Kaedah penyediaan Tert butanol

Tert-Butanol, juga dikenali sebagai tert-butanol atau TBA, adalah sebatian organik penting yang digunakan secara meluas dalam pelbagai industri kimia. Ia adalah alkohol tertiari dengan formula molekul C₄H₁₀O, dan ia mendapati aplikasi dalam bidang seperti bahan api aditif, sintesis kimia, dan sebagai pelarut yang. Memahami yangKaedah penyediaan tert-butanolAdalah penting untuk profesional dalam industri kimia. Dalam artikel ini, kami akan meneroka beberapa kaedah yang paling biasa untuk mensintesis tert-butanol dan mekanisme asas di belakang mereka.

1. Penghidratan Isobutene

Salah satu yang paling biasaKaedah penyediaan tert-butanolAdalah penghidratan isobutene (juga dipanggil isobutylene). Kaedah ini melibatkan reaksi isobutene dengan air kehadiran pemangkin asid, biasanya asid sulfurik atau asid fosforik. Proses ini boleh dijalankan sama ada dalam fasa cecair atau fasa wap, bergantung kepada keperluan industri tertentu.

Mekanisme tindak balas penghidratan

Dalam proses ini, isobutene menjalani tindak balas penghidratan asid-catalyzed yang tipikal. Bon double di isobutene diserang oleh proton (H⁺) dari pemangkin asid, membawa kepada pembentukan carbocation yang. Kestabilan carbocation pengajian tinggi (disebabkan oleh kumpulan perangkap menderma elektron yang melekat pada karbon) menjadikannya sangat baik untuk air untuk menyerang carbocation, membawa kepada pembentukan tert-butanol. Kaedah ini digunakan secara meluas kerana kecekapan tinggi dan keberkesanan kos dalam pengeluaran berskala besar.

2. Penapaian gula

Satu lagi kaedah untuk penyediaan tert-butanol melibatkan penapaian diperolehi biojisim gula. Proses ini lebih mesra alam dan telah mendapat daya tarikan dengan peningkatan kimia hijau. Sesetengah mikroorganisma boleh metabolisme gula ke dalam pelbagai alkohol, termasuk tert-butanol, di bawah keadaan anaerobik.

Proses penapaian

Dalam kaedah penapaian, glukosa atau gula fermentable lain pertama dipecahkan oleh enzim ke dalam perantaraan yang mudah. Perantaraan ini kemudian ditukar kepada tert-butanol oleh strain mikrob yang tertentu, sepertiClostridiumSpesies. Kelebihan kaedah ini adalah bahawa ia menyediakan laluan yang boleh diperbaharui untuk pengeluaran tert-butanol. Walau bagaimanapun, hasil tert-butanol dalam penapaian adalah sering lebih rendah berbanding dengan penghidratan isobutene, dan pengoptimuman lagi proses yang diperlukan untuk bolehan komersial.

3. Tindak balas Grignard

Tindak balas Grignard menawarkan laluan lain untuk sintesis tert-butanol. Dalam kaedah ini, tindak balas antara reagent Grignard (biasanya methylmagnesium bromide, CH₃MgBr) dan acetone (CH₃COCH₃) membentuk tert-butanol selepas asid workup.

Langkah-langkah tindak balas

Dalam prosedur ini, reagen Grignard pertama menyerang kumpulan carbonyl aseton, membentuk perantaraan alkoxide. Selepas campuran tindak balas dipadamkan dengan air atau sumber proton yang lain, perantaraan ditukar kepada tert-butanol. Kaedah ini sangat berguna dalam tetapan makmal kerana tahap kawalan dan keupayaan yang tinggi untuk menghasilkan tert-butanol tulen, tetapi ia kurang biasa digunakan dalam pengeluaran perindustrian kerana kerumitan dan kos reagen.

4. Hidrogen di mana tert-Butyl Hydroperoxide (TBHP)

Kaedah yang kurang biasa tetapi berdaya maju untuk menyediakan tert-butanol melibatkan hidrogen di mana tert-butyl hydroperoxide (TBHP). Kaedah ini biasanya digunakan apabila TBHP dihasilkan sebagai satu hasil sampingan dalam proses industri lain, seperti pengoksidaan isobutane.

Tindak balas hidrogen di mana

Dalam proses ini, TBHP catalytically hydrogenated untuk tert-butanol menggunakan palladium atau pemangkin berasaskan nikel. Kelebihan utama kaedah ini adalah utiliti dalam proses di mana TBHP sudah tersedia sebagai perantaraan, menjadikannya laluan mudah untuk pengeluaran tert-butanol dalam konteks tertentu.

Kesimpulan

Memahami yangKaedah penyediaan tert-butanolAdalah penting untuk jurutera kimia dan profesional industri. Sama ada melalui penghidratan isobutene, penapaian gula, tindak balas Grignard, atau hidrogen di mana TBHP, setiap kaedah mempunyai kelebihan dan kelemahan sendiri bergantung kepada skala dan tujuan pengeluaran. Proses perindustrian-skala sering menyokong penghidratan isobutene disebabkan oleh keberkesanan kos dan hasil yang tinggi, manakala pendekatan yang lebih khusus atau alam sekitar sedar boleh memilih untuk penapaian atau hidrogen di mana laluan.