Metode industriale de obținere a Editului
Metode învechite Editați
Punct de vedere istoric o primă metodă de sinteză de anhidridă acetică a fost bazată pe conversia de acetat de sodiu, CH3 COONa în clorură de acetil CH3COCI sub acțiunea unei cloruri anorganice (clorura tipic tionil SOCI2. Clorură de sulfuril SO2 Cl2 sau clorura de fosforil, POCl3). În a doua etapă clorura de acetil format reacționează cu un exces de acetat de sodiu pentru a forma anhidrida acetică.
Într-o altă abordare, acidul acetic a fost transformat în anhidridă acetică prin fosgen în prezența clorurii de aluminiu.
Anterior s-au folosit și alte metode, de exemplu, descompunerea diacetatului de etiliden în acetaldehidă și anhidrida acetică în prezența catalizatorilor acide. și reacția catalitică a acetatului de vinii cu acidul acetic. În prezent, aceste procese nu sunt utilizate în industrie. Principalele metode de producție sunt reacția ketenului cu acidul acetic, oxidarea aldehidei acetice și carbonilarea acetatului de metil.
Noțiuni de bază de la editarea ketene
Această metodă de sinteză constă în două etape: descompunerea termică a acidului acetic la keten și reacția ketenului cu acidul acetic. Prima etapă se desfășoară în faza gazoasă la o temperatură de 700-750 ° C în prezența unor cantități de fosfat de trietil. Ca reactor se utilizează bobine de aliaje refractare din oțel (Sicromal, 25% Cr, 20% Ni, 2% Si). A fost de asemenea dezvoltată o metodă de obținere a ketenului prin descompunerea acetonului. Cu toate acestea, această metodă nu are semnificație industrială.
Ketenul rezultat este apoi absorbit de acidul acetic glacial, rezultând în anhidrida acetică brută, care este supusă distilării fracționare. Atunci când mai multe fracțiuni distilate au fost colectate: prevesti (1%, compus din acid acetic și impuritățile mai ușoare, cum ar fi acetona și metil acetat), fracția I (
10%, un amestec de acid acetic și anhidridă acetică) și anhidridă pură. Puritatea anhidridei acetice obținută în acest mod nu depășește 99% (restul este acidul acetic), deoarece descompunerea parțială a produsului se produce în timpul distilării.
Sinteza anhidridei acetice din ketene este folosită de multe companii. Pentru a obține 100 kg de anhidridă acetică, sunt necesare 122 kg de acid acetic. Metoda nu creează probleme grave de mediu: gazele produse secundar sunt arse în cuptor și asigură temperatura necesară pentru prima etapă; Problema canalizării este absentă.
Oxidarea aldehidei acetice Editați
Anhidrida acetică poate fi obținută prin oxidarea în fază lichidă a acetaldehidei în aer, cu formarea acidului peracetic în prima etapă. care reacționează în continuare cu a doua moleculă de acetaldehidă, formând anhidridă acetică.
Esențial pentru acest proces este îndepărtarea rapidă a apei din amestecul de reacție și utilizarea unui catalizator adecvat. Un amestec de anhidridă acetică și acid acetic este întotdeauna format în reacție; Acesta din urmă este format ca rezultat al descompunerii produsului dorit cu apă. Deoarece hidroliza se desfășoară în mare măsură la o temperatură mai mare de 60 ° C, procesul este realizat între 40 ° C și 60 ° C. Ca catalizatori se utilizează acetați de mangan. cupru. cobalt. nichel sau săruri de cupru ale acizilor grași.
Reacția este exotermă. prin urmare, necesită o răcire eficientă. Principala metodă de răcire este adăugarea de solvenți cu punct de fierbere scăzut, de obicei, acetat de metil sau acetat de etil, la amestecul de reacție. Pe lângă funcția de eliminare a căldurii, acești solvenți permit ca apa să fie scoasă din amestec, deoarece se fierbe ca amestec azeotropic cu apă.
În practică, un amestec de acetaldehidă și acetat de etil (1: 2), care este oxidat cu aer prin adăugarea de 0,05-0,1% acetat de cobalt și acetat de cupru (1: 2) la 40 ° C Raportul de anhidridă acetică și acid acetic în produs a fost de 56:44, în timp ce în oxidarea în absența acetat de etil - 20:80 numai.
Carbonilarea acetatului de metil
Dezavantajul descompunerii termice a acidului acetic la keten este necesitatea unor costuri semnificative de energie. În plus, procesele bazate pe utilizarea gazului de sinteză sunt utile din punct de vedere industrial. care, la rândul său, derivă din metan. Un exemplu este producția comercială de acid acetic din metanol. dezvoltat de compania [en] Monsanto.
