Процессы сульфирования в промышленности - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №1

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №2

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №3

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №4

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №5

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №6

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №7

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №8

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №9

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №10

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №11

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №12

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №13

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №14

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №15

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №16

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №17

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №18

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №19

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №20

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №21

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №22

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №23

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №24

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №25

Процессы сульфирования в промышленности, слайд №26

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Процессы сульфирования в промышленности. Доклад-сообщение содержит 26 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Кафедра химической технологии лекарственных веществ (ХТЛВ) Зав.кафедрой - Лалаев Борис Юрьевич, к.хим.н., доцент Курс «Основы химической технологии» Лектор - Иозеп Анатолий Альбертович, профессор кафедры ХТЛВ, д.фарм.наук, профессор.

Слайд 2

Описание слайда:

Учебные материалы 1. Полный курс лекций и презентация 2. Вопросы – программы - МК (9), КР (2) и экзаменационные 3. Технологическая карта 4. Календарные планы 5.Другие материалы (МУПЗ, МУСР) Учебник: А.А. Иозеп, Б.В. Пассет, В.Я. Самаренко, О.Б.Щенникова Химическая технология лекарственных веществ. Основные процессы химического синтеза биологически активных веществ.– СПб.: Изд. «Лань», 2016

Слайд 3

Описание слайда:

ПРОЦЕССЫ СУЛЬФирования В ПРОМЫШЛЕННОСТИ Существуют разные способы введения сульфогрупп в молекулу органического соединения, но в промышленности наиболее широко применяют метод сульфирования - прямое замещение атома водорода на сульфогруппу. Различают С-, N- и О-сульфирование в зависимости от того, у какого элемента замещается атом водорода. О-Сульфирование называют также сульфатированием. Сульфогруппы находятся в молекуле многих ценных лекарственных веществ (сульфаниламиды, таурин, хонтроитинсульфат, гепарин и др.). Кроме того, сульфосоединения являются промежуточными продуктами в синтезе лекарственных веществ и витаминов. Другие понятия: субстрат, реагент, промежуточный и целевой продукт

Слайд 4

Описание слайда:

Основные сульфирующие агенты: 1.Безводная серная кислота (H2SO4). 2.Олеум - образуется при растворении серного ангидрида в концентрированной серной кислоте и представляет собой раствор SO3 в смеси кислот: серной, двусерной (H2S2O7), трисерной (H2S3O10) и других полисерных кислот. 3.Серный ангидрид — это общее название нескольких модификаций триоксида серы, который существует в виде мономера, циклического тримера, полимера и других формах. Область применения реагентов: бензол и более активированные арены - серная кислота; малоактивные субстраты - олеум различной концентрации или сульфотриоксид.

Слайд 5

Описание слайда:

Основные методы сульфирования: 1.Сульфирование концентрированной серной кислотой

Слайд 6

Описание слайда:

Сульфирование аренов концентрированной серной кислотой Схема реакции основного метода

Слайд 7

Описание слайда:

Механизм сульфирования аренов - электрофильное замещение (SE) и обычно протекает по схеме:

Слайд 8

Описание слайда:

Сульфирующие частицы (Е+) Н3SO4+ < SO3, S2O6, S3O9 < НSO3+ - в порядке возрастания активности; которые имеются в серном ангидриде или образуются в олеуме и при диссоциации кислоты:

Слайд 9

Описание слайда:

Скорость и направление реакции в большой степени определяется, устойчивостью s-комплекса т. е. строением субстрата (кинетический фактор), однако сульфирование процесс обратимый, поэтому направление реакции может зависеть и от устойчивости продуктов реакции (термодинамический фактор) Электронодонорные (Д) заместители в арене стабилизируют s-комплекс и облегчают прохождение реакции, а электроноакцепторные (А) — затрудняют.

Слайд 10

Описание слайда:

Тепловой эффект сульфирования аренов серной кислотой, рассчитанный по закону Гесса, ~ 73 кДж/моль (является суммой экзотермического процесса взаимодействия SO3 с субстратом и эндотермического — диссоциации H2SO4 с образованием SO3). В реальном процессе ~150 кДж/моль, за счет теплоты разбавления серной кислоты реакционной водой. сульфирования серным ангидридом (олеумом) составляет около 200 кДж/моль (нет затрат на образование SO3).

