Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Химия->Дипломная работа
Германий является рассеянным элементом и распространен в природе только в виде соединений в различных минералах Такие минералы встречаются редко и сод...полностью>>
Химия->Реферат
Стронций (Sr) – металл серебристо-белого цвета Минерал, содержащий стронций, был обнаружен в 1787 г близ деревни Стронциан в Шотландии в свинцовой шах...полностью>>
Химия->Реферат
При записи механизма реакции или при выдвижении набора механизмов (набора гипотез о механизмах) необходимо учитывать основные теоретические положения ...полностью>>
Химия->Реферат
Характерной особенностью элементов d-блока является то, что в их атомах последними заполняются орбитали не внешнего слоя (как у s- и p-элементов), а п...полностью>>

Главная > Дипломная работа >Химия

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Введение

  1. Литературный обзор

1.1 Общие методы получения амидов органических кислот

1.2 Методы получения N, N-диэтил-м-толуамида

  1. Экспериментальная часть

  2. Обсуждение результатов. Исследование гетерогенных катализаторов амидирования м-толуиловой кислоты

3.1 Термодинамика процесса

3.2 Испытание традиционных и модифицированных катализаторов амидирования алифатических кислот

3.3 Механизм амидирования как метод предсказания путей интенсификации реакции

3.4 Выбор и изучение эффективного катализатора амидирования м-толуиловой кислоты

  1. Производственная безопасность

4.1 Токсилогические характеристики используемого сырья и конечных продуктов на человека

4.2 Санитарно-гигиенические условия в лаборатории

4.3 Экологическая безопасность

4.4 Безопасность в случае чрезвычайной ситуации

4.5 Защита объектов народного хозяйства в условиях чрезвычайных ситуации мирного и военного времени

  1. Экономическая часть

5.1 Расчёт стоимости материалов

5.2 Расчёт заработной платы

5.3 Сводная смета затрат

  1. Выводы

Литература

Введение

Проблема получения репеллентов представляет большой интерес, т.к. они отличаются от других пестицидов высокой специфичностью действия, вызывая отрицательный хемотаксис одноклеточных организмов и воздействуя на дистантные или на контактные хеморецепторы животных, преимущественно – насекомых. Потребность в отпугивании москитокровососущих насекомых возрастает в России с каждым годом, а активный антифидинг должен начинаться с ранней весны и продолжаться до наступления холодов, а в странах с тропическим климатом - круглый год.

Используемый арсенал репеллентов (ДЭТА, диметил фталат, бензимин, индалон, дибутилсукцинат, N- бутилацетанилид, бензилбензоат и др.), как правило, представлен азотсодержащими соединениями, из которых высокой эффективностью и изученностью токсилогических свойств выделяется N,N-диэтил-м-толуамид (м-ДЭТА).

Первые сведения об активности этого препарата появились в 1955 году [1], поэтому отечественными учеными он был синтезирован уже в 1956 году [2]. Препарат отличался малой токсичностью для теплокровных (ЛД50 для мышей 2500 мг на 1 кг живого веса), но отпугивал клещей, комаров и москитов, причем эффективность его действия против комаров при работе, не связанной с физической нагрузкой, достигала 10ч. Продолжительность защитного действия ДЭТА в 3 раза превосходила таковую диметилфталата и в 1,6 раза – препарат ДИД (смесь, состоящая из 75% диметилфталата, 20% индалона и 5% диметилкарбата).

Впервые ДЭТА был синтезирован в 1929 году [3], и метод базировался на получении хлорангидрида м-толуиловой кислоты, что достигалось при действии на кислоту галоидирующих агентов (PCl5, PCl3 или SOCl2), а реакция сопровождалась выделением агрессивных газов (HCl, SO2). Все последующие синтезы [4-6] также включали стадию получения хлорангидридов и только, по-видимому, в 1960 г. начались первые попытки использовать метиловые эфиры толуиловой кислоты или проводит синтезы с применением традиционных для процессов амидирования алифатических кислот катализаторов (Al2O3, SiO2) [7]. Однако стабильность таких катализаторов, несмотря на возможность восстановления их активности после регенерации, не превышала 10-12 ч, хотя селективность могла достигать 80-90%.

