Kaedah penyediaan Chloropropene

Chloropropene, juga dikenali sebagai 3-chloropropene atau allyl klorida, adalah perantaraan kimia berharga yang digunakan secara meluas dalam pengeluaran pelbagai sebatian organik, terutamanya dalam sintesis epichlorohydrin dan plastik. Memahami yangKaedah penyediaan chloropropeneAdalah penting untuk jurutera kimia, penyelidik, dan profesional dalam industri kimia yang bertujuan untuk mengoptimumkan proses atau membangunkan aplikasi baru. Dalam artikel ini, kami akan meneroka beberapa kaedah utama untuk menghasilkan chloropropene, memberi tumpuan kepada tindak balas kimia, pemangkin, dan keadaan yang terlibat dalam setiap proses.

1. Pengklorinan langsung propilena

Salah satu kaedah yang paling biasa dan berdaya maju secara komersial untuk menyediakan chloropropene adalahPengklorinan langsung propelin. Proses ini melibatkan tindak balas propelin (C₃H₆) dengan gas klorin (clbium) dengan kehadiran cahaya ultraviolet (UV) atau pemangkin.

Mekanisme dan syarat-syarat

Tindak balas pengklorinan langsung biasanya berlaku dalam fasa gas pada suhu antara 500 ° c dan 550 ° c. Mekanisme ini melibatkan tindak balas penggantian radikal di mana atom klorin menggantikan satu atom hidrogen dari propelin, membentuk chloropropene (c₃hcl cl). Persamaan bagi tindak balas ini adalah seperti berikut:

[ C₃hclcl₂ \ rightarrow c₃hcl cl HCl ]

Hasil sampingan tindak balas ini adalah hidrogen klorida (HCl), yang perlu diuruskan dalam pemprosesan hiliran. Salah satu kelebihan kaedah ini ialah ia menggunakan bahan mentah yang sedia ada, menjadikannya kos efektif untuk pengeluaran berskala besar. Walau bagaimanapun, mengawal 'selectivity' tindak balas adalah kritikal, kerana terlalu pengklorinan boleh membawa kepada pembentukan produk sampingan yang tidak diingini seperti dichloropropes.

2. Hydrochlorination alkohol Allyl

Satu lagi kaedah yang cekap untuk penyediaan chloropropene melibatkanHydrochlorination alkohol allyl (C₃H₅OH). Dalam proses ini, alkohol allyl bertindak balas dengan hidrogen klorida (HCl) untuk menghasilkan chloropropene dan air.

Proses tindak balas

Hydrochlorination alkohol allyl berlaku pada suhu yang agak rendah, biasanya sekitar 150 ° c hingga 200 ° c. Tindak balas hasil mengikut persamaan berikut:

[ C₃H₅OH HCl rightarrow c₃hcl cl H₂O ]

Kaedah ini adalah sangat terpilih untuk pengeluaran chloropropene, dan tindak balas boleh catalyzed oleh pemangkin asid seperti asid sulfurik atau pemangkin asid pepejal. Oleh kerana alkohol allyl adalah perantaraan dalam pelbagai proses kimia, kaedah ini boleh diintegrasikan ke dalam rantaian pengeluaran kimia pelbagai langkah, meningkatkan kecekapan proses keseluruhan.

3. Dehydrochlorination 1,2-Dichloropropane

Kaedah ketiga untuk dipertimbangkan adalahDehydrochlorination 1,2-dichloropropane (c₃hclcl₂). Dalam pendekatan ini, 1,2-dichloropropane menjalani tindak balas dehydrochlorination, di mana molekul hidrogen klorida (HCl) dihapuskan, mengakibatkan pembentukan chloropropene.

Keadaan tindak balas

Tindak balas ini memerlukan persekitaran yang asas dan biasanya dijalankan menggunakan asas yang kukuh seperti natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida (KOH) kehadiran pelarut seperti etanol. Tindak balas hasil seperti berikut:

[ C₃h₆cl✤ NaOH rightarrow c₃hcl cl NaCl H₂O ]

Kaedah dehydrochlorination adalah berfaedah apabila dichloropropane boleh didapati sebagai satu hasil sampingan daripada proses-proses kimia yang lain. Walau bagaimanapun, keperluan untuk asas-asas yang kukuh dan berhati-hati mengendalikan produk oleh (contohnya, natrium klorida) membuat proses ini kurang menguntungkan untuk pengeluaran secara besar-besaran berbanding pengklorinan langsung.

4. Pengklorinan Allylic propana

Kaedah yang kurang biasa tetapi ketara untuk penyediaan chloropropene adalah dalamPengklorinan allylic propane (C₃H₈). Dalam tindak balas ini, propane adalah berklorin pada suhu tinggi (biasanya melebihi 500 ° c) kehadiran radikal penggerak atau pemangkin, seperti cahaya UV atau pemangkin halide logam.

Mekanisme tindak balas

Dalam proses ini, atom klorin substitutes atom hidrogen pada kedudukan allylic (karbon di sebelah bon double) molekul propane, membentuk chloropropene. Mekanisme tindak balas adalah serupa dengan pengklorinan langsung propelin tetapi bermula dari hidrokarbon tepu.

Walaupun kaedah ini kurang biasa digunakan kerana hasil yang lebih rendah dan isu-isu 'selectivity', ia boleh menjadi berguna apabila propane boleh didapati sebagai bahan mentah kos rendah dalam konteks industri tertentu.

Kesimpulan

Secara ringkasnya, terdapat beberapaKaedah penyediaan chloropropene, Masing-masing dengan kelebihan dan cabaran tersendiri. Pengklorinan langsung propilena digunakan secara meluas dalam pengeluaran berskala besar kerana kesederhanaan dan keberkesanan kos, manakala hidroklorinasi alkohol allyl menyediakan laluan yang lebih selektif. Dehydrochlorination 1,2-dichloropropane menawarkan alternatif apabila perantaraan tertentu boleh didapati, dan pengklorinan allylic propana boleh dipertimbangkan apabila menggunakan hidrokarbon tepu.

Memilih kaedah yang sesuai bergantung kepada faktor-faktor seperti ketersediaan bahan mentah, integrasi proses, dan skala pengeluaran yang dikehendaki. Bagi profesional dalam industri kimia, memahami kaedah ini adalah penting untuk mengoptimumkan pengeluaran chloropropene dan meningkatkan kecekapan proses keseluruhan.