صفحه محصول - پاورپوینت نقش حلال در سنتز موادآلی

پاورپوینت نقش حلال در سنتز موادآلی (pptx) 27 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 27 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

نقش حلال در سنتز موادآلی جلسه ششم: فهرست مطالب: نقش حلال در سنتز موادآلي حلال هاي جايگزين حلال هاي ايمن تر استفاده از آب به عنوان حلال در واكنش هاي سنتزي استفاده از مايعات يوني نقش حلال در سنتز موادآلي معمولا اولين نقش حلال ايجاد محيطي است كه در آن مواد اوليه مي توانند با همديگر برخورد نموده و واكنش دهند نقش حلال را مي توان به شرح ذيل خلاصه نمود: بستر مناسب براي انتقال و کنترل حرارت، با هر حلالي دما در حالت رفلاكس ثابت باقي مي ماند و نگراني براي تغيير درجه حرارت وجود ندارد. به عنوان مثال در صورتيکه دماي 76 درجه نياز است از اتيل استات و يا حلال هاي با نقطه جوش مشابه استفاده مي گردد. وسيله اي براي جداسازي و خالص سازي محصولات مي باشند و همچنين در صنعت عطر سازي، رنگ سازي، دارو سازي و ... امکان توليد محصولات با غلظت هاي مختلف را ممکن مي سازد. تامين بخشي از انرژي اکتيواسيون توسط حلال از طريق حلال پوشي گونه هاي واکنش دهنده مقدور مي گردد. به گونه اي که اگر از حلال استفاده نشود معادل انرژي مورد نياز براي انجام واكنش در فاز گازي، انرژي لازم است. حلال ها قطبي غير قطبي قطبي پروتون دار ( Protic Solvent ) قطبي بدون پروتون ( Aprotic Solvent ) هگزان، آلکان ها، تتراکلريد کربن و... آب، اسيد استيک، الکل ها استن، اتر، استونيتريل به عنوان مثال واکنش زير در صورتي که در حلال آب نباشد، بايد معادل انرژي لازم براي تفکيک پيوند کربن - برم ( C – Br ) را تامين نمود. در حالي که در حضور آب اين مقدار انرژي به كمتر از يک پنجم کاهش مي يابد. براي واکنش هاي S N 2 ، حلال هاي قطبي بدون پروتون مناسب مي باشند . زيرا حلال هائي مانند استن، استونيتريل، تتراهيدروفوران، DMF , DMSO , HMPA يون مثبت را حلالپوش مي کنند و آنيون را ( که به عنوان نوکلئوفيل عمل مي کنند) رها مي سازند، و فعاليت آن را افزايش مي دهد. در صورتيکه حلال قطبي پروتون دار براي واکنش هاي S N 1 مناسب مي باشند. زيرا در اين واکنش ها حد واسط هاي يوني تشکيل شده در حلال ها ي پروتون دار بيشترين پايداري را دارند. حلال دي متيل سولفوكسايد (DMSO) داراي پيوند دوگانه گوگرد – اكسيژن بوده كه به شدت قطبي است و دانسيته بار منفي روي اتم اكسيژن بيشتر بوده و اتم گوگرد داراي دانسيته بار مثبت مي باشد. بار مثبت در داخل مولكول قرار دارد و امكان برهم كنش با يونهاي منفي محيط را ندارد. در حاليكه بار منفي در نوك مولكول قرار دارد و به سهولت با كاتيون هاي موجود در محيط (مانند يون مخالف هسته دوست) برهم كنش داشته و به اصطلاح كاتيون حلال پوش شده و آنيون كه حلال پوشي مؤثري روي آن صورت نمي گيرد و با آزادي بيشتري وارد واكنش مي شود. در نتيجه سرعت انجام واكنش نوكلئوفيلي افزايش پيدا مي كند. واكنش زيردر حلال دي متيل سولفوكسايد (DMSO) انجام مي گيرد حلال پوشي كاتيون سديم توسط حلال قطبي در دي متيل سولفواكسايد كاتيون سد يم داري شعاع مشخصي مي باشد كه هنگام حلال پوش شدن شعاع مؤثر كاتيون افزايش يافته و برهم كنش آن با يون مخالف (كه به عنوان هسته دوست عمل مي كند) كمتر شده و سرعت انجام واكنش نسبت به حالتي كه چنين برهمكنشي وجود نداشته باشد، بيشتر است. در اين واکنش هر دو گونه واکنشگر باردار هستند، ولي در حالت گذار از تراکم بار روي گونه ها کاسته مي شود. با توجه به اين موضوع، اگر حلال انتخاب شده قطبي باشد، برهمکنش حلال با مواد اوليه بيشتر از برهمکنش آنها در حالت گذار مي باشد، زيرا در حالت گذار به دليل حلال پوشي تراکم بار کمتر است و برهم کنش بين واكنشگرها ضعيف تر مي باشد. بنابراين پايداري حاصل شده از حلال پوشي در حالت پايه از پايداري حاصل شده ناشي از حلال پوشي در حالت گذار بيشتر بوده که نتيجه نهايي آن افزايش انرژي اکتيواسيون واکنش در اين حلال مي باشد. در نتيجه حلال قطبي براي اين واكنش مناسب نيست؛ درحاليکه درحلال غيرقطبي گونه هاي واکنش دهنده کمتر از گونه حدواسط در حالت گذار حلال پوش شده و انرژي اکتيواسيون واکنش در اين حلال کاهش پيدا مي کند و اين حلال براي انجام واکنش مناسب مي باشد. براي واكنش زير چه حلالي مناسب تر است؟ چرا؟ حلال غيرقطبي ( بخاطر كاهش انرژي اكتيواسيون) براي واكنش زير چه حلالي مناسب تر است؟ چرا؟ براي واکنش بالا حلال قطبي مناسب است، زيرا گونه هاي واکنش دهنده خنثي مي باشند و درحالت گذار جدائي بار وجود دارد که برهمکنش حلال با اين بارهاي تشکيل شده در حدواسط موجب پايداري حالت گذار و کاهش انرژي اکتيواسيون مي شود وسرعت واکنش افزايش پيدا مي کند. حلال DMF (دي متيل فرماميد) كاتيون ليتيم را به خوبي حلال پوش كرده و قدرت بازي كلر را افزايش داده و واكنش حذفي صورت پذيرفته است. يون كلريد معمولا يك هسته دوست ضعيف است، ولي در واكنش زير به عنوان يك باز عمل مي كند. چه عاملي موجب اين اتفاق شده است؟ حلال هاي جايگزين به منظور کاهش مقدار مواد زايد، حلال هاي سمي، فرار و اشتعال پذير و انرژي در شيمي سبز، جايگزين هائي براي حلال هاي آلي در نظر گرفته شده است که مي توان به موارد زير اشاره کرد: استفاده از حلال هاي ايمن تر استفاده از آب به عنوان حلال انجام واکنش ها در شرايط بدون حلال استفاده از پلي اتيلن گليکول ها به عنوان محيط واکنش استفاده از مايعات يوني و سيال هاي فوق بحراني استفاده از حلال هاي پرفلوئوره که ايجاد کننده محيط دوفازي مي باشند.