Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Χ Ρ Ω Μ Α Τ Ω Ν ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ ΧΗΜΕΙΑ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Δρ. Ι.Γ.Καράλη.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Χ Ρ Ω Μ Α Τ Ω Ν ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ ΧΗΜΕΙΑ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Δρ. Ι.Γ.Καράλη."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Χ Ρ Ω Μ Α Τ Ω Ν ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ ΧΗΜΕΙΑ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Δρ. Ι.Γ.Καράλη

2 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Για τη μετατροπή των πρώτων υλών σε χρώματα, απαιτείται συνεχής σειρά φυσικοχημικών διεργασιών, οι οποίες για καθαρά διδακτικούς λόγους θα θεωρηθεί ότι πραγματοποιούνται ΣΕ ΤΕΣΣΕΡΑ ΣΤΑΔΙΑ.

3

4 Η ΠΡΩΤΗ ΥΛΗ είναι ΑΡΩΜΑΤΙΚΟΙ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ ΟΙ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ είναι, ως επί το πλείστον, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΦΙΛΕΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ και το ΤΕΛΙΚΟ ΠΡΟΪΟΝ είναι ΜΟΝΟΠΑΡΑΓΩΓΟ ‘Η ΠΟΛΥΠΑΡΑΓΩΓΟ ΤΩΝ ΑΡΩΜΑΤΙΚΩΝ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ

5 Σουλφονυλίωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η σουλφονυλίωση είναι αντίδραση Ηλεκτρονιόφιλης Αντικατάστασης με Υπόστρωμα ένα αρένιο ή παράγωγο του και αντιδραστήριο προσβολής το ηλεκτρονιόφιλο τριοξείδιο του θείου ή το ατμίζων θειικό οξύ, προς παραγωγή σουλφονικού οξέος

6 1.Άμεση σουλφονυλίωση με πυκνό θειικό οξύ ή ατμίζων θειικό οξύ (oleum) Η σουλφονίωση πραγματοποιείται με επίδραση πυκνού θειικού οξέος % ή με ατμίζον θειικό οξύ (oleum) που είναι διάλυμα SO 3 σε θειικό οξύ. και θέρμανση σε υψηλή θερμοκρασία: ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Σουλφονυλίωση

7 2.Άμεση σουλφονυλίωση με επίδραση χλωροσουλφονικού οξέος ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Σουλφονυλίωση Η σουλφονυλίωση με επίδραση χλωροσουλφονικού οξέος ( ClSO 2 OH) ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΜΟΝΟ ΣΕ ΕΙΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ, όπως της σουλφονυλίωσης της ανιλίνης, του τολουολίου και κυρίως υποκατεστημένων προϊόντων ναφθαλενίου και ανθρακινόνης. Χρησιμοποιείται επίσης για την εισαγωγή της χλωροσουλφονικής ομάδας ( -SO 2 Cl ) στον αρωματικό δακτύλιο

8 3.Σουλφονίωση με ipso Πυρηνοφιλική Υποκατάσταση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Σουλφονυλίωση Υδρογονοθειώδους Νατρίου Σε μερικές περιπτώσεις γίνεται ipso Πυρηνόφιλη Αρωματική Υποκατάσταση χλωρίου, βρωμίου, υδρόξυ ομάδας, νίτρο και νίτρωδο ομάδας, από σουλφονική ομάδα, ΟΤΑΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΣΕ ΘΕΣΗ ΟΡΘΟ ΄Η ΠΑΡΑ ΄Η ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΔΥΟ, ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΑΠΟΧΩΡΟΥΣΑ ΟΜΑΔΑ ΟΜΑΔΕΣ ΔΕΚΤΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ.

9 ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η ΣΟΥΛΦOΝΥΛΙΩΣΗ ΕΙΝΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ τα παραγόμενα Αρωματικά Σουλφονικά οξέα ΕΙΝΑΙ ΙΣΧΥΡΑ ΟΞΕΑ και θερμαινόμενα με αραιά υδατικά διαλύματα οξέων ΠΑΡΕΧΟΥΝ ΕΥΚΟΛΑ ΑΡΩΜΑΤΙΚΟΥΣ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ ( ΑΠΟΣΟΥΛΦΟΝΙΩΣΗ )

10 1. Αντικατάσταση με Υδρογόνο ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αποσουλφονυλίωση Η αποσουλφονυλίωση, επιτυγχάνεται με βρασμό του σουλφονικού οξέος.

11 2.Aντικατάσταση με Αλκόξυ ομάδα (–OR) ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αποσουλφονυλίωση Πραγματοποιείται με θέρμανση του σουλφονικού οξέος με διάλυμα αλκοολικού άλατος. Εφαρμόζεται συνήθως σε παράγωγα της ανθρακινόνης.

