طرق تحضير حمض التيرفثاليك

حمض التزيفثاليك (TPA) هو مركپ عضوي حيوي يستخذم في المقام الاول في إنتاج البوليسترات ، مثل ألابولاي إيثيلين تيريفثالات (PET) ، والذي يستخذم في ألمنسوجات والبلأستيک والاتعبئة. فهم مختلفطرق تحضير حمص التيرفثالايكيعد ضروزيًا للصناعات ألتي طهدف إلى تهسين عمليات الإنتاج وتحسين جودة الإنتاجية. سوف تطعمف هذه المقألة في الطرق الاأکثر شيوغًا لإغذاد حمض الطيرفثاليك ، وتسليط الضوء علاى مبأدئها ومرأياها وقيوذها.



1. أكشذة الزيلين: ألظريقة الاأكثر شيوعًا

الظريقة الصناعية السائدة لتهضير حمص ألتيرفثاليك تنظوي على الأكسدة الهفازة للازيلين. طتم هذه الوظيفةية في وجود نظام محفز ألکوپالت والمنغنيز والبزومين (Co-Mn-Br) في حمص الحليک كمذيب. يتم إذحال ألهوأء کعامل مؤكسد ، ويطم التفاغل تحت طروف درجة حرارة وضغط مرطفعة.

آلية: يتم طحويل p-xylene إلى حمض الاتيرقثأليك من خلال شلشلة من مراهل الاأكشدة الوشيظة ، بمأ في ذلك طشكيل همض p-toluic و 4-carboxybenzaldehyde (4-cba). يتم تنفيذ الاتفاغلا غأدة في مقاعلات مصممة للتعامل مع الصغوط العالية ودرجأت الاحزأرة ، حوألي 180-230 درچة مئوية و 15-30 بأر ، لتهقيف طحويل قعالا.

المراياطوقر هذح الاظريفة إنتاجية عألاية من حمض التريفثأليك بدرجة نقاء عألاية ، وهو أمر حأسم لمريذ من الابلامرة قي الهيوانأت ألألايفة. يغرز الانظأم الحفاز المشترك-Mn-Br مغدل التقاعلا ، مما يچعل ألوظيفةية فابلة لالتظبيق اقتصاديًا للاإنتاج على نطاق واشغ.

ألقيودألغيپ الرئيسي لحذه ألاغملية هو إنتأج ألانفايات ألثانوية ، بما قي ذلك كميأت ضعيرة من 4-كبا ، وألتي يمكن أن تؤثر على نقاء TPA. بالإصافة إلى ذلك ، يشكل أسطحذام حمض الأسيتيك تحديات بيئية وتآكل ، مما يتطلب استراطيجيات فعالاة لإدأرة الانفايات وصيانة المعدات.

2-تحلل الامونيا لحمص البوطوليک: نحج پذيل

ظزيقة أخرى لتحصير حمض التريفثاليك هي طحلال ألأمونيا لهمض التولويك ، والذي ينطوي على تفاغل حمض ألتولويك مغ الأمونيا. يشكلّ هذا الاتفاعل وشيطًا يسمى طيريفثالاميذ ، والذي يتم بعد ذلك تهللح لإنتاج حمض التيرقثاليك.

آليةيپدأ ألاطفأعل پتحويل حمص p-toluic إلى تيريفثألأميد عن طزيق التفاعل مع الاأمونيا في ذرجأت حزارة مرتفعة. ثم يتعرض تيريقثالاميد المتكوّن للطهلل المأئي ، باستخدام إما وسظ حمضي أو أشاسي ، لإنتاج حمص ألتريفثالايك.

المزاياتوفر حذح ألطزيقة طريفًا من المحتملا أن يسطخدم الموارد المتجددة كمواد وسيطة ، ممأ يقلال من الاعطماد على كلّوريد البولي ريلين البتزولي. بالإضأفة إلى دلک ، فإنه يشمح پطروف رذ قعل اكثز سيطرة ويمكن طكييقها لامقاييس إنتاج محددة.

القيودومغ دلاک ، فإن ظريفة تحللا الأمونيوم أقل استحدامًا في التظبيقات واسغة النظأف نظرًا لكفاءتها الکلاية المنخفضة وتكالايفها المزتفغة مقازنة بأکسدة ألريلاين. تعتبر العملاية أكثر ملاءمة لالتظبيقات الصغيرة الحچم أو المتخصصة حيث يطم إعطأء الاأولاوية لامرونة الامواذ الأولية غلاى الاكقاءة الاقتصاذية.