Однако, в силу указанной причины, а также трудно на сегодня устанавливаемых факторов, организация производств ДЭТА как в России, так и за рубежом была осуществлена по следующей схеме: м-ксилол – м-толуиловая кислота – хлорангидрид м-толуиловой кислоты – ДЭТА. Однако данный метод является морально устаревшим. Однако до настоящего времени не предложен удовлетворительный катализатор для промышленного синтеза ДЭТА, независимо от природы исходного сырья (м-толуилоая кислота, её сложные эфиры, нитрилы и т.д.).

Несмотря на то, что ДЭТА является ингибитором некоторых полимеризационных процессов [8], катализатором в производстве силиконового каучука [9], растворителей гербицидов [10], основное его назначение, как отмечалось выше, - это бытовая химия [11] и эпидемиология [12]. Сказанное диктует жесткие требования к чистоте и цветности продукта, что вынуждает проводить определенные исследования, как по материалу оборудования, так и по поиску эффективных путей отделения м-ДЭТА от параизомеров и м-толуиловой кислоты.

Решение указанной задачи в связи со всеобщим потеплением климата и активизацией, таким образом, насекомых – переносчиком трансмиссивных болезней – является своевременными и актуальными.

Цель работы: выбор катализатора амидирования и изучение в его присутствии превращения м-толуиловой кислоты в N,N-диэтил-м-толуамид.

1. Литературный обзор

Амиды кислот - класс органических соединений, представляющих совершенно определенный интерес как с практической, так и с теоретической точек зрения. Практическая ценность в первую очередь определяется их биологической активностью (гормоны, нейропептиды, антибиотики, токсины, ингибиторы ферментов; вещества, вызывающие хемотаксис микроорганизмов и т.п.) и, во-вторых, наличием пептидной группировки -СО-NH-, присутствующей как в шерсти, так и в некоторых искусственных волокнах в определяющей их теплофизические свойства. Интерес к амидам для фундаментальных химических исследований связан с наличием сопряжения между неподеленной парой электронов атома азота и π-электронами карбонильной группы.

1.1 Общие методы получения амидов органических кислот

Одним из наиболее доступных и в то же время промышленно значимым является метод получения амидов через аммонийные соли карбоновых кислот [13]. Последние подвергают сухой перегонке (пиролизу), при этом выход целевого продукта достигает 87-90%.

Прямое взаимодействие кислот с аминами в силу обратимости реакции проводят в присутствии избытка одного из реагентов, причем реакция легко протекает только с алифатическими кислотами с неразветвленной цепью, но с трудом - с ароматическими и пространственно затрудненными кислотами или с менее основными аминами [14].

В реакции принимают участие также вторичные амины, процесс катализируется кислотами. Механизм кислотного катализа относят к типу AAC2 [15] и он близок к перегруппировке Бекмана [16].

Возможность получения замещенных амидов по Бекману в присутствии серной или полифосфорной кислот, PCl5 или других катализаторов характерна для Е-диастереомеров. На примере кетоксимов доказано, что имеет место анти-перегруппировка: группа ОН меняется местами с остатком, находящемся в транс-положении по отношению к ней.

В том случае, когда субстратом выступают сложные эфиры, лактоны или фталиды, в качестве амидирующих агентов можно использовать аммиак или пространственно незатрудненные амины [17]. Реакция сложных эфиров с аммиаком катализируется водой, гликолями и другими подобными соединениями [18]; аналогичная реакция с аминами промотируется солями, например, NH4Cl [19].

В зависимости от типа катализатора, используемого при реакции, аминолиз протекает по механизмам AAC2 или BAC2.

Естественно, лактоны и фталиды аналогичным образом превращаются в имиды без раскрытия кольца [20].

В свою очередь действие на ангидриды карбоновых кислот амидирующих агентов (в том числе мочевины и уретанов) протекает обычно без катализаторов

В случае менее реакционноспособных реагентов (например, дифенил-амина или 2,4-динитроанилина) ацетилирование уксусным ангидридом проводят в присутствии кислотного катализатора [14].

Однако синтезы на основе ангидридов более широко применяются для получения имидов, чем амидов, при этом циклические ангидриды могут давать только имиды, кислые имиды или диимиды в зависимости от реагента и условий эксперимента [21].

Упомянутая несколько выше мочевина может реагировать напрямую с карбоновыми кислотами (синтез по Шербулье [16]).