12 3.Αντικατάσταση με Νιτρομάδα ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αποσουλφονυλίωση Πραγματοποιείται με επίδραση πυκνού Νιτρικού οξέος.

13 4.Αντικατάσταση με Χλώριο ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αποσουλφονυλίωση Με επίδραση χλωρικού νατρίου και υδροχλωρικού οξέος, ή με βρασμό με πενταχλωριούχο φωσφόρο με κάθετο ψυκτήρα

14 Αντικατάσταση με υδροξυλομάδα ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αποσουλφονυλίωση Η αντικατάσταση αυτή είναι η σπουδαιότερη παρασκευή φαινολών και πραγματοποιείται με Σύντηξη Αλάτων νατρίου αρωματικών σουλφονικών οξέων και στη συνέχεια όξινη υδρόλυση του ενδιαμέσου προϊόντος.

15 Νίτρωση Η νίτρωση των αρωματικών υδρογονανθράκων είναι η διεργασία μέσω της οποίας εισάγεται στον αρωματικό δακτύλιο η νιτρομάδα ( -ΝΟ 2 ) ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η Νίτρωση είναι πολύτιμη διεργασία γιατί οι παραγόμενες νιτροενώσεις ανάγονται εύκολα, παρέχοντας αντίστοιχες αμίνες, οι οποίες έχουν ευρύτατη εφαρμογή στη Χημεία των Χρωμάτων. Ο μηχανισμός της Νίτρωσης, είναι αντίδραση ΑΡΩΜΑΤΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΦΙΛΗΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

16 Νίτρωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η νίτρωση του ναφθαλενίου δίνει σχεδόν αποκλειστικά το 1-Νιτροναφθαλένιο

17 Νίτρωση με αραιό Νιτρικό οξύ Νίτρωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Οι φαινόλες νιτρώνονται με επίδραση αραιού Νιτρικού Οξέος ( C= 20 % κ.β.).

18 Αλογόνωση 1.Απευθείας χλωρίωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Το ναφθαλένιο δίνει σχεδόν αποκλειστικά α-μονοπαράγωγο.

19 2.Εισαγωγή χλωρίoυ με επίδραση σουλφουρυλοχλωριδίου (SO 2 Cl 2 ) ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αλογόνωση Το σουλφουρυλοχλωρίδιο χρησιμοποιείται ΩΣ ΜΕΣΟ ΧΛΩΡΙΩΣΕΩΣ των φαινολών και των αμινών ΑΝΤΙ ΤΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΧΛΩΡΙΟΥ για να αποφευχθεί η οξείδωση τους.

20 3.Εισαγωγή χλωρίου με επίδραση NaOCl ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αλογόνωση H μέθοδος χρησιμοποιεί το υποχλωριώδες νάτριο ( NaOCl ) σε μίγμα με ανόργανα οξέα και ΒΡΙΣΚΕΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ στην χλωρίωση φαινολών, ΠΑΡΟΥΣΙΑ ανόργανων οξέων

21 4.Εισαγωγή μέσω Διαζωνιακών Αλάτων ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αλογόνωση Η καλύτερη μέθοδος εισαγωγής στον αρωματικό πυρήνα χλωρίου, καθώς και των άλλων αλογόνων, είναι μέσω των διαζωνιακών αλάτων.

22 5.Εισαγωγή χλωρίου σε αλειφατική διακλάδωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αλογόνωση Όταν αρωματική ένωση με πλευρική αλειφατική διακλάδωση προσβληθεί, παρουσία φωτός, από χλώριο, τότε το χλώριο εισέρχεται στην αλειφατική αλυσίδα. Οι παραγόμενες ενώσεις είναι πολύτιμες στην παραγωγή χρωμάτων.

23 Η αντικατάσταση του χλωρίου των αρυλοχλωριδίων, ή και του βρωμίου των αρυλοβρωμιδίων, ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΜΕ ΠΥΡΗΝΟΦΙΛΗ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ, εφόσον υπάρχει σε θέση όρθο ή πάρα ή και στις δύο, ως προς την αποχωρούσα ομάδα. ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Αντικατάσταση Αλογόνου

24 Νιτρόδωση Νιτρόδωση ονομάζεται η εισαγωγή στον αρωματικό δακτύλιο της νίτροδω ή νιτροσο ομάδας (-ΝΟ). ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η αντίδραση είναι ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΦΙΛΗ ΑΡΩΜΑΤΙΚΗ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ με αντιδραστήριο προσβολής το νιτρόζυλο κατιόν ( ΝΟ + )

25 1.Νιτρόδωση φαινολών- ναφθολών Νιτρόδωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η νιτρόδωση της φαινόλης και των α- και β- ναφθολών γίνεται εύκολα. Οι ο-νιτροδωναφθόλες σχηματίζουν με μεταλλικά κατιόντα,Fe 2+,Co 2+, Ni 2+, ΕΓΧΡΩΜΑ ΣΥΜΠΛΟΚΑ (λάκες),τα οποία βρίσκουν εφαρμογή ως ΧΡΩΜΑΤΑ ΤΥΠΟΒΑΦΙΚΗΣ της κατηγορίας των νιτρωδωχρωμάτων και ΩΣ ΧΡΩΜΑΤΑ ΕΠΙΣΤΡΩΣΕΩΣ.

