Методы приготовления эпихлоргидрина

Эпихлоргидрин (ECH) является ключевым сырьем , используемым на территории производстве эпоксидных смол , синтетического глицерина и других промышленных химикатов . Как универсальное органическое соединение , его спрос привел к разработке нескольких методов его приготовления . В этой статье наша группа рассмотрим основные методы приготовления эпихлоргидрина , их механизмы , преимущества а также промышленную актуальность .

1.Хлоргидрин метод

Традиционным методом приготовления эпихлоргидрина является хлоргидриновый процесс , который включает реакцию пропилена с хлором . Этот процесс происходит в два основных этапа :

Шаг 1: Образование пропиленхлоргидрина

На первом этапе пропилен (C30) реагирует с хлором в присутствии воды , образуя смесь 1-хлор-2-пропанола и 2-хлор-1-пропанола, обычно называемую пропиленхлоргидрином . Механизм реакции заключается в следующем :

[С3H6 кл 2 H2O rightarrow C3H7ClO (хлоргидрин)]

Этап 2: Дегидрохлорирование до эпихлоргидрина

Затем хлоргидрин подвергается дегидрохлорированию , обычно с использованием сильного основания , такого как гидроксид натрия (NaOH). Данное устраняет хлористый водород (HCl) и приводит к образованию эпихлоргидрина :

[С3H7ClO NaOH rightarrow C3H5ClO (эпихлоргидрин) NaCl H_2O]

Этот способ получения эпихлоргидрина хорошо известен , но имеет экологические недостатки , на территории первую очередь из -за образования значительных количеств хлорированных побочных продуктов , включая сточные воды и выбросы HCl. Тем не менее , данный человек по -прежнему широко используется в регионах , где имеется инфраструктура для обращения с отходами .

2.Метод на основе глицерина

На Территории последние годы проблемы устойчивости привели к разработке более экологичных методов приготовления эпихлоргидрина . Одним из таких методов являетсяПроцесс на основе глицерина , В котором используется возобновляемое сырье . Глицерин , побочный продукт производства биодизеля , служит исходным материалом , что делает этот метод очень привлекательным с точки зрения устойчивости .

Шаг 1: Преобразование глицерина в дихлорпропанол

Глицерин (C₃H2O₃) хлорируют вместе с использованием хлористого водорода (HCl) или хлора вместе с образованием дихлорпропанола (DCP). Данное промежуточное соединение , необходимое для дальнейших реакций :

[С3H8O3 2HCl rightarrow C3H6кл2O (дихлорпропанол) H_2O]

Шаг 2: Циклизация до эпихлоргидрина

На следующем этапе дихлорпропанол дегидрохлорируют с использованием основания (такого как гидроксид натрия ) для получения эпихлоргидрина :

[С3H6кл2O NaOH rightarrow C3H5ClO (эпихлоргидрин) NaCl H2O]

Этот метод получения эпихлоргидрина имеет значительные экологические преимущества , поскольку он использует возобновляемое сырье и генерирует менее токсичные отходы . Кроме того , он соответствует растущему глобальному акценту на зеленую химию и устойчивость , что делает его предпочтительным выбором для многих отраслей промышленности .

3.Метод прямого окисления

Еще один инновационный подход к приготовлению эпихлоргидрина предполагаетПрямое окисление . Этот метод устраняет необходимость на территории реагентах на основе хлора путем использования перекиси водорода (H₂ O₂) а также катализатора для осуществления окисления аллилхлорида (C₃H₅Cl) непосредственно до эпихлоргидрина .

Шаг 1: Окисление хлорида аллила

Аллил хлорид реагирует с перекисью водорода на территории присутствии катализатора силиката титана (такого как TS-1) в мягких условиях с образованием эпихлоргидрина . Реакция может быть представлена следующим образом :

[С3H5кл H2O2 rightarrow C3H5ClO (эпихлоргидрин) H_2O]

Этот процесс считается более чистым , чем хлоргидриновый метод , поскольку он не генерирует HCl в качестве побочного продукта , тем самым уменьшая коррозионные выбросы и сточные воды . Кроме того , он обеспечивает более высокую селективность , что улучшает общий выход эпихлоргидрина . Однако стоимость и доступность перекиси водорода а также катализатора могут быть ограничивающими факторами для его широкомасштабного внедрения .

4.Биотехнологические методы

С прогрессом на территории области биотехнологии , растет интерес кБиотехнологический препарат эпихлоргидрина . Ферментативные и микробные методы предполагают использование искусственных организмов или ферментов для преобразования биологических прекурсоров на территории эпихлоргидрин . Хотя этот метод все еще находится на экспериментальной стадии , данный человек может революционизировать производство эпихлоргидрина за счет использования биовозобновляемых источников и работы в более мягких условиях .

Хотя биотехнологические методы еще не являются коммерчески жизнеспособными на территории больших масштабах , они обещают будущее , поскольку мир переходит к более устойчивым химическим процессам .

Заключение

Методы приготовления эпихлоргидрина значительно эволюционировали от традиционного процесса хлоргидрина к более экологически чистым а также устойчивым подходам , таким также как метод на основе глицерина и прямое окисление . Каждый метод имеет свои преимущества и проблемы , но вместе с увеличением спроса на зеленую химию методы , которые снижают воздействие на окружающую среду , становятся все более распространенными . По мере продолжения исследований и инноваций , вероятно , появятся новые а также более эффективные методы приготовления эпихлоргидрина , отвечающие как промышленным потребностям , так а также экологическим целям .