkin emas.

Anion almashinish reaksiyalari

Ikki toifaga bo'linishi mumkin: halid tuzlarining Lyuis kislotalari bilan to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyasi va anionlarning metatezasi (almashinishi). Ionli suyuqliklarni Lyuis kislotasi (ko'pincha AlCl 3) galogenid tuzi bilan reaksiyaga kirishish orqali olish tadqiqotning dastlabki bosqichlarida dominant usul bo'lgan.
Masalan, etilmetilimidazoliy xloridning alyuminiy xlorid (Lyuis kislotasi) bilan reaksiyasi natijasida ionli suyuqlik olish reaksiyasi:
+ Cl - + AlCl 3 → + AlCl 4 -
Tuz metatezasi reaktsiyasining ma'nosi turli xil fizik xususiyatlariga ko'ra osongina ajratilishi mumkin bo'lgan yangi tuzlar juftligini hosil qilishdir. Masalan, ionli suyuqlikni suv bilan yuvish (faqat suv bilan aralashmaydigan ionli suyuqliklar uchun) oson ajratilishi mumkin bo'lgan kumush galogenidlarini (cho'kma hosil qiladigan) yoki kislotalarni olish. Masalan, etilmetilimidazoliy xloridning geksaftorfosfor kislotasi bilan reaksiyasi.
+ Cl - + HPF 6 → + PF 6 - + HCl
Reaktsiya natijasida suv bilan aralashmaydigan ionli suyuqlik hosil bo'ladi va qo'shimcha mahsulot - xlorid kislota suvda erigan holda qoladi.

Sanoatda kvitansiya

Laboratoriyada ionli suyuqliklarni olish qulayligiga qaramay, barcha usullarni qo'llash mumkin emas sanoat miqyosi uning narxi tufayli. Ionli suyuqliklar "yashil erituvchilar" sifatida sotiladi, lekin ular ishlab chiqarishda ko'pincha ionli suyuqliklardan halogenlarni olib tashlash uchun ko'p miqdorda organik erituvchilardan foydalanadilar. Katta hajmdagi sintezlarga o'tishda bu kamchiliklarning barchasini bartaraf etish kerak. Masalan, Solvent Innovation ECOENG 212 savdo nomini olgan tonnalab ionli suyuqlikni taklif qildi, patentladi va ishlab chiqaradi. U yashil kimyoning barcha talablariga javob beradi: u zaharli emas, u atrof-muhitga chiqarilganda parchalanishi mumkin, shunday qiladi. tarkibida halogen aralashmalar mavjud emas va uni ishlab chiqarishda erituvchilar ishlatilmaydi va etil spirti yagona qo'shimcha mahsulotdir.

tozalash

Ionli suyuqliklarni distillash orqali tozalash mumkin emasligi sababli (ularning to'yingan bug' bosimi deyarli nolga teng), amalda ionli suyuqlik olinadigan boshlang'ich birikmalar tozalanadi. Nazariy jihatdan, ionli suyuqlikdan har qanday organik aralashmalarni haydab chiqarish mumkin, chunki ularning ko'plari juda yuqori haroratlarda isitishga chidamli: ular 400 ° C gacha parchalanmaydi. Bundan tashqari, ionli suyuqliklarni faollashtirilgan uglerod bilan tozalash, keyin esa qisqa neytral alumina ustuni orqali filtrlash mumkin. Suv past bosim ostida bir necha soat davomida 60 ° C gacha qizdirilganda distillanadi. Sanoatda ionli suyuqliklarni qayta ishlatish uchun tozalash qobiliyati ikkinchisining yuqori narxi tufayli katta ahamiyatga ega. Samaradorlik yomondan juda yaxshigacha o'zgaradi. Har xil innovatsion usullar. Masalan, o'ta kritik CO 2 yoki membrana texnikasi bilan mahsulotlarni olish. Bundan tashqari, korxonalarga bir martalik foydalanish uchun ionli suyuqliklarni lizingga berish yo'nalishi istiqbolli ko'rinadi. Shunday qilib, bir firma boshqasiga hal qiluvchi etkazib beradi va tozalaydi, bu hal qiluvchini qayta ishlatish orqali pulni tejash imkonini beradi.

Shuningdek qarang

Manbalar

1. LISAni eslang (noaniq) . geektimes.ru. 2016-yil 15-fevralda olindi.
2. Ignatyev, Igor; Charli Van Doorsler, Paskal G.N. Mertens, Koen Binnemans, Dirk. E. de Vos. Ion suyuqliklarida tsellyulozadan glyukoza esterlarining sintezi (inglizcha) // Holzforschung: jurnal. - 2011. - jild. 66, yo'q. to'rtta. - B. 417-425. - DOI: 10.1515/hf.2011.161.
3. S. Gabriel, J. Vayner. Ueber einige Abkömmlinge des Propylamins (Nemis) // Chemische Berichte (inglizcha) rus: do'kon. - 1888. - Bd. 21, yo'q. 2. - S. 2669-2679. - DOI: 10.1002/cber.18880210288.
4. P. Valden,. Bir nechta eritilgan tuzlarning molekulyar og'irliklari va elektr o'tkazuvchanligi. (inglizcha) // Buqa. akad. fan. : jurnal. - 1914. - B. 405-422.
5. Frank. H. Hurley, Tomas P. Wier Jr. Eritilgan to'rtlamchi ammoniy tuzlaridan metallarning elektrodepozitsiyasi. (Ingliz tili) // Elektrokimyoviy jamiyat jurnali (inglizcha) rus: jurnal. - 1951. - jild. 98 . - 203-206-betlar.
6. Bo'yinturuq, Jon T., Vayss, Jozef F.; Tollin, Gordon. Trietilaminning mis (I) va mis (II) galogenidlari bilan reaksiyalari. (Ingliz tili) // Noorganik kimyo: jurnal. - 1963. - jild. 2(6) . - B. 1209-1216.
7. Shovin, Iv; Gilbert, Bernard; Gibar, Izabel. Organokloralyuminat erigan tuzlarda nikel komplekslari bilan alkenlarning katalitik dimerizatsiyasi. (Ingliz tili) // Kimyoviy aloqalar (inglizcha) rus: jurnal. - 1990. - jild. 23. - B. 1715-1716.