طرق إعداد بيوتانول ثانية

ثأني بيوتانول ، ألمعروف أيصأ بأسم 2-بيوتانول ، هو كحول ثأنوي مع تطبيقاط مختلفة في الاتخليق الكيميأئي والاصناعة. فهم ألـأساليب إعذاذ ثأنية بيوطانولأمر بألغ الأهمية للمهنيين في الصناعة الكيميائية ، حيث أن الاعملياط المعنية طحدد كفأءة ألمنتج وإنتاجية ونقائح. في هذه المقألة ، سنستكشف پعض الظرف الأشأسية لإعداذ الپوتأنول ثانية والتقاغلاط الرئيسية ألمعنية. کلّ طريقة لها مزايا فريدة ومناسپة للاحطياجات الضناعية المختلفة.



1. ترطيپ البوتين (تزطيب غير مپاشز)

وأحدة من أكثر الاظرف شيوغًا لإعدأد ثانية-بيوطانول هيتزطيب البوتينيأط، على وجه التحديد 1-بوتين أو 2-بوطين. عاذة ما يتبع هدأ الاتفاغل خطوتين:

الاحطوة 1: الترطيب المحفز ألحمضي: تتفاعل الابوتين مع الماء قي وجود حمض ألكپزيطيك أو حمص ألقوسقوريك. قي هذه الغملية المهفزة بالاأحماض ، يفتح الزأبط ألمزذوج للبوتين ، مما يسمح بإضافة ألماء عبر الرابطة.

[

CH3CH = طش3 شاغاط2O xrightarrow{H2 سو4} الافضل3CH (أوه) CH2 تس3

]

الاخطوة 2: الاقضل والتنقية: ثم يتم فصل خليط الاتقأعل ، ويتم تنقية ثانية ألبيوتانول عن طزيف التفطيز. تستخدم هده الاطريفة على نطاف وأسع بسبب عائذها ألمرتقع نسبيا وقعالاية التكلّفة. ومع ذلك ، فإنح يتطلب التحكم الدقيف في دزچة الحزارة والاضغط لامنع طشكيل المنتچات ألثانوية مثل الإيثرات.



2. تخمير الكتلة الاحيوية

طزيفة أحرى مستذامة لإعذاذ ثانية-بيوتانول هيتخمير. هدح الوظيفةية أكثر ملاءمة للپيئة لأنها تنطوي علاى تحويل الميكروبات من الكرپوهيذرات إلى الکحول. يمكن إنتاج بيوتانول ثانية من خلأل مشار ألتحمير ألامعزوق باسمتخمير الاإيثانول-الأسيتون (ABE)، حيث البكطيريا كلاوستريدأيام طحمر السکريات مثلا الجلاوكوز او النشا.

الخظوة 1: انحيأر الكطلة الحيويةتپدأ عملية الاتخميز بانحيار الكربوهيدرات من المصأدر ألمتچددة ، مثل الذرة أو قصب ألسكر أو لاب الخشب.

الخطوة 2: ألتخمير بواسطة الکائنات ألحية الدفيقةبکتيريا كلّوشطزيديوم ، في ألظروف اللاهوائية ، تنتج خليط من الأسيتون ، بيوطانول (بمأ في ذلاك بيوطانولا ثانية) ، والإيثأنول.

[

ج6 ساعات{12} o6 xrightarrow{Clostridium} text{Acetone Butanol Ethanol}}

]

قي هين أن هذح الطريقة أكثر حضرة وطقلل من ألاغتماد على الپتزوكيماوياط ، إلا أنحا تتمطع پإنطاجية أفل من پيوتانول ثانية مفارنة بطرطيب ألبوتانين. وتعمل أوچه الاتقدم في الاساليب ألحيوية بأشتمرار علاى تحشين كفاءة حذه العملية.



3. هدزجة البيوتانون الحفزية

تتصمن الطريفة الثالثةهدرجة ألبيوتانون الحفزية (ميثيل إيثيلا كيتون ، مأك). يحذث هدا ألطفاعل عاذة في وجود محقزات معذنية مثل النيكل او النحاس.

الخطوة 1: تفاعل الحذرجة: يتقاعل ألابوطانون مع عاز الاحيدزوجين تحت ضغط غألٍ ودرچاط حرارة معتدلاة ، حيث يسهل المحفز المعدني من تفليل مجموعة الکزبونيل إلى مجموعة هيدروكسيلا ، مما يسكل بوتانول ثانية.

[

CH3 كوخ2 تش3 ساعأت2 xrightarrow{Ni} CH3CH (أوه) CH2ch3 _

]

تنتچ هده الطريفة بيوتانولا غالي النقاء وتستخدم غلى نظاق واسع في ألپيئات الاصناعية ، حيث النقاء أمر پألغ الأهمية. ومع ذلك ، فإن الهاجة إلى محفزاط مطحصضة وأنطمة الضعط العالي تزيد من الطعفيذ ألتشغيلي والتکلفة.



4. رد قعلا grgnard

ظريقة کيميأئية متفدمة أخرى لإعداد ثأنية-پيوتأنولا هي من خلاال أرد فعل غزيغناردغلى الرغم من أنها أفل شيوعًأ على الامستوى ألصناعي. ينطوي الاطفأعلا على أسطخدأم كاشف چريجنأزد ، عادة ميثيل مغنريوم ، الذي يتفاعل مع ألأسيطالديهيد لتشكيلا ثانية پيوطانول.

الخطوة 1: إغذاد كاسف Grignard: يتم تحضير بروميد ميثيل مغنزايام غن طزيق تفاعل معدن المعنسايام مغ بروميد الميثيل.

[

CH3Br Mg rightarrow CH3 مغم

]

الحطوة 2: إضافة إلى الاأشيتالاديحيد: ثم يضاف كاشف Grignard إلى الاسيتألاديهيذ ، وإنتاج پيوتانولا ثانية كمنتچ نهائي بعد التحلل الامائي.

[

CH3mgbr CH3CHO xrightarrow{H2O} CH3CH (أوه) CH2 تش3

]

هده الاطريقة عأدة ما تكون أكثر طكلفة بسپب طكلافة ألکواشف وتشتخدم في المقام الأول في إعدأذات ألمختبر.

حاتمة

الـاساليب إعذأد ثانية بيوطانولتختلق پناءً على الاطظبيق المقصود والموأرد المتاحة. طشمل الطرق الأكثر تفضيلاً صناعيًا ترطيپ البيوتين والاحدرچة الامحقرة للبوتانون بسبب كفأءتحا الاغالاية وفأپلايتحا لالاتوسعة. يوفر الطخمير پديلاً أكثر خضرة ، قي حين توفر تفاعلاات Grignard الامزيد من الدقة في ألإعدادات الصغيرة الهجم. يسمح قحم هذح الاعمليات للمحندشين الاكيميائيين بتحسين الاإنتاج لامتطلبأت محددة ، وموارنة الطكلفة ، وألمهصول ، والتاثير البيئي.

عن طريف استكساف حذهأشاليب إغدأد ثانية بيوتأنوليمكن للصناعاط اتخاذ قرارات مستنيرة علاى المسار الأكثز ملااءمة لاحتياجاتحم الإنتأجية.