Her oksidasyon problemi sonunda aynı soruya varır: Molekülünü ne kadar ileri itmek istiyorsunuz ve yolculuk için ne kadar reaktif harcamak istiyorsunuz? Kromik asit keskin bir tutarlılıkla cevap verir. Tek bir işlemde birincil alkolü tamamen karboksilik asite, ikincil alkolü ise temiz bir şekilde ketona dönüştürür. Üretim kimyası sessizce daha hafif, katalitik alternatiflere doğru ilerlerken bile reaktifin hala öğretilmesinin, hala alıntı yapılmasının ve binlerce prosedürde kullanılmasının nedeni tam olarak bu güvenilirliktir.
Bir uygulayıcının klasik krom(VI) rotasına ilişkin görüşü - ne konuda üstün olduğu, sınırlarının nerede ortaya çıktığı ve aynı oksidasyon mantığının artık yenilenebilir monomer kimyasını nasıl şekillendirdiği.
Kromik asit oksidasyonu pratikte yerinde hazırlamanın bir kimyasıdır. Kromik asit (H 2 CRO 4 ) nadiren bu isimle satın alınır. Ucuz krom(VI) kaynaklarından çözelti halinde üretilir ve hangi tarifi seçerseniz seçin aktif türler aynıdır.
Her üç hazırlık da yayınlandı aynı elektrofilik krom(VI) türü . Oksidasyon bir kromat ester üzerinden gerçekleşir: alkol, oksijen kroma bağlanır, ardından karbinol karbonundaki karbon-hidrojen bağı kırılır ve substrat daha yüksek bir oksidasyon durumuna tırmanır. Bu süreçte krom merkezi koyu turuncu kromdan (VI) yeşil kroma (III) iner. Bu zümrüt rengi bir tesadüf değil. işini bitirdiğini bildiren reaktiftir .
Hedef, hidroksil grubunu taşıyan karbon olan karbinol karbona kaç hidrojen atomunun bağlı kaldığına bağlıdır.
| Yüzey | Ürün | Ne olur? |
|---|---|---|
| Birincil alkol | karboksilik asit | Hidratlanan ve daha fazla oksitlenen aldehitten geçer |
| İkincil alkol | Keton | Reaksiyon normal koşullar altında ketonda durur |
| Üçüncül alkol | Tepki yok | Karbinol karbonunda çıkarılabilir hidrojen kalmaz |
| Aldehit | karboksilik asit | Hidratlı form tam olarak birincil alkol gibi davranır |
Sulu kromik asitte aldehit bir durma noktası değildir. Burası bir tutma alanı. Aldehitte durmanın tek temiz yolu suyu uzaklaştırmak ve PCC gibi daha hafif bir krom reaktifi seçmektir.
Bu yapısal mantık basit alkollerin çok ötesine uzanır. Bir molekül iki oksitlenebilir pozisyon taşıyorsa, Güçlü bir krom reaktifi her iki ucu da karboksilik asit seviyesine doğru yönlendirir . Bir tarafında birincil alkol, diğer tarafında aldehit bulunan bir furan halkası üzerine inşa edilmiş biyo bazlı bir platform kimyasalı olan 5-hidroksimetilfurfural'ı (HMF) düşünün. HMF'nin tamamen oksidasyonu, yenilenebilir ambalaj kimyasının merkezi haline gelen diasit monomeri olan 2,5-furandikarboksilik asidi (FDCA) verir.
5-Hidroksimetilfurfural (HMF): Biyo Bazlı Bir Platform Kimyasalı Hem alkol hem de aldehit gruplarına sahip bu biyobazlı furan bileşiği, FDCA'nın temel öncüsüdür ve tartışılan oksidasyon kimyasındaki rolünü vurgulamaktadır. Ürünü Görüntüle → FDCA'ya giden endüstriyel yollar stokiyometrik kroma dayanmaz, ancak tam olarak bu oksidasyon mantığı üzerine inşa edilirler: her iki furanik fonksiyonel grubu da aynı yüksek oksidasyon durumuna itin ve diasiti izole edin. Reaktif değişir; kavram öyle değil.
Tezgahta kromik asit ucuz, güvenilir ve hızlıdır. Pilot tesiste bu, borçların defterine dönüşür. Stokiyometri ilk gerçeklik kontrolüdür: Bir krom(VI) merkezi üç elektron kabul ederken, birincil alkolü karboksilik asite dönüştürmek için iki elektron gerekir. Pratik sonuç şudur: Her üç substrat molekülü için iki eşdeğer krom tüketilir - partiler gramdan kilograma geçtikçe utanç verici derecede hızlı büyüyen ağır metal yükü.
Sonra atık geliyor. Krom(VI) toksiktir ve kanserojen olarak sınıflandırılır. Harcanan karışımlar krom(III)'e indirgenmeli, çökeltilmeli ve tehlikeli atık olarak işlenmelidir. Büyük kaplarda seçiciliğin savunulması da zorlaşıyor: Güçlü ekzotermler ve yerel aşırı oksidasyon, benzilik veya alilik konumlara saldırabilir ve buz banyosu artık 100 litrelik bir reaktörde güvenilir bir arkadaş değildir.