În 1973, Halcon (Halcon) a brevetat o metodă de carbonilare a acetatului de metil în prezența unui catalizator de rodiu pentru a produce anhidrida acetică. Procedeul se desfășoară în faza lichidă la o temperatură de 160-190 ° C și o presiune parțială a monoxidului de carbon (II) CO de 2-5 MPa. Materia primă utilizată este acetat de metil, format ca produs secundar în producerea de acid acetic din metanol și CO. Produsul brut a fost distilat pentru a se obține anhidridă acetică cu puritate 99%. Prima instalație care folosește acest proces a câștigat în 1983.
Metode de laborator pentru obținerea editării
Curățarea în laborator Edit href = Edit
Anhidrida acetică a unei purificări suficiente poate fi obținută de obicei prin distilare cu un condensator de reflux eficient. Impuritățile acidului acetic sunt îndepărtate prin fierbere cu carbură de calciu CaC2 sau prin încălzirea cu așchii de magneziu (80-90 ° C, 5 zile). Deshidratarea anhidridei acetice se efectuează pe firul de sodiu timp de o săptămână. De asemenea, anhidrida acetică poate fi purificată prin distilare azeotropă cu toluen. O metodă de curățare rapidă este de a agita anhidrida acetică cu P2O5. apoi cu carbonat de potasiu și distilare fracționată.
Anhidrida acetică este un lichid transparent, incolor, cu miros ascuțit. Este solubil în benzen. dietil eter. etanol. cloroform. acid acetic. tetrahidrofuran. limitată - în apă rece. Când se dizolvă în apă și alcooli, are loc o descompunere lentă, care este accelerată prin încălzire.
Anhidrida acetică este adesea utilizată în reacțiile de acilare (în acest caz, acetilarea), în care intră o mare varietate de compuși.
- În particular, alcoolii intră în reacție cu anhidrida acetică. în timp ce acidul acetic este eliberat și catalizatorii sunt baze (de exemplu, acetat de sodiu) și acizi tari.
- În reacția de acilare, se introduc și amine. iar pentru ei această reacție are loc mai repede decât pentru alcool. Anilinele pot fi de asemenea acetilate: de obicei, această reacție este utilizată pentru protejarea grupării amino. legate de ciclul aromatic din oxidare.
- Anhidrida acetică este utilizată pentru acilarea hidrocarburilor aromatice prin reacția Friedel-Crafts. de exemplu, în reacția benzenului cu anhidrida acetică în prezența unui catalizator, se formează acetofenona.
- Reacțiile acetice se supun, de asemenea, acizilor anorganici. Astfel, interacțiunea anhidridei acetice cu acidul azotic produce acetil nitrat, un reactiv de nitrare găsit în sinteza organică fină. De asemenea, esterii amestecați cu anhidrida acetică dau acid sulfuric. acizi sulfonici și acid clorhidric.
- Oxizii pot fi de asemenea acetilați pentru a forma acetați corespunzători. Diferitele săruri și acetilide reacționează de asemenea cu anhidrida acetică. alcoolați.
- Peroxizii sub acțiunea anhidridă acetică pentru a forma acid peracetic (peroxid de hidrogen) peroxid sau acetil (CH3 CO) 2 O2.
O altă proprietate importantă a anhidridei acetice este capacitatea sa de a lua apă în reacții chimice. Această proprietate este utilizată pe scară largă în sinteza organică, precum și în industria chimică. În particular, anhidrida acetică este utilizată ca agent de îndepărtare a apei în producerea de hexogen. De asemenea, sub acțiunea anhidridei acetice, oximele pierd apă, transformându-se în nitrili. În plus, anhidrida acetică este implicată în multe reacții de ciclizare.
- Spectrometria de masă. Masa ionului molecular al anhidridei acetice este de 102, dar, ca urmare a fragmentării sale, se formează și vârfuri cu m / z. egală cu 43 și 15.
- Spectroscopia RMN. Protonii anhidridei acetice au o deplasare chimică de 2,219 ppm în spectrul 1H RMN (solvent CDCI3). În spectrul RMN 13C, se observă două semnale: la 22,07 ppm pentru atomii de carbon ai grupării metil și la 166,63 ppm pentru atomii de carbon ai grupării carbonil.
- Spectroscopie UV. Absorbția maximă a anhidridei acetice este de 217 nm.
Utilizare industrială Editați
Aproximativ 80% din anhidrida acetică sintetizată în industrie duce la producerea acetatului de celuloză.
Utilizare în sinteza organică
- Utilizat în sinteza organică ca agent de acilare și de îndepărtare a apei.
- Acesta este un precursor în fabricarea de heroină și de alt grup de medicamente opioide, și, prin urmare, cifra de afaceri de anhidridă acetică în Federația Rusă, Belarus, Ucraina și alte câteva țări este limitată prin lege.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: