طرق إعداد إيثيل أكريليت

إيثيل أكريلات هو مركب عضوي مهم يستخدم في إنتاج البوليمرات والبوليمرات ، يستخدم على نطاق واسع في الدهانات والمواد اللاصقة والمنسوجات والطلاء. نظرا لأهميتها الصناعية ، فهمطرق إعداد إيثيل أكريليتأمر بالغ الأهمية للمهندسين الكيميائيين والمهنيين في الصناعة الكيميائية. في هذه المقالة ، سنستكشف الطرق الرئيسية لإعداد إيثيل أكريلات ، بما في ذلك الخطوات التفصيلية وردود الفعل المعنية ، وإيجابيات وسلبيات كل طريقة.

1. استرات حمض الأكريليك

الطريقة الأكثر شيوعًا لإعداد إيثيل الأكريلات هي من خلالاسترات حمض الأكريليكمع الإيثانول. هذه العملية هي مثال كلاسيكي على استرة التقشير ، حيث يتفاعل حمض الكربوكسيل مع الكحول في وجود محفز حمضي ، عادة حمض الكبريتيك أو حمض p-toluenesulfonic.

عملية رد الفعل:

تتضمن آلية التفاعل بروتون حمض الأكريليك ، يليه هجوم نوكليوفيليك من الإيثانول. النتيجة هي تشكيل إيثيل أكريليت والماء:

Chcooo = ctho = chcoocoocoh = = = = chcoococ hro ho

الاعتبارات الرئيسية:

• اختيار المحفزيستخدم حمض الكبريتيك عادة ، ولكن استخدام محفز حمض صلب أو راتنجات التبادل الأيوني يمكن أن يقلل من المخاوف البيئية.
• ظروف رد الفعلدرجات الحرارة العالية (70-100 درجة مئوية) والإزالة المستمرة للمياه عن طريق التقطير ضرورية لدفع التوازن نحو تشكيل إيثيل أكريلات.

المزايا والعيوب:

• المزايا: هذه الطريقة بسيطة نسبيًا ، والمواد الخام (حمض الأكريليك والإيثانول) متاحة بسهولة.
• عيوبإنه تفاعل توازن ، وإزالة المياه ضرورية لتحقيق إنتاجية أعلى. قد تحدث مشكلات التآكل بسبب البيئة الحمضية أيضًا ، مما يستلزم معدات متخصصة.

2. الأكسدة الحفازة للبروبيلين

طريقة أخرى لإعداد إيثيل أكريليت ينطوي علىالأكسدة التحفيزية للبروبيلينإلى حمض الأكريليك ، تليها الأسترة مع الإيثانول. يمكن دمج هذه العملية في أنظمة صناعية أكبر تنتج استرات أكريليت مختلفة.

نظرة عامة على رد الفعل:

تبدأ هذه العملية مع أكسدة البروبيلين (cوشي) إلى حمض الأكريليك باستخدام المحفزات مثل الموليبدينوم أو المركبات القائمة على الفاناديوم. بمجرد تشكيل حمض الأكريليك ، فإنه يخضع لتفاعل الأسترة نفسه مع الإيثانول لإنتاج إيثيل أكريلات.

Ctra hftra ocoh → CH₂ = CHCOOH
Chcooo = ctho = chcoocoocoh = = = = chcoococ hro ho

تطبيق صناعي:

• عملية متعددة الخطواتتتضمن هذه الطريقة مرحلتين رئيسيتين-الأكسدة والاسترة. تتطلب عملية الأكسدة تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة ومستويات الأكسجين ونشاط المحفز لزيادة إنتاجية حمض الأكريليك.
• المحفزاتتستخدم عملية الأكسدة محفزات أكسيد فلزي محددة (الموليبدينوم أو أكاسيد الفاناديوم) فعالة للأكسدة الانتقائية لحمض البروبيلين إلى الأكريليك دون تشكيل ناتج ثانوي كبير.

إيجابيات وسلبيات:

• المزايايمكن دمج هذه الطريقة في وحدات إنتاج حمض الأكريليك الحالية ، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة في التصنيع على نطاق واسع.
• عيوبخطوة الأكسدة كثيفة الاستخدام للطاقة وتتطلب إدارة دقيقة لمنع تشكيل المنتجات الثانوية أو فقدان المواد المتفاعلة القيمة.

3-ترانسستريفيشن اكريليت الميثيل

طريقة بديلة لإنتاج إيثيل الأكريليت هيترانسستريفيشن اكريليت الميثيلمع الإيثانول. تتضمن هذه العملية تبادل مجموعة الكحول من أكريلات الميثيل مع الإيثانول ، مما يؤدي إلى تكوين أكريلات الإيثيل والميثانول.

آلية التفاعل:

يحدث رد الفعل في وجود محفز أساسي أو حمضي ، مما يعزز تبادل مجموعة الميثوكسي (-OCH₃) مع مجموعة إثوكسي (-och68).

Chcoochثلاث = = ccooch₃ hO → CO2 = CHCOOCH₃ cho

الشروط:

• المحفزاتالمحفزات الشائعة الاستخدام تشمل هيدروكسيد الصوديوم أو المحفزات الحمضية القوية مثل حمض الكبريتيك.
• درجة الحرارة: يستمر التفاعل عادة عند درجات حرارة معتدلة (60-80 درجة مئوية) ، ويزال الميثانول باستمرار لدفع التوازن نحو إيثيل أكريلات.

المزايا والعيوب:

• المزايايمكن أن تكون هذه العملية مفيدة إذا كان أكريلات الميثيل متاحًا بسهولة كمنتج ثانوي في عمليات كيميائية أخرى. إنه يسمح بظروف رد فعل خفيفة وعوائد عالية نسبيًا.
• عيوبهذه الطريقة أقل تفضيلاً بشكل عام في الصناعات التي لا يكون فيها أكريلات الميثيل مادة خام يسهل الوصول إليها ، مما يحد من تطبيقها الأوسع.

خاتمة

هناك العديد منطرق إعداد إيثيل أكريليتكل مع مزاياه وأهميته الصناعية. تظل الأسترة لحمض الأكريليك هي الطريقة الأكثر وضوحًا والأكثر استخدامًا على نطاق واسع ، ولكن الأكسدة الحفازة للبروبيلين واسترة ميثيل أكريليت بدائل قابلة للتطبيق اعتمادًا على توافر المواد الخام والإعدادات الصناعية المحددة. بالنسبة للمصنعين ، يعتمد اختيار الطريقة على عوامل مثل تكلفة المواد الخام والاعتبارات البيئية وتوافر المعدات.