एडिपिक एसिड की तैयारी के तरीके

एडितस्वीर एसिड एक महत्वपूर्ण डिकार्बोक्जिलिक एसिड है जिसका व्यापक रूप से विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों, जैसे नायलॉन-6,6 उत्पादन, खाद्य योजक और प्लास्टिज़र में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एडिपिक एसिड की तैयारी के तरीकों को समझना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सीधे इसकी गुणवत्ता, लागत-प्रभावशीलता और पर्यावरणीय पदचिह्न को प्रभावित करता है। यह लेख पारंपरिक और आधुनिक दोनों दृष्टिकोण सहित एडिपिक एसिड के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले कई तरीकों में चित्रित करता है, जबकि उनके रासायनिक तंत्र, फायदे और सीमाओं पर ध्यान केंद्रित करता है।

1. साइक्लोक्केन का पारंपरिक ऑक्सीकरण

केसाइटोक्लोहोसेन का ऑक्सीकरणएडिपिक एसिड उत्पादन के सबसे अच्छी तरह से स्थापित तरीकों में से एक है, जो मुख्य रूप से बड़े पैमाने पर औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।

तंत्र और प्रक्रिया:

इस प्रक्रिया में आमतौर परसाइक्लोक्सेन का वायु ऑक्सीकरणदो चरणों मेंः

1. आंशिक ऑक्सीकरणसिक्लोक्केन को पहले ऑक्सीकृत किया जाता है जो उच्च तापमान पर कोबाल्ट या मैंगनीज उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जो उच्च तापमान (150-165 Petc) पर कोबाल्ट या मैंगनीज उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं।
2. नाइट्रिक एसिड ऑक्सीकरण: का तेल मिश्रण केंद्रित नाइट्रिक एसिड (Hno3) का उपयोग करके और ऑक्सीकरण किया जाता है। नाइट्रिक एसिड एक ऑक्सीडाइजिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है, जो साइटोक्लोहेक्सानोल और सिक्लोक्सोन को एडिपिक एसिड में परिवर्तित करता है, जबकि उप-उत्पादों के रूप में नाइट्रस गैसों का उत्पादन करता है।

फायदे:

• उच्च उपजयह विधि आम तौर पर 95% शुद्ध एडिपिक एसिड तक उत्पन्न करती है।
• स्थापित तकनीकउद्योग में व्यापक रूप से अपनाने के कारण, यह बड़े पैमाने और मौजूदा बुनियादी ढांचे से लाभान्वित होता है।

सीमाएं:

• पर्यावरण संबंधी चिंताएंप्रक्रिया नाइट्रस ऑक्साइड (n2o) जारी करती है, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देती है। इस उत्पाद का उपचार लागत और जटिलता जोड़ता है।
• ऊर्जा गहनउच्च तापमान आवश्यकताओं ऊर्जा की खपत में वृद्धि करती है, जिससे प्रक्रिया को कम टिकाऊ बना देती है।

2. एडिपिक एसिड का जैव आधारित उत्पादन

हाल के वर्षों में, ध्यान केंद्रितएडिपिक एसिड तैयार करने के जैव-आधारित तरीकेजो अधिक पर्यावरण के अनुकूल और टिकाऊ हैं। इस प्रक्रिया में आनुवंशिक रूप से निर्मित सूक्ष्मजीव शामिल हैं जो अक्षय बायोमास को एडिपिक एसिड में परिवर्तित करता है।

तंत्र और प्रक्रिया:

• माइक्रोबियल किण्वनकई इंजीनियर माइक्रोब्स, जैसेएस्चेरिको कॉलीऔरसेक्रोमाइसेस सेरेविसी, ग्लूकोज या अन्य बायोमास-व्युत्पन्न शर्करा को निकालने के लिए नियोजित किया जाता है। इन सूक्ष्मजीवों को प्रभावी रूप से सीस, सीस-म्यूकोनिक एसिड जैसे मध्यवर्ती उत्पादों में परिवर्तित करने के लिए संशोधित किया गया है, जो आगे रासायनिक रूप से एडिपिक एसिड में हाइड्रोजनीकृत होता है।

फायदे:

• स्थिरताजैव-आधारित उत्पादन जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करता है और नाइट्रस ऑक्साइड जैसे हानिकारक उत्सर्जन को कम करता है।
• नवीकरणीय संसाधनफीडस्टॉक के रूप में बायोमास या अपशिष्ट सामग्री का उपयोग करना इस पद्धति को एक परिपत्र अर्थव्यवस्था में आकर्षक बनाता है।