Oksidasyondan türetilen biyobazlı monomer üreticilerinin katalitik alternatifler aramasının nedeni budur. FDCA'ya giden ticari yol, stokiyometrik krom kimyasından ziyade HMF'nin katalitik aerobik oksidasyonuna odaklanır. Reaksiyonun amacı aynıdır ancak oksidan ve atom ekonomisi tamamen farklıdır. Konuya net bir genel bakış FDCA hazırlığı için kimyasal oksidasyon yöntemi alanın klasik krom reaktifinden ne kadar uzaklaştığını gösterir.
2,5-Furandikarboksilik Asit (FDCA): Yenilenebilir Diasit Monomeri HMF'nin tamamen oksitlenmiş ürünü ve tereftalik asitin yerine geçen, ambalajlama ve plastikler için ticari biyo bazlı monomer olarak konumlandırılmış. Ürünü Görüntüle → FDCA'nın kendisi bu oksidasyon dizisinin sonunda ambalaj, elyaf ve mühendislik plastikleri halinde polimerize edilmeyi bekliyor.
Bunların hiçbiri reaktifin yalnızca ders kitaplarına ait olduğu anlamına gelmez. Küçük ölçekli çalışmalar, yöntem doğrulama ve hızın reaktif ekonomisinden daha önemli olduğu reaksiyonlar için kromik asit güvenilir bir seçim olmaya devam etmektedir. Substrat güçlü asidik sulu koşulları tolere ediyorsa, hedef aldehit yerine karboksilik asitse ve parti bir çeker ocak içine sığıyorsa reaksiyon genellikle rafta bulunan cam eşyalarla bir saatten kısa sürede tamamlanır.
Pratik kural, reaktifi ölçeğe ve gerçekten ihtiyacınız olan oksidasyon durumuna göre eşleştirmektir. İkincil bir alkolden ketona mı ihtiyacınız var? Kromik asit bunu temiz bir şekilde sunar. Yakınlarda hassas bir alken varken birincil alkolden gelen aside mi ihtiyacınız var? Alkeni koruyun, sıcaklığı düşük tutun veya nitroksil aracılı veya enzimatik bir yol düşünün.
Reaktifin itibarı kazanılmıştır. Krom(VI) bileşikleri mutajenik ve kanserojendir ve oksidasyonlarda kullanılan asidik çözeltiler özellikle cilt ve gözlere karşı agresiftir. Aşağıdaki kurallar, bu reaksiyonları yürüten herkes için minimum kurallardır.
Kromik asit çözeltileri veya krom(VI) katılarının ciltle temasına asla izin vermeyin. Çeker ocakta çalışın, nitril eldiven giyin ve sıçrama koruması kullanın. Küçük bir dökülme bile ciddi bir kimyasal yanığa neden olabilir.
Harcanan ve fazla oksidanı atılmadan önce sodyum bisülfit veya sodyum metabisülfit ekleyerek söndürün. Bu, kromu(VI) çok daha az tehlikeli olan krom(III)'e indirir ve bu daha sonra düzenlemeye tabi metal atık olarak işlenebilir.
Turuncudan yeşile geçiş görsel göstergenizdir. Karışım beklenen sürenin ötesinde turuncu kalırsa ya substrat yavaştır ya da oksidan yan reaksiyonlar tarafından tüketilmiştir.
Temiz bir oksidasyon kendini gösterir: turuncu reaktif sürekli olarak koyu yeşile boşalır, sıcaklık kontrol altında kalır ve söndürme duman, ısı artışı veya gaz çıkışı yaratmaz.
Cam eşyalardan ve reaktif rafından uzaklaşın. Kromik asitle oksidasyon, lisans müfredatında yer alan bir isimden daha fazlasıdır; oksidasyon durumunun moleküler mimariyi nasıl şekillendirdiğinin çalışan bir gösterimidir. Aynı kavramsal yol (aldehite ve ardından karboksilik asite tırmanan alkol) doğrudan yenilenebilir monomerlerin üretiminden geçer.
HMF etrafında düzenlenen furan platformunda oksidasyon seviyeleri tüm ailenin grameridir. HMF bir alkol ve bir aldehit taşır; FDCA onun tamamen oksitlenmiş diasit formudur; ve diol 2,5-furandiildimetanol (FDM), aynı yapısal iskeletin indirgenmiş ucunu işgal eder. Bu moleküllerin her biri oksidasyon merdiveninde farklı bir pozisyonda bulunur ve her biri farklı alt kimya için değerlidir.
2,5-Furandiildimetanol (FDM): İndirgenmiş Furan Diol HMF'nin hidrojenasyonuyla üretilen, farmasötikler ve polyesterler için yararlı olan, furan oksidasyon merdivenindeki indirgenmiş muadili. Ürünü Görüntüle → Kıdemli kimyager için ders, kromik aside saygıyla yaklaşmak ve onu bilinçli olarak seçmektir: en hızlı ve dürüst yol olduğunda onu kullanın ve ölçek veya hassasiyet daha zarif oksidasyon kimyası gerektirdiğinde onun etrafında tasarım yapın. Endüstri gözlemcisi için aynı tepki, geleceğin furanik yapı taşlarının nesillerdir var olan kimyasal mantıkla bağlantılı olduğunun bir hatırlatıcısıdır. Tek gerçek değişiklik başlangıç malzemesidir - ve bunlar furan platformu molekülleri artık laboratuvar merakı değil; endüstriyel miktarlarda üretilirler.
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
