Octanol의 준비 방법

8 탄소 알코올인 옥타놀은 화장품, 향수, 화학 합성 등 다양한 산업에서 중요한 역할을 한다. Octanol의 제조 방법에는 여러 가지가 있으며, 각각 고유 한 장점, 공정 및 산업 응용 분야가 있습니다. 이 기사에서는 화학적 원리, 효율성 및 확장 성에 중점을 둔 옥타놀을 생산하는 데 가장 일반적으로 사용되는 기술을 살펴 보겠습니다.

1.옥타노산의 수소화

옥탄올의 주요 제조 방법 중 하나는 옥탄산 (카프릴산이라고도 함) 의 수소화를 통한 것입니다. 이 반응은 옥탄산의 카르복실기 (-COOH) 를 히드록실기 (-OH) 로 환원시켜 옥탄올을 형성하는 것을 포함한다.

• 화학 반응:
  [\ Text {C}7 \ 텍스트 {H}{15}\ text{COOH} H2 \ 오른쪽 \ 텍스트 {C}8 \ text{H}_{ 17}\ text{OH} ]

• 촉매: 이 공정은 종종 제어된 온도 및 압력 하에서 수소화를 용이하게 하기 위해 니켈 또는 백금과 같은 금속 촉매를 필요로 한다.

• 산업 응용: 이 방법은 직접적인 반응 메커니즘 및 원료로서의 옥탄산의 이용 가능성으로 인해 산업에서 널리 사용됩니다. 또한 수소를 환원제로 사용하여 부산물로 물만 생산하기 때문에 친환경 접근 방식으로 간주됩니다.

2.지글러 알코올 합성

지글러 알코올 합성은 옥탄올과 같은 장쇄 알코올의 대규모 제조에 사용되는 중요한 방법입니다. 이 공정은 트리에틸알루미늄을 사용한 에틸렌의 올리고머화, 이어서 산화 및 가수분해하여 옥탄올을 수득하는 과정을 포함한다.

• 프로세스의 단계:

• 에틸렌 올리고머화: 에틸렌 분자 (C₂Hcell) 는 트리에틸알루미늄의 존재하에 함께 연결되어 알루미늄 알킬 사슬을 형성한다.

• 산화: 알루미늄 알킬 사슬은 산소로 산화되어 알루미늄 알콕시드를 생성한다.

• 가수분해: 알루미늄 알콕사이드는 물로 가수분해되어 상응하는 알코올을 생성하는데, 이 경우 옥탄올이다.

• 장점: 지글러 공정은 다양한 사슬 길이를 갖는 광범위한 알콜을 생산하는데 매우 효율적이다. 또한, 이는 생성된 알콜의 분자 구조에 대한 고도의 제어를 제공한다.

3.Octanal의 감소

옥탄올의 제조를위한 또 다른 잘 확립 된 방법은 옥탄 (8 개의 탄소 원자를 가진 알데히드) 을 옥탄올로 감소시키는 것입니다. 이는 전형적으로 붕소수소화붕소나트륨 (NaBHcore) 또는 수소화알루미늄리튬 (LiAlHact) 과 같은 환원제를 사용하여 수행된다.

• 화학 반응:
  [\ Text {C}7 \ 텍스트 {H}{15}\ text{CHO} 2H \ rightarrow \ text{C}8 \ 텍스트 {H}{17}\ text{OH} ]

• 온화한 조건: 환원 과정은 비교적 온화한 조건에서 수행 될 수 있으므로 실험실 규모의 합성을 위해 실행 가능한 옵션입니다. 특히 수소화붕소나트륨은 다른 작용기에 영향을 주지 않으면서 선택적 환원을 위한 일반적인 선택이다.

• 제한: 효과적이지만, 이 방법은 강한 환원제의 비용 및 취급 요건으로 인해 수소화 또는 지글러 합성에 비해 산업적 적용에 대해 확장 가능하지 않다.

4.발효

옥탄올을 제조하는 바이오 기반 방법은 유기 물질의 발효를 통한 것입니다. 와 같은 특정 미생물클로스 트리 디움종은 대사 경로를 통해 혐기성 조건에서 옥탄올을 포함한 알코올을 생산할 수 있습니다.

• 장점: 이 방법은 환경 적으로 지속 가능하며 설탕 및 식물 바이오 매스와 같은 재생 가능한 공급 원료에 의존합니다. 또한 폐기물이 발효를위한 투입물로 사용되는 순환 경제의 일부일 수도 있습니다.

• 도전: 발효는 전형적으로 낮은 수율을 초래하고, 다른 알코올과 발효 부산물의 혼합물로부터 옥탄올을 정제하기 위해 상당한 하류 공정을 필요로 한다. 그러나 생명 공학 및 유전 공학의 발전은 미래에이 방법의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

5.옥소 공정 (알켄의 수소화)

옥소 공정은 알켄의 하이드로 포르밀화에 의해 옥탄올과 같은 알코올을 생산하는 데 사용되는 산업 규모의 방법입니다. 이 과정에서 알켄 (예: 헵텐) 은 합성 가스 (수소와 일산화탄소의 혼합물) 와 반응하여 알데히드를 형성하고, 이어서 옥탄올로 수소화됩니다.

• 프로세스의 단계:

• 히드로포르밀화: Heptene은 촉매 (코발트 또는 로듐과 같은) 의 존재 하에서 hydroformylation을 수행하여 옥탄알을 생성합니다.

• 수소화: 이어서, 옥탄알을 앞서 언급된 알데히드 환원 공정과 유사하게 옥탄올로 수소화시킨다.

• 효율성: 옥소 공정은 매우 효율적이며 유연성과 확장 성으로 인해 알코올의 대규모 생산에 일반적으로 사용됩니다. 그것은 출발 알켄에 따라 다양한 알콜을 생산하도록 적응될 수 있다.

결론

옥탄올의 제조 방법은 복잡성, 확장성 및 환경 영향이 다양합니다. 옥탄 산 및 지글러 알코올 합성의 수소화에서 옥탄 및 발효의 감소에 이르기까지 각 방법은 고유 한 산업적 관련성을 가지고 있습니다. 응용 프로그램 및 원하는 순도에 따라 제조업체는 다른 방법보다 한 방법을 선택할 수 있습니다. 이러한 방법을 이해하면 옥탄올이 광범위한 상업적 용도로 어떻게 생산되는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.