طرق إعداد بيوتانول Tert

بوتانول Tert-Butanol ، المعروف أيضًا باسم tert-butanol أو TBA ، هو مركب عضوي مهم يستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية المختلفة. وهو كحول ثلاثي يحتوي على تركيبة جزيئية cِـ ، ويجد تطبيقات في مجالات مثل الوقود والتخليق الكيميائي وكمذيب. فهم الـطرق إعداد tert-butanolأمر بالغ الأهمية للمهنيين في الصناعة الكيميائية. في هذه المقالة ، سنستكشف بعض الطرق الأكثر شيوعًا لتجميع ثلاثي البوتانول والآليات الأساسية وراءها.

1. ترطيب إيسوبوتين

واحدة من الأكثر شيوعاطرق إعداد tert-butanolهو ترطيب إيسوبوتين (وتسمى أيضا إيسوبوتيلين). تتضمن هذه الطريقة تفاعل الإيزوبوتين مع الماء في وجود محفز حمضي ، عادة حمض الكبريتيك أو حمض الفوسفوريك. يمكن تنفيذ العملية إما في الطور السائل أو مرحلة البخار ، اعتمادًا على المتطلبات الصناعية المحددة.

آلية تفاعل الماء

في هذه العملية ، يخضع isobutene لتفاعل ترطيب نموذجي محفز بالحمض. تتعرض الرابطة المزدوجة في الأيزوبوتين للهجوم من قبل البروتون (hostoor) من المحفز الحمضي ، مما يؤدي إلى تشكيل الكربوشن. استقرار تحديد الكربون الثالث (بسبب مجموعات الميثيل المتبرع بها إلكترونًا والمرفقة بالكربون) يجعله مناسبًا للغاية لمهاجمة المياه ، مما يؤدي إلى تشكيل ثلاثي بوتانول. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع بسبب كفاءتها العالية وفعاليتها من حيث التكلفة في الإنتاج على نطاق واسع.

2. تخمير السكريات

طريقة أخرى لإعداد ثلاثي بوتانول تتضمن تخمير السكريات المشتقة من الكتلة الحيوية. هذه العملية أكثر ملاءمة للبيئة وقد اكتسبت قوة جذب مع ظهور الكيمياء الخضراء. يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة استقلاب السكريات إلى كحوليات مختلفة ، بما في ذلك tert-butanol ، تحت الظروف اللاهوائية.

عملية التخمير

في طريقة التخمير ، يتم تقسيم الجلوكوز أو السكريات الأخرى القابلة للتخمر أولاً بواسطة الإنزيمات إلى وسائط أبسط. ثم يتم تحويل هذه الوسائط إلى بيوتانول tert بواسطة سلالات ميكروبية محددة ، مثلكلوستريديومالأنواع. ميزة هذه الطريقة هي أنها توفر طريقًا متجددًا لإنتاج بيوتانول tert. ومع ذلك ، فإن إنتاجية الـ tert-butanol في التخمير غالباً ما تكون أقل مقارنة بترطيب الإيزوبوتين ، وهناك حاجة إلى مزيد من التحسين لهذه العملية من أجل قابلية التوسع التجاري.

3. رد فعل Grignard

رد فعل Grignard يقدم طريقًا آخر لتوليف tert-butanol. في هذه الطريقة ، التفاعل بين عامل reagent Grignard (عادة ميثيل ميغنسيوم بروميد ، chmgbr) والأسيتون (chcochubanol) يتشكل tert-butanol بعد العمل الحمضي.

خطوات رد الفعل

في هذا الإجراء ، يهاجم كاشف Grignard أولاً مجموعة الكربونيل من الأسيتون ، مكونًا من وسيط الألكوسيد. بعد أن يتم إخماد خليط التفاعل بالماء أو مصدر بروتون آخر ، يتم تحويل الوسيط إلى بيوتانول. هذه الطريقة مفيدة للغاية في البيئات المختبرية بسبب درجة التحكم العالية والقدرة على إنتاج بيوتانول نقي ، ولكنها أقل استخدامًا في الإنتاج على النطاق الصناعي نظرًا لتعقيد وتكلفة الكواشف.

4-هدرجة هيدروبيروكسيد بوتيل tert-Butyl (TBHP)

طريقة أقل شيوعًا ولكنها قابلة للتطبيق لإعداد ثلاثي البيوتانول تتضمن هدرجة هيدروكسيد ثلاثي البوتيل (TBHP). تستخدم هذه الطريقة عادة عندما يتم توليد TBHP كمنتج ثانوي في العمليات الصناعية الأخرى ، مثل أكسدة الآيزوبيوتان.

تفاعل الهدرجة

في هذه العملية ، يتم تحفيزه TBHP المهدرج إلى بيوتانول tert باستخدام محفزات البلاديوم أو النيكل. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي فائدتها في العمليات التي يتوفر فيها TBHP بالفعل كوسيط ، مما يجعلها طريقًا مناسبًا للإنتاج tert-butanol في سياقات معينة.

خاتمة

فهم الـطرق إعداد tert-butanolضروري للمهندسين الكيميائيين ومحترفي الصناعة. سواء من خلال ترطيب الإيزوبيوتين ، أو تخمير السكريات ، أو تفاعل جريجنارد ، أو هدرجة TBHP ، فإن لكل طريقة مزاياها وعيوبها الخاصة وفقًا لحجم الإنتاج والغرض منه. غالبًا ما تفضل العمليات الصناعية ترطيب الإيزوبيوتين بسبب فعاليته من حيث التكلفة وغلته العالية ، في حين أن الأساليب الأكثر تخصصًا أو الوعي البيئي قد تختار مسارات التخمير أو الهدرجة.