أساليب إعداد الكلوروبروبين

كلوروبروبين ، المعروف أيضا باسم 3-كلوروبروبين أو كلوريد الأليل ، هو مادة كيميائية وسيطة قيمة تستخدم على نطاق واسع في إنتاج المركبات العضوية المختلفة ، وخاصة في تركيب إبيكلوروهيدرين والبلاستيك. فهم الـأساليب إعداد الكلوروبروبينهو أمر ضروري للمهندسين الكيميائيين والباحثين والمهنيين في الصناعة الكيميائية التي تهدف إلى تحسين العمليات أو تطوير تطبيقات جديدة. في هذه المقالة ، سنستكشف عدة طرق رئيسية لإنتاج الكلوروبروبين ، مع التركيز على التفاعلات الكيميائية والمحفزات والظروف التي تنطوي عليها كل عملية.

1. الكلورة المباشرة للبروبيلين

واحدة من الطرق الأكثر شيوعًا والأكثر قابلية للتطبيق تجاريًا لإعداد الكلوروبروبين هيالكلورة المباشرة للبروبيلين. تتضمن هذه العملية تفاعل البروبيلين (cالتروبيلين) مع غاز الكلور (Cl₂) في وجود ضوء الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) أو محفز.

الآلية والشروط

يحدث تفاعل الكلورة المباشر عادة في المرحلة الغازية عند درجات حرارة تتراوح بين 500 درجة مئوية و 550 درجة مئوية. وتشتمل الآلية على تفاعل بديل جذري حيث تحل ذرة الكلور محل ذرة هيدروجين واحدة من البروبيلين ، وتشكل البروبين (chجو cl). معادلة هذا التفاعل هي كما يلي:

[ Chvee Cl₂ \ rightarrow cتوي hong cl HCl ]

منتج ثانوي لهذا التفاعل هو كلوريد الهيدروجين (HCl) ، والذي يحتاج إلى التحكم في المعالجة النهائية. إحدى مزايا هذه الطريقة هي أنها تستخدم المواد الخام المتاحة بسهولة ، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة للإنتاج على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن التحكم في انتقائية التفاعل أمر بالغ الأهمية ، حيث يمكن أن يؤدي الإفراط في الكلورة إلى تكوين منتجات ثانوية غير مرغوب فيها مثل ثنائي كلورو بروبين.

2-هيدروكلورة الكحول الأليل

طريقة أخرى فعالة لإعداد الكلوروبروبين تنطوي علىهيدروكلورو الكحول الأليل (cمن من من من ؟ ؟ ؟ ؟ ؟. في هذه العملية ، يتفاعل كحول الأليل مع كلوريد الهيدروجين (HCl) لإنتاج الكلوروبروبين والماء.

عملية رد الفعل

تحدث هيدروكلورينات كحول الأليل عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا ، عادة حوالي 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية. يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة التالية:

[ Cio hul oh HCl \ rightarrow cصف شتوي ]

هذه الطريقة انتقائية للغاية لإنتاج الكلوروبروبين ، ويمكن تحفيز التفاعل عن طريق المحفزات الحمضية مثل حمض الكبريتيك أو محفزات الأحماض الصلبة. نظرًا لأن كحول الأليل وسيط في العمليات الكيميائية المختلفة ، يمكن دمج هذه الطريقة في سلاسل الإنتاج الكيميائي متعددة الخطوات ، مما يحسن كفاءة العملية الكلية.

3. إزالة هيدروكلوروبروبان 1 ، 2-ثنائي كلورو بروبان

طريقة ثالثة للنظر هوديهيدروكلوريناتيون 1 ، 2-ديكلوربروبان (chكوتشو كلورايد). في هذا النهج ، يخضع 1 ، 2-ثنائي كلورو بروبان لتفاعل إزالة الهيدروكلوروكلوريد ، حيث يتم التخلص من جزيء كلوريد الهيدروجين (HCl) ، مما يؤدي إلى تكوين الكلوروبروبين.

ظروف رد الفعل

يتطلب هذا التفاعل بيئة أساسية ويتم تنفيذه عادةً باستخدام قاعدة قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أو هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) في وجود مذيب مثل الإيثانول. يستمر التفاعل على النحو التالي:

[ Cio hio cl₂ NaOH \ rightarrow crose cl NaCl hio ]

تكون طريقة إزالة الكلور مفيدة عندما يكون ثنائي كلورو بروبان متاحًا كمنتج ثانوي من عمليات كيميائية أخرى. ومع ذلك ، فإن الحاجة إلى قواعد قوية ومعالجة دقيقة للمنتجات الثانوية (مثل كلوريد الصوديوم) تجعل هذه العملية أقل ملاءمة للإنتاج على نطاق واسع مقارنة بالكلورة المباشرة.

4. كلورة الأليليك للبروبان

طريقة أقل شيوعًا ولكنها ملحوظة لإعداد الكلوروبروبين هيكلوربان الأليليك للبروبان (case hase). في هذا التفاعل ، يتم كلورة البروبان في درجات حرارة عالية (عادة فوق 500 درجة مئوية) في وجود بادئ أو محفز راديكالي ، مثل ضوء أشعة فوق البنفسجية أو محفز هاليد معدني.

آلية التفاعل

في هذه العملية ، تحل ذرة الكلور محل ذرة هيدروجين على الموضع الأليلي (الكربون بجانب رابطة مزدوجة) لجزيء البروبان ، مشكلاً كلوروبروبين. آلية التفاعل تشبه الكلورة المباشرة للبروبيلين ولكنها تبدأ من هيدروكربون مشبع.

في حين أن هذه الطريقة أقل استخدامًا بسبب انخفاض الإنتاجية والقضايا الانتقائية ، فقد تكون مفيدة عندما يكون البروبان متوفرًا كمادة وسيطة منخفضة التكلفة في بعض السياقات الصناعية.

خاتمة

باختصار ، هناك العديد منأساليب إعداد الكلوروبروبينولكل منها مزاياه وتحدياته. تُستخدم الكلورة المباشرة للبروبيلين على نطاق واسع في الإنتاج على نطاق واسع بسبب بساطته وفعاليته من حيث التكلفة ، في حين يوفر هيدروكلورورينات كحول الأليل مسارًا أكثر انتقائية. يوفر إزالة كلورة 1 ، 2-ثنائي كلورو بروبان بديلاً عند توفر بعض المواد الوسيطة ، ويمكن اعتبار الكلورة الأليلية للبروبان عند استخدام الهيدروكربونات المشبعة.

يعتمد اختيار الطريقة المناسبة على عوامل مثل توافر المواد الأولية وتكامل العملية وحجم الإنتاج المرغوب. للمهنيين في الصناعة الكيميائية ، فهم هذه الأساليب أمر بالغ الأهمية لتحسين إنتاج الكلوروبروبين وتحسين كفاءة العملية بشكل عام.