Следующий метод - один из наиболее широко применяемых способов получения амидов, по которому выходы последних обычно составляют 80-90%. Отрицательным свойством данной реакции является потеря одного эквивалента амина на связывание высвобождающегося хлористого водорода

Реакция сильно экзотермична [22], поэтому зачастую ее проводят в растворителях, например, в дихлорэтане [23], четыреххлористом углероде [24], хлороформе [25], толуоле [26] и т.п. Количественному протеканию конденсации способствует присутствие водного раствора гидроксида натрия [27]. Механизм ацилирования, как правило, соответствует типу SN2 [28], а реакционная способность агентов симбатна ряду кислотностей соответствующих кислот и убывает в последовательности RCOHal >(RCO)2ORCOOR > RCONR2 > RCOR. Кроме того, скорость реакция увеличивается с ростом нуклеофильности амина и может осуществляться основной и даже кислотный автокатализ [29].

Целесообразно упомянуть и другие, представляющие синтетический интерес, ацилирующие агенты: кетены, диктены, кетонитрилы, карбамоилхлориды [14]. В последнем случае в реакцию могут вступать арены, но в присутствии кислот Льюиса (реакция Гаттермана-Хопфа [16]).

Представляет интерес путь через нитрилы - вполне доступный класс соединений [16]:

Реакцию проводят с осторожностью, т.к. первичный амид часто подвергается дальнейшему гидролизу до соответствующей карбоновой кислоты и аммиака. Кислоты и щелочи сильно ускоряют реакцию. При кислотном катализе процесс протекает за счет атаки воды на протонированную форму нитрила, в то время как при основном катализе ион гидроксила взаимодействует со свободным нитрилом. В последнем случае в качестве реагента применяют водный раствор NaOH, содержащий 6-12% перекиси водорода, т.к. гидропероксид-анион в несколько тысяч раз активнее гидроксид-иона [14]. Ароматические нитрилы дают почти количественные выходы, хотя для о-замещенных нитрилов необходимо применять пергидроль.

Гидролиз до амидов в безводных условиях при комнатной температуре можно проводить в присутствии метилсульфинил метида натрия с выходом 75-95% [30]. Альтернативный вариант - это реакция Риттера [31], когда нитрил реагирует с алкенами или спиртами [32]:



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Выбор и обоснование варианта и технологической схемы переработки нефти

    Курсовая работа >> Химия
    ... и газа» На тему «Выбор и обоснование варианта и технологической ... производства масел 2. Характеристика нефти 3. Выбор и обоснование варианта переработки нефти 4. ... повышенное коксоотложение на катализаторе; 2) вызывающие отравление катализатора. К первой группе ...
  2. Выбор и расчет параметров технологической схемы очистки сточных вод

    Курсовая работа >> Экология
    ... среды» КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: «Выбор и расчет параметров технологической схемы ... 8) возможность рекуперации различных веществ. Выбор того или иного метода очистки ... ОН)4 снова участвует в процессе, являясь катализатором окисления марганца. При рН = 9,5 ...
  3. Выбор оптимальной комбинации факторов производства

    Реферат >> Экономическая теория
    ... и анализ управления ресурсами, выбор оптимальной комбинации факторов производства ... Выполняя роль свечи зажигания и катализатора, предприниматель одновременно является движущей ... L. [1, с. 68] Кроме выбора наиболее оптимальной комбинации применяемых факторов ...
  4. Выбор модели денежно-кредитной политики в России в условиях глобализации экономики

    Реферат >> Финансы
    ... денежно-кредитной политики: - Проблему выбора цели денежно-кредитной политики, учитывая ... летом 2008 г. стал одним из катализаторов российского кризиса, а наличие значительного ... в случае кризиса 1998 г.)5. 4. Выбор модели на перспективу. Основная дискуссия ...
  5. Макрокинетика гетерогенных каталитических реакций Устойчивость экзотермических реакций Выбор

    Реферат >> Химия
    ... . Устойчивость экзотермических реакций. Выбор типа реактора и условий ... - скорость реакции в единице объема пористого катализатора; Di и χ - эффективные коэффициенты ... процесса. Преимущество такого выбора безразмерных переменных заключается, однако ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0014050006866455