26 2.Νιτρόδωση Αρωματικών Αμινών Νιτρόδωση ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η π-νίτροδω-Ν,Ν-διμεθυλανιλίνη είναι πράσινη και ευρίσκει ευρεία χρήση στη σύνθεση χρωμάτων. Ν,Ν-διμεθυλανιλίνη Οι αρωματικές αμίνες αντιδρούν με το Νιτρώδες οξύ, μέσω ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΦΙΛΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΣ και το προϊόν ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΑΜΙΝΗΣ. ΟΙ ΠΡΩΤΟΤΑΓΕΙΣ ΑΡΩΜΑΤΙΚΕΣ ΑΜΙΝΕΣ ΠΑΡΕΧΟΥΝ ΔΙΑΖΩΝΙΑΚΑ ΑΛΑΤΑ, ΟΙ ΔΕΥΤΕΡΟΤΑΓΕΙΣ ΚΑΙ ΟΙ ΤΡΙΤΟΤΑΓΕΙΣ ΠΑΡΕΧΟΥΝ ΝΙΤΡΟΔΩΑΜΙΝΕΣ.

27 FRIEDEL-CRAFTS Αλκυλίωση –Ακυλίωση (Αλκανοϋλίωση) ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η αντίδραση Friedel - Crafts γίνεται παρουσία AlCl 3 αλλά και άλλων ενώσεων που είναι οξέα Lewis όπως πχ BF 3, HF, φωσφορικό οξύ ΕΙΝΑΙ Η ΠΛΕΟΝ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΓΙΑ ΝΑ ΕΙΣΑΓΟΥΜΕ ΑΛΚΥΛΟΜΑΔΕΣ ΚΑΙ ΑΚΥΛΟΜΑΔΕΣ ΣΤΟΥΣ ΑΡΩΜΑΤΙΚΟΥΣ ΠΥΡΗΝΕΣ.

28 FRIEDEL -CRAFTS­ Αλκυλίωση –Ακυλίωση (Αλκανοϋλίωση) ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Η αλκυλίωση των μονοπαραγώγων του βενζολίου (C 6 H 5 -Y ), ΔΕΝ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΕΙΤΑΙ όταν ο ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΗΣ Υ ΕΙΤΕ ΕΙΝΑΙ ΟΜΑΔΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΕΛΚΤΙΚΗ, ΕΙΤΕ ΕΙΝΑΙ ΑΜΙΝΟΜΑΔΑ ΄Η ΠΑΡΑΓΩΓΑ ΤΗΣ ΠΟΥ ΑΝΤΙΔΡΟΥΝ ΜΕ ΤΟ AlCl 3

29 H αντίδραση FRIEDEL – CRAFTS πραγματοποιείται και με πολυαλογονίδια FRIEDEL -CRAFTS­ Αλκυλίωση –Ακυλίωση (Αλκανοϋλίωση) ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

30 ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Το βενζόλιο όπως και τα αλκάνια δεν οξειδώνεται από τα συνήθη οξειδωτικά μέσα (KMnΟ 4, K 2 CrO 7 κλπ) ο βενζολικός δακτύλιος που φέρει πλευρική αλυσίδα οξειδώνεται εύκολα. Η ΠΛΕΥΡΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ ΟΞΕΙΔΩΝΕΤΑΙ ΣΕ ΚΑΡΒΟΞΥΛΟΜΑΔΑ ΟΣΑΔΗΠΟΤΕ ΑΤΟΜΑ ΚΑΙ ΑΝ ΠΕΡΙΕΧΕΙ.