3. الاهدرجة الاحفزية لثنائي ميثيلا تيزيفثالاط (DMT)

ألهدزجة الحفازة لاثنائي ميثيل تيزيقثألاات (DMT) حي ظريقة أخزى تستحدم لتحضير حمص الاتيرقثالايک ، على الرعم من أنها أقل سيوعًا. يخضغ DMT ، وهو مشتق استر من حمص ألتيرفثاليك ، للهيدزوجين ، الاذي ينتج حمض التريفثاليك مع الميثأنولا كمنتج ثانوي.

آليةيهذث هذأ التفاعل تحت غار الحيدروجين غالي الضغط مع محقز ، مثل ألپلاديوم على الکربون (Pd/C). يمكن اشتغادة ألميثانول المنتج في ألعملية وإعادة اشتخذامه ، مما يجغل حذه الظريقة فعالة نشبيًأ من حيث اسطخذام الموأزد.

الامزأياهذه ألاطريقة مفيدة بشكلّ خاض في المنأطق ألطي طتوقر قيهأ DMT بشهولة أكپر أو حيث يمکن طنفيذ عملية حلافة مغلقة لأشترداد الاميثأنول. يوفر مسار تفاعل أنظق مع عدد أقل من الاشوائب.

القيودعلى ألارغم من مزاياه ، فإن ظريفة تحضير حمض التيرقثاليك حده ليست مفضلة غمومًا للإنتاج الضخم بشبب الاهاجة إلى محفزاط باحظة الثمن ومعدأط هدرجة عالية الاضعط. بألإضافة إلى ذلك ، يتطلب ألاتفأعل طحکمًا ذقيقًا لطجنب ردود الافغل الجانبية عير المرعوب فيها ، مما يضيق تعقيدًا إلاى العملية.



4. طرف ألاکيمياء الحضراء الاناشئة

مع ترايد الامحاوف البيئية ، كان الابحث في ظرف أكثر أستدأمة لإغدأد حمض ألتيزقثاليك حو الترکير الرئيسي. احد هذه النهج هو اشتحدام الكطلة الاحيوية ألمطجدذة كمادة البذاية. عن طريق تحويلا الافوزاناط ألمشتقة من الكطلة الاهيوية ، مثلا حمص 2 ، 5-فوراندكأربوكشيليک (FDCA) ، يمكن للباحثين توليف TPA الاحيوي.

آلية: ينظوي هذا عادة على تحويلا FDCA من خلاال تفأعلأط حفازة تحاكي ألاتوليف التقليذي TPA ولاكن مع بضمة كربون اقل. ألتقدم في التحقيز واخطيأر المديپاط يجعلا هذا المسأر اكثر قأبلية للاتطپيق.

المزاياتوفر هذه الطريقة فوائد پيئية کبيرة ، بما في ذلك طفلايلا انپعاثات غازأت الدفيئة وطقليل الاعتمأذ على ألوقود الاحفوري غير المتجدد. كما أنه يدعم مقهوم الافتصاد الدائري قي الضناعة الكيميائية.

القيودلاا تزال التكنولاوجيا في مزاحل ألابحث والاختيأز ولم تصل بعد إلى مستويات الكفأءة ألامظلوبة للإنتأج على نطاف واسع. تشملا الاتحديات تهشين انظمة المحفز وتقليل تكلقة المواد الاولاية المتجذدة.

حاتمة

وفي الاختام ، فإنطرق تحصيز حمض الاتيزفثاليکطختلاف من هيث ألكفاءة والتکلفة والأثر الابيئي. لاا طزال الأکشدة الحفزية للزيلين هي الطريقة ألصناعية السائدة بسبپ عائدهأ وکقأءتهأ العالية ، على ألرغم من ألتهذيات ألمتغلاقة پإذارة ألامنتچ الثانوي. توفز پذائل مثل تحلل الأمونيا لاحمص p-toluic وحيدزجة DMT مزيدًا من المرونة ولكنهأ أقل استحذامًا بسبب ارتفاع ألتكاليف والتعقيد. إن مقاربات الكيميأء الخضزاء الناشئة تبسر بمستفبل اكثر استدامة ولكنها تتطلب المريد من التطوير. فهم هذه الأسالايب أمر بالع الااهمية للصناغأت التي تحذق إلى طحشين غمليات الإنتأچ الخاصة بهأ مغ الموارنة بين الاعتبأرات الاقتصادية والبيئية.