N-プロパノールの调制方法

1-プロパノールまたはpropan-1-olとしても知られているN-プロパノールは、医薬品、化粧品、化学合成など、さまざまな産業で広く使用されている主要なアルコールです。 N-プロパノールの调制方法古典的な化学ルートから現代のバイオテクノロジー手法に至るまで、多様です。 この記事では、N-プロパノールを生成するための最も一般的で効率的なプロセスを調査し、化学産業で使用される経路の詳細な理解を提供します。

1.ポリプロピレンの水和

最も一般的なものの1つN-プロパノールの调制方法は、プロピレンの水和をご参照ください。 ポリプロピレン (C3H6) は、直接水和と間接水和の2つの異なるアプローチを使用して水和できます。

• 直接水和: このプロセスでは、プロピレンはリン酸のような酸性触媒の存在下で高温高圧下で水と直接反応します。 この反応は主にN − プロパノールを生じる。

  反応: [ \ Text {C}3 \ text{H}6 \ text{H}2 \ text{O} \ rightarrow \ text{C}3 \ text{H}_ 7 \ text{OH} []

• 間接水和: この方法では、最初にプロピレンを硫酸と反応させて硫酸水素プロピルを生成します。 次いで、硫酸水素を水で加水分解してN − プロパノールを形成する。 この方法は歴史的に使用されてきたが、副産物の形成および硫酸に関する環境問題のためにあまり一般的ではない。

2.Propanalの触媒水素化

もう一つの効果的な方法はプロパナールの触媒水素化をご参照ください。 プロパナール (プロピオンアルデヒドとしても知られる) は、プロピレンの酸化から得られ、次いで水素化してN − プロパノールを形成することができる。 この方法はN − プロパノールの良好な収率を提供し、産業で広く使用されている。

反応: [ \ Text {C}2 \ text{H}5 \ text{CHO} \ text{H}2 \ rightarrow \ text{C}3 \ text{H}_ 7 \ text{OH} []

この方法において、水素化は、ニッケルまたはパラジウムのような触媒の存在下で、中程度の圧力および温度下で実施される。 この方法の選択性と効率性は、大規模生産にとって魅力的な選択肢となっています。

3. Oxoプロセス (エチレンのヒドロホルミル化)

Oxoプロセス、としても知られています。ヒドロホルミル化、エチレン (C2H4) と合成ガス (一酸化炭素と水素の混合物) との反応を含み、プロパナールを形成し、それをN-プロパノールに水素化します。 この方法は、生成物の分布に対する良好な制御を提供し、石油化学産業で広く使用されているので有利である。

反応: [ \ Text {C}2 \ text{H}4 \ text{CO} \ text{H}2 \ rightarrow \ text{C}3 \ text{H}6 \ text{O} \ quad \ text{(Propanal)} [] [ \ Text {C}3 \ text{H}6 \ text{O} \ text{H}2 \ rightarrow \ text{C}3 \ text{H}7 \ text{OH} []

ヒドロホルミル化プロセスは通常、ロジウムまたはコバルトベースの触媒を使用し、反応条件を最適化することにより、N-プロパノールに対する高い選択性を達成できます。

4.発酵

グリーンケミストリーへの関心の高まりは、N-プロパノールの准备の生物工学的方法、発酵をご参照ください。 このプロセスでは、特定の微生物、例えば遺伝子操作された株の大腸菌またはクロストリジウム、糖 (例えば、グルコース) をN − プロパノールに変換するために使用される。

この方法は、化石燃料に頼ることなくN − プロパノールを生成する再生可能な経路を提供するので、環境の観点から魅力的である。 ただし、収量の最適化、精製、スケーラビリティなどの課題は依然として存在しており、現在の研究はこの方法の経済的実現可能性の向上に焦点を当てています。

5.カルボン酸またはエステルの减少

別の合成方法には、プロピオン酸またはそのエステルの减少をご参照ください。 プロピオン酸中のカルボキシル基 (− COOH) を還元してアルコール基 (− OH) を形成し、N − プロパノールを得ることができる。 この還元は通常、水素化アルミニウムリチウム (LiAlH4) や触媒水素化などの強力な還元剤を使用して達成されます。

反応: [ \ Text {C}2 \ text{H}5 \ text{COOH} \ xrightarrow{\ text{LiAlH}4} \ text{C}3 \ text{H}_ 7 \ text{OH} []

この方法は効果的ですが、還元剤の費用と取り扱いの課題のため、実験室でより一般的に使用されます。

結論

N-プロパノールの调制方法プロピレンの水和やプロパナールの水素化などの古典的な化学経路から、発酵などのより持続可能なアプローチまでさまざまです。 各方法は、歩留まり、スケーラビリティ、および環境への影響の点で独自の利点を提供します。 触媒作用とバイオテクノロジーの継続的な進歩により、N-プロパノールの生産はより効率的になり、より環境に優しく、より持続可能な産業プロセスへの道を開いています。