Isobutyr알데히드의 준비 방법

이소부티르알데히드 (2-메틸프로판알) 는 가소제, 코팅 및 의약품의 생산을 포함하여 다양한 산업 분야에서 사용되는 귀중한 화학 중간체이다. 이소부티르알데히드의 제조 방법을 이해하는 것은 화학 산업에서 생산 공정을 최적화하고 수율을 향상 시키며 비용을 줄이는 데 중요합니다. 이 기사에서는 이소 부티르 알데히드를 준비하는 가장 일반적이고 효율적인 방법을 모색 할 것입니다.

1.프로필렌 (Oxosynthesis) 의 Hydroformylation

프로필렌의 하이드로 포르밀화Isobutyr알데히드의 제조에 가장 널리 사용되는 산업 방법입니다. Oxosynthesis 또는 oxo 과정으로도 알려진이 과정은프로필렌수소 (H₂) 와 일산화탄소 (CO) 의 혼합물 인 합성 가스. 반응은 일반적으로 전이 금속에 의해 촉매됩니다.로듐또는코발트두 가지 제품을 형성하는 복합체:N-부티르알데히드과이소부티르알데히드.

반응 메커니즘

반응은 두 가지 주요 단계로 발생합니다.

• CO의 삽입:프로필렌은 일산화탄소와 삽입 반응을 겪습니다.
• 수소화:이어서, 중간 생성물을 수소화하여 알데히드를 형성한다.

하이드로포름화 공정은 선형 (n-부티르알데히드) 및 분지형 (이소부티르알데히드) 알데히드의 혼합물을 생성한다. 전형적으로, 반응 조건은 이소부티르알데히드에 대한 선택성을 증가시키도록 조정된다. 예를 들어, 로듐 촉매를 사용하는 것은 코발트 촉매와 비교하여 분지형 알데히드에 대해 더 높은 선택성을 제공하는 경향이 있다.

장점

• 고효율:이 공정은 대규모 생산에 매우 효율적입니다.
• 조정가능한 선택성:촉매 선택 및 공정 조건은 이소부티르알데히드 형성을 선호하도록 최적화될 수 있다.

단점

• 부산물 형성:부산물로서 n-부티르알데히드의 형성은 추가의 분리 단계를 필요로 할 수 있다.
• 촉매 비용:Rhodium은 매우 선택적이지만 비용이 많이 들고 운영 비용이 증가합니다.

2.이소부탄올의 탈수소화

Isobutyr알데히드의 제조를위한 또 다른 일반적인 방법은이소부탄올의 탈수소화. 이 과정에서,이소부탄올일반적으로 금속 촉매, (Ccilm hired O) 를 통과한다구리또는크롬, 높은 온도에서. 탈수소화 반응은 이소부탄올로부터 2 개의 수소 원자를 제거하여 이소부티르알데히드와 수소 가스를 생성한다.

반응 메커니즘

반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. [\ Text {C}4 \ 텍스트 {H}{10}\ text{O} \ rightarrow \ text{C}4 \ 텍스트 {H}8 \ text{O} \ text{H}_ 2]

반응은 기체 상에서, 전형적으로 300-400 ℃ 사이의 온도에서 일어난다. 이 방법은 일반적으로 고순도 생산에 중점을 둔 중소형 작업에서 사용됩니다.

장점

• 높은 순수성 제품:이소부탄올의 탈수소화는 이소부티르알데히드의 비교적 순수한 스트림을 제공한다.
• 프로세스의 단순성:반응 메커니즘은 최소의 부산물로 간단하다.

단점

• 높은 에너지 요구 사항:이 공정은 높은 온도를 요구하여 더 높은 에너지 소비를 유도한다.
• 촉매 비활성화:촉매는 시간이 지남에 따라 비활성화되어 주기적인 재생 또는 교체가 필요합니다.

3.이소부탄의 산화

Isobutyr알데히드를 준비하는 덜 일반적이지만 산업적으로 실행 가능한 방법은이소부탄의 산화. 이 과정에서,이소부탄(Cquols H₁) 는 산소의 존재하에 부분적으로 산화되어 이소부티르알데히드를 생성한다.

반응 메커니즘

이것은 이소부탄이 이소 부티르산 및 이산화탄소와 같은 다른 부산물과 함께 이소부티르알데히드를 생성하기 위해 산화되는 자유 라디칼 메커니즘입니다.

장점

• 저비용 원료 활용:이소부탄은 쉽게 입수가능하고 저렴하기 때문에, 이러한 공정은 공급원료의 관점에서 비용-효과적이다.
• 지속적인 과정 잠재력:이 방법은 연속 생산 설정에 적용 할 수 있습니다.

단점

• 복잡한 반응 통제:산화 공정은 이소부티르알데히드의 수율을 감소시키는 완전한 연소 또는 과산화를 피하기 위해 신중하게 제어되어야 한다.
• 부산물 형성:상기 공정은 복잡한 정제 단계를 필요로 하는 다양한 부산물을 생성할 수 있다.

4.이소부틸렌의 카르보닐화

이소부틸렌의 카르보닐화이소부티르알데히드의 제조를 위한 또 다른 방법이지만, 하이드로포르밀화보다는 덜 일반적으로 사용된다. 이 과정은이소부틸렌강한 산 촉매의 존재하에 일산화탄소와 물을 가진 (Cquolt hosper), 종종인산또는황산.

반응 메커니즘

카르보닐화 공정은 카르보닐기 (-CHO) 를 이소부틸렌에 도입하여, 이소 부티르알데히드를 1 차 생성물로 수득한다.

장점

• 직접 경로:이 방법은 이소부틸렌에서 이소부티르알데히드로의 보다 직접적인 경로를 제공하여 중간 단계를 최소화한다.
• 보통 작동 조건:공정은 하이드로포르밀화와 비교하여 적당한 온도 및 압력하에서 작동한다.

단점

• 부식 반응 매체:강한 산을 촉매로 사용하면 장비의 부식을 초래할 수 있으며 유지 보수 비용이 증가합니다.
• 환경 문제:산 촉매의 취급 및 폐기는 환경 문제를 야기한다.

결론

Isobutyr알데히드의 준비 방법매우 다양하며, 각각은 생산 공정의 규모, 원하는 순도 및 비용 고려 사항에 따라 뚜렷한 이점을 제공합니다. 프로필렌의 하이드로 포르밀화효율성과 확장 성으로 인해 지배적 인 산업 방법으로 남아 있습니다. 그러나,이소부탄올의 탈수소화고순도 이소부티르알데히드가 소량으로 요구되는 경우에 바람직하다. 와 같은 대체 방법이소부탄의 산화과이소부틸렌의 카르보닐화덜 일반적이지만 생산 공정의 특정 요구에 따라 실행 가능한 경로를 제공합니다. 각 방법의 뉘앙스를 이해하면 화학 제조업체가 이소 부티르 알데히드에 대한 생산 전략을 최적화하여 비용, 효율성 및 환경 영향 간의 균형을 유지할 수 있습니다.