Биология » Химические реакции в микрогетерогенных системах » Решение проблемы несовместимости реагентов

Решение проблемы несовместимости реагентов
Страница 1

В органическом синтезе одной из распространенных практических проблем является достижение эффективного контакта между неполярными органическими компонентами и неорганическими солями. Существует множество примеров важных реакций, в которых исследователи сталкиваются с этой проблемой: щелочной гидролиз сложных эфиров, окислительное расщепление олефинов перманганатом и периодатом, присоединение групп HSCb- к альдегидам и концевым алкеновым связям, получение алкилсульфонатов при взаимодействии алкилхлоридов с сульфитами или при присоединении гидросульфит-иона к б-олефиноксидам. Этот список можно продолжить. Для всех приведенных примеров характерна общая проблема совместимости реагентов, особенно если органический компонент представлен большими неполярными молекулами.

Сейчас уже разработаны различные пути решения проблемы плохого межфазного контакта, затрудняющего проведение реакций органического синтеза. Один из них — использование растворителя или смеси растворителей, способных растворять как органическое соединение, так и неорганические соли. Для этой цели иногда пригодны полярные апротонные растворители, но большинство из них не подходят для крупномасштабных производств либо из-за токсичности, либо из-за трудности их удаления вакуумной перегонкой.

Альтернативный путь заключается в проведении реакций в системах с двумя несмешивающимися растворителями. При этом площадь межфазного контакта можно увеличивать путем перемешивания. При проведении реакций в двухфазных системах полезно использовать реагенты, обладающие свойствами межфазных переносчиков. Такими свойствами обладают четвертичные аммониевые соединения и краун-эфиры. Последние оказались также весьма эффективны для решения проблемы контакта разнородных фаз, однако их использование ограничено высокой стоимостью. Полиоксиэтиленовые соединения с открытыми цепями часто обнаруживают эффекты, аналогичные описанным для краун-эфи-ров, и могут представлять практический интерес как альтернативные реагенты, обеспечивающие межфазный перенос.

Микроэмульсии одинаково хорошо растворяют гидрофобные органические вещества и неорганические соли. Эти макроскопически гомогенные системы в микроскопическом масштабе представляют собой дисперсии и могут рассматриваться как промежуточные системы между однофазными растворами и истинно двухфазными системами. В связи с этим микроэмульсии являются альтернативой двухфазных систем с межфазными переносчиками. Сказанное можно показать на примере микроэмульсий, использующихся для детоксикации горчичного газа.

Горчичный газ — широко известный представитель химического оружия. Несмотря на то, что в лабораторных условиях он подвержен быстрой гидролитической дезактивации, когда скорости измеряются при низких концентрациях субстрата, на практике его дезактивация происходит не столь легко. Из-за очень низкой растворимости в воде горчичный газ в течение многих месяцев остается на поверхности воды. Добавление каустической соды не приводит к заметному увеличению скорости его гидролитического распада. Микроэмульсии были исследованы в качестве сред для гидролиза и окисления «полугорчичного» газа — вещества, моделирующего горчичный газ. Оказалось, что окисление гипохлоритом протекает чрезвычайно быстро как в микроэмульсиях «масло в воде», так и «вода в масле». В микроэмульсиях, основанных на ПАВ любого типа, полное окисление «полугорчичного газа» до сульфоксида происходило не более чем за 15 с. Эта реакция протекает за 20 мин в двухфазных системах в присутствии межфазных переносчиков.

Рис. 6. Превращение 2-хлорэтилсульфида: в 2-гидроксиэтил-сульфид в щелочной среде и в 2-хлорэтилсульфоксид под действием гипохлорита натрия

Микроэмульсии как реакционные среды можно использовать в качестве альтернативы катализа с фазовым переносом. При этом наилучших результатов добиваются при комбинации обоих подходов. Скорость реакции

Страницы: 1 2

Статьи и публикации:

Основные черты современного естествознания как науки
Механистичность и метафизичность классической науки сменились новыми диалектическими установками всеобщей связи и развития. Механика больше не является ведущей наукой и универсальным методом изучения окружающих явлений. Классическая модел ...

Покровные ткани
Они исполняют роль пограничного барьера, отделяя ниже лежащие ткани от окружающей среды. Первичные покровы растения состоят только из живых клеток. Вторичные и третичные покровы – в основном из мертвых с толстыми клеточными стенками. Осн ...

Развитие эмбриологии животных и растений
В эмбриологии продолжались традиции сравнительного изучения начальных стадий развития позвоночных, но недостаточно проводились исследования зародышевого развития беспозвоночных. Прогресс в изучении эмбрионального развития беспозвоночных ...

Разделы