सीमाएं:

• कम उपज और मापनीयतापारंपरिक तरीकों की तुलना में, जैव-आधारित दृष्टिकोण अभी भी विकास चरण में हैं और कम पैदावार होती है। औद्योगिक मांग को पूरा करने के लिए इन प्रक्रियाओं को बढ़ाना एक चुनौती है।
• लागतवर्तमान में, विशेष सुविधाओं और फीडस्टॉक हैंडलिंग की आवश्यकता के कारण जैव-आधारित एडिपिक एसिड अधिक महंगा है।

3. साइक्लोहेक्सेन का प्रत्यक्ष उत्प्रेरक ऑक्सीकरण

एडिपिक एसिड तैयारी की एक अन्य वैकल्पिक विधिसाइटोक्लोहेक्सेन का प्रत्यक्ष उत्प्रेरक ऑक्सीकरण. इस प्रक्रिया में एक धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऑक्सीडेन्ट के रूप में आणविक ऑक्सीजन का उपयोग करते हुए साइटोक्लोहेक्सिन का ऑक्सीकरण शामिल है, जैसे कि रूथेनियम या पैलेडियम.

तंत्र और प्रक्रिया:

• साइक्लोक्सेसिन हल्के तापमान (50-70 Ptc) पर उत्प्रेरक की उपस्थिति में आणविक ऑक्सीजन के संपर्क में होता है। ऑक्सीजन को साइक्लोहेसिन संरचना में शामिल किया जाता है, न्यूनतम उप-उत्पादों के साथ सीधे एडिपिक एसिड बनाने के लिए।

फायदे:

• ग्रीन केमिस्ट्रीयह विधि नाइट्रिक एसिड जैसे खतरनाक रसायनों के उपयोग को समाप्त करती है और नाइट्रस ऑक्साइड के उत्सर्जन को काफी कम करती है।
• कम ऊर्जा खपतप्रतिक्रिया माइलेज स्थितियों के तहत होती है, जो आवश्यक समग्र ऊर्जा इनपुट को कम करता है।

सीमाएं:

• उत्प्रेरक लागतउत्प्रेरक के रूप में महान धातुओं का उपयोग प्रक्रिया को महंगा बना सकता है।
• सीमित औद्योगिक गोद लेनेजबकि यह विधि प्रयोगशाला सेटिंग्स में वादा दिखाती है, यह अभी तक स्केलेबिलिटी चिंताओं के कारण औद्योगिक पैमाने पर व्यापक रूप से अपनाया नहीं गया है।

अन्य उभरते तरीके

कईएडिपिक एसिड तैयारी के उभरते तरीकेस्थिरता और लागत दक्षता में सुधार पर ध्यान केंद्रित करें। इनमें शामिल हैं:

• इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरणइलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं का उपयोग करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं का उपयोग करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं का उपयोग, संभावित रूप से कम ऊर्जा, हरित प्रक्रिया की पेशकश करता है।
• फोटोकॉपी प्रक्रियाएं-ये न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ साइटोक्लोक्केन जैसे हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण को चलाने के लिए प्रकाश ऊर्जा और फोटोकॉपी का उपयोग करते हैं।

फायदे:

• नवाचार क्षमताये विधियां हरी रसायन विज्ञान के अत्याधुनिक हैं और एडिपिक एसिड उत्पादन के कार्बन पदचिह्न को काफी कम कर सकती हैं।

सीमाएं:

• प्रारंभिक चरण का विकासइनमें से कई तरीके अभी भी शोध और पायलट-परीक्षण चरणों में हैं, और औद्योगिक उत्पादन के लिए उन्हें बढ़ाने में चुनौतियां बनी हुई हैं।

निष्कर्ष

सारांश में,एडिपिक एसिड की तैयारी के तरीकेसिक्लोक्केन के पारंपरिक ऑक्सीकरण से अधिक टिकाऊ जैव-आधारित और उत्प्रेरक प्रक्रियाओं तक काफी विकसित हुआ है। प्रत्येक विधि के अपने फायदे और चुनौतियों का अपना सेट होता है, जो पर्यावरणीय प्रभाव से लेकर आर्थिक व्यवहार्यता तक है। चूंकि उद्योग उत्सर्जन को कम करने और स्थिरता बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करना जारी रखते हैं, वैकल्पिक तरीके, जैसे कि जैव-आधारित और उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं, यह एडिपिक एसिड उत्पादन के भविष्य में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की संभावना है।