Характеристика ионных жидкостей, их свойства. Методы получения ионных жидкостей. Тонкий органический синтез как промышленное производство органических веществ сложного строения. История прогресса в органическом синтезе. Метод иммобилизации ферментов.
Аннотация к работе
Несмотря на существование широкого набора известных катализаторов, химическая технология и органический синтез постоянно нуждаются в новых, более эффективных и экологически приемлемых катализаторах, реакционных средах и растворителях. При разработке и усовершенствовании промышленных процессов основного и тонкого органического синтеза, так же как и в нефтехимии, необходимы новые подходы к решению существующих экономических и экологических проблем, связанных с большими энергетическими затратами и загрязнением окружающей среды.Термин «ионные жидкости» означает вещества, которые являются жидкостями при температуре ниже 100°С и состоят из органических катионов, например, 1,3-диалкилимидазолия, N-алкилпиридиния, тетралкиламмония, тетраалкилфосфония, триалкилсульфония и разнообразных анионов: Cl-, [BF4]-, [PF6]-, [ЅBF6]-, CF3ЅО3-, [(CF3ЅО2)2N]-, ROSO3-, RЅО3-, АRЅО3-, CF3СО2-, СН3СО2-, NO3-, [А12С17]-.Повышенное внимание к ионным жидкостям обусловлено наличием у них следующих специфических свойств: 1. Хорошая растворяющая способность по отношению к разнообразным неорганическим, металлоорганическим и органическим соединениям и полимерам [1] природного и синтетического происхождения. Каталитическая активность, обуславливающая повышение селективности [2] органических реакций и выхода целевого продукта.Потенциально количество ионных жидкостей практически безгранично и лимитируется лишь доступностью подходящих органических молекул (катионные частицы) и неорганических, органических и металлокомплексных анионов.Наиболее употребительны три основных метода синтеза: - реакция обмена между солью серебра, содержащей необходимый анион В-, и галогенопроизводным с необходимым катионом В этом случае соответствующий N-алкил галогенид и галогенид металла смешиваются в реакторе, и ионная жидкость образуется непосредственно перед запуском химического процесса или каталитической реакции. Наиболее часто ионные жидкости готовят на основе смеси хлорида алюминия с органическими хлоридами. Это, как правило, прозрачная бесцветная или желто-коричневая жидкость (цвет обусловлен наличием примесей и локальными перегревами реакционной массы в процессе приготовления ионной жидкости). Ионные жидкости, благодаря многообразию и особенностям своих свойств, оказались весьма привлекательными для катализа и органического синтеза.Для тонкого органического синтеза характерны многостадийность, трудности при масштабном переходе и сравнительно высокие удельные энерго-и трудозатраты, обусловленные зачастую низким съемом продукции с единицы объема реакторов, значительным количеством отходов, сложностью решения экологических вопросов и др.Прогресс в промышленности органического синтеза в значительной степени зависит от разработки новых реакций. Альдер), состоящая в присоединении веществ, содержащих двойную или тройную связь (диенофилов) в 1,4-положении к сопряженным диеновым системам с образованием шестичленных циклов: Рисунок 1 - Схема рекции диенового синтезаРазвитию синтеза олефинов способствовала разработка реагентов, иммобилизованных на полимерных носителях. При этом второй реагент находится в растворе. Реакция протекает таким образом, что продукт остается на полимере и легко отделяется фильтрованием и промывкой от избытка второго реагента и побочных продуктов.Новым этапом в развитии тонкого органического синтеза явилось использование так называемого межфазного катализа, когда в реакционную смесь добавляют специальные вещества - катализаторы межфазного переноса (аммониевые, фосфониевые соли, краун-эфиры). Эти вещества способствуют переносу, например, анионов из водной или твердой фазы в органическую фазу, где они вступают в реакцию.Ионные жидкости играют очень большую роль в упрощении технологий тонкого органического синтеза.
План
Содержание
Введение
1. Ионная жидкость
1.1 Характеристика ионных жидкостей
1.2 Свойства ионных жидкостей
1.3 Ионные жидкости в науке
1.4 Методы получения ионных жидкостей
2. Тонкий органический синтез
2.1 Характеристика ТОС
2.2 История прогресса в органическом синтезе
2.3 Метод иммобилизации ферментов
2.4 Метод межфазного катализатора
Заключение
Список использованных источников
Введение
Несмотря на существование широкого набора известных катализаторов, химическая технология и органический синтез постоянно нуждаются в новых, более эффективных и экологически приемлемых катализаторах, реакционных средах и растворителях. При разработке и усовершенствовании промышленных процессов основного и тонкого органического синтеза, так же как и в нефтехимии, необходимы новые подходы к решению существующих экономических и экологических проблем, связанных с большими энергетическими затратами и загрязнением окружающей среды. Современный подход к решению проблемы замены летучих органических соединений, используемых в качестве растворителей в органическом синтезе, включает применение ионных жидкостей. Использование ионных жидкостей в качестве новых реакционных сред может решить проблему эмиссии растворителей и повторного использования дорогостоящих катализаторов.
Тонкий органический синтез (ТОС) - это огромное число химических соединений: лекарственных препаратов, красителей, химических добавок, пестицидов, ПАВ, специальных полимерных материалов, синтетических ферментов и т. д. К тому же, как правило, получение каждого продукта тонкого органического синтеза - сложный многостадийный процесс. Именно тонкие превращения в большинстве технологических процессов, большое количество переходов в продвижении к целевому веществу характеризуют специфику этой подотрасли органической химии, а не масштабы производств.
Вывод
ионный жидкость органический синтез
На данный момент изучение ионных жидкостей и их свойсв является весьма перспективной и очень важной отраслью в мировой науке. Особенно занимательной является область взаимодействия ионных жидкостей с различными веществами, с дальнейшим получением новых веществ.
Ионные жидкости играют очень большую роль в упрощении технологий тонкого органического синтеза. Так как ТОС является трудоемким процессом, научное сообщество заинтересованно в изобретении новых катализаторов, таковыми могут стать ионные жидкости.