31 1.Οξείδωση με Οξείδια και Υπεροξείδια 2. Οξείδωση με PbO 2 ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ

32 3.Οξείδωση με υποχλωριώδες νάτριο ( NaClO ) 4.Οξείδωση με τριχλωριούχο σίδηρο (FeCl 3 ) O τριχλωριούχος σίδηρος χρησιμοποιείται σε εκλεκτικές οξειδώσεις στην τελική φάση παραγωγής χρωμάτων ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ

33 Η ΣΥΝΗΘΕΣΤΕΡΗ ΑΝΑΓΩΓΙΚΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗ ΧΗΜΙΚΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΧΡΩΜΑΤΩΝ ΕΙΝΑΙ Η ΑΝΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΝΙΤΡΟΕΝΩΣΕΩΝ ΠΡΟΣ ΑΜΙΝΕΣ. ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ Με επίδραση ισχυρών αναγωγικών (SnCl 2 ) Mε επίδραση ήπιων αναγωγικών και με κατάλληλες ρυθμίσεις του pH του αντιδρώντος μίγματος παράγονται διάφορα ενδιάμεσα προϊόντα

34 ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ 1.Καταλυτική Υδρογόνωση Οι περισσότερες καταλυτικές υδρογονώσεις, μικρής κλίμακας, πραγματοποιούνται στην υγρή φάση, σε υδατικά ή και άλλα συστήματα διαλυτών. Καταλυτικές υδρογονώσεις, σε μεγάλη κλίμακα, πραγματοποιούνται στην αέρια φάση.

35 ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ 2.Αναγωγή με σίδηρο κατά Bechamp H μέθοδος χρησιμοποιεί χυτοσίδηρο, σε μορφή λεπτής σκόνης, εντός ζέοντος ύδατος παρουσία μικρής ποσότητας οξέος, Το αναγωγικό μέσο είναι το αέριο υδρογόνο Η 2 ‘’εν τω γεννάσθαι’’ που παράγεται από την επίδραση του ζέοντος ύδατος στον χυτοσίδηρο. Η παρουσία οξέων, κυρίως υδροχλωρικού, οξικού και φορμικού, επιταχύνει την αντίδραση. Η ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΕΧΕΙ ΩΣ ΕΞΗΣ:

36 ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ 3.Αναγωγή με ψευδάργυρο Η αντίδραση αναγωγής με ψευδάργυρο γίνεται συνήθως σε υδατικό διάλυμα ή σε αλκοολικό διάλυμα καυστικού νατρίου ή και σε διάλυμα μη πολικού διαλύτη. το Kαυστικό νάτριο είναι διαλυμένο σε νάφθα

37 ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ 4.Αναγωγή με Υδρογονοθειώδες Νάτριο( NaHSO 3 ) Η αναγωγή με NaHSO 3 προκαλεί ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΟΥΛΦΟΝΙΚΗΣ ΟΜΑΔΑΣ. Η μέθοδος αυτή ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ για την ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΔΙΑΜΕΣΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΝΙΤΡΩΔΟ Η ΚΑΙ ΝΙΤΡΟ ΕΝΩΣΕΙΣ Tαυτόχρονη σουλφονυλίωση από το Υδρογονοθειώδες οξύ.

38 ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ 5.Αναγωγή με Θειούχα Άλατα Τα Θειούχα, τα Υδρογονοθειούχα και τα Πολυθειούχα μετά νατρίου άλατα, Na 2 S, NaHS, Na 2 Sx ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΣΕ ΕΚΛΕΚΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΩΓΕΣ ΝΙΤΡΟΕΝΩΣΕΩΝ ΠΡΟΣ ΑΜΙΝΕΣ. Η ΑΝΑΓΩΓΗ ΜΕ ΘΕΙΟΥΧΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΕΠΙΣΗΣ ΣΕ ΕΚΛΕΚΤΙΚΗ ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΑΖΩΟΜΑΔΑΣ

39 ΑΝΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ 6. Αναγωγή με Διθειoνώδες Νάτριο (Na 2 S 2 O 4 ) To Διθειονώδες νάτριο (Sodium hydrosulfite ή Sodium dithionite) χρησιμοποιείται για την ΑΝΑΓΩΓΙΚΗ ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΑΖΩΕΝΩΣΕΩΝ ΠΡΟΣ ΑΜΙΝΕΣ. Η αναγωγική διάσπαση γίνεται σε αλκαλικό περιβάλλον Ηλεκτρολυτική Αναγωγή: Η μέθοδος αυτή έχει περιορισμένες εφαρμογές. Χρησιμοποιείται κυρίως για την ΑΝΑΓΩΓΗ ΤΟΥ ΝΙΤΡΟΒΕΝΖΟΛΙΟΥ ΣΕ ΝΙΤΡΩΔΟΒΕΝΖΟΛΙΟ ΄Η ΦΑΙΝΥΛΥΔΡΟΞΥΛΑΜΙΝΗ.

40


Κατέβασμα ppt "ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Χ Ρ Ω Μ Α Τ Ω Ν ΠΡΩΤΟ ΣΤΑΔΙΟ ΧΗΜΕΙΑ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Δρ. Ι.Γ.Καράλη."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google