Слайд 11

Описание слайда:

Особенности сульфирования серной кислотой. Реакционная вода 1.Сульфирование серной кислотой, обычно, протекает как гомогенная реакция. 2. Кислота диссоциирует по 2 схемам: с образованием протона и сульфирующих частиц:

Слайд 12

Описание слайда:

- «-Сульфирования» (с) - минимальную концентрацию серной кислоты (выраженную в % SO3), при которой она еще способна сульфировать соединение. За величину «-сульфирования» принимают концентрацию серной кислоты, при которой скорость образования продукта составляет менее 1 % за час. Эта величина полезна при определении концентрации и массы реагента, необходимых для сульфирования данного субстрата. Минимальное количество серной кислоты или олеума, необходимое для моносульфирования 1 моль соединения, может быть вычислено по формуле:

Слайд 13

Описание слайда:

Влияние концентраций серной кислоты на направление реакции Основная причина – обратимость процесса. Для получения α-нафталинсульфокислоты рационально применять 100% кислоту, чтобы уменьшить содержание воды в реакционной массе и предотвратить десульфирование продукта реакции. При получении β-нафталинсульфокислоты следует брать серную кислоту, содержащую воду, чтобы способствовать гидролизу побочного α-изомера (β-изомер в этих условиях не десульфируется).

Слайд 14

Описание слайда:

3.Влияние температуры реакции Cульфирование фенола серной кислотой при комнатной температуре - образуется преимущественно орто-изомер, а при 100 °С — пара-изомер. Наконец, при избытке реагента возможно полизамещение и окисление. В. В зависимости от активности субстрата и желательного направления реакции процесс ведут в одних случаях с нагревом, а в других — с охлаждением реакционной массы.

Слайд 15

Описание слайда:

Основные недостатки сульфирования H2SO4 : 1.Малая концентрация электрофильных частиц; 2.Быстрое снижение скорости реакции (вследствие разбавления кислоты реакционной водой); 3.Отсутствие возможности сульфирования малоактивных субстратов; 4.Окислительные и агрессивные свойства реакционной среды; 5.Технологические и экологические трудности на стадии выделения продукта (избыток реагента требует больших количеств нейтрализующих средств, усложняет технологию и образует большое количество отходов). Некоторые недостатки можно устранить удалением образующейся воды из реакционной массы и другими методами («Сульфирование в парах» «Сульфирование запеканием»).

Слайд 16

Описание слайда:

«Сульфирование в парах» - предполагает азеотропную отгонку воды из реакционной массы, либо с избытком летучего субстрата (бензолом, толуолом и др.), либо (в случае высококипящих углеводородов) со специально введенным в реакционную массу инертным азеотропным агентом (хлороформом, лигроином и др.). При сульфировании бензола «в парах»: + а)снижается расход серной кислоты в 1,8 раза по сравнению с обычным сульфированием; б)сохраняется концентрация сульфирующих частиц в течение всего процесса; а)снижается скорость сульфирования (вследствие уменьшения концентрации H2SO4 в реакционной массе); б)процесс идет при более высокой температуре, необходимой для эффективного удаления воды.

Слайд 17

Описание слайда:

«Сульфирование в парах»

Слайд 18

Описание слайда:

«Сульфирование запеканием» Применяют для сульфирования ароматических аминов. Сначала из амина и разбавленной серной кислоты получают соль, которую выделяют и нагревают до 180—190 °С («запекают»). При этом образуется п- или о-аминосульфокислоты. Раньше «запекание» соли осуществляли в специальных печах. В настоящее время сульфат амина нагревают в среде полихлорбензолов: Первоначально азеотропно отгоняют воду. Затем реакционную массу выдерживают при 180 °С и отгоняют растворитель. Далее добавляют раствор NaOH и отгоняют с острым паром остатки полихлоридов и ароматического амина. Соль продукта остается в аппарате.

Слайд 19

Описание слайда:

«Сульфирование запеканием» Недостатки метода: - ограниченность (применяется только для сульфирования - ароматических аминов); - энергоемкость; - многостадийность. Достоинства – экологичность и возможность использования эквивалентное количество кислоты разной концентрации.

Слайд 20

Описание слайда:

Способы выделения аренсульфокислот. Химизм Сульфокислоты обычно хорошо растворяются в сульфомассе, поэтому их чаще всего выделяют в виде солей после нейтрализации реакционной массы. Нейтрализующими агентами обычно являются: сода, сульфит натрия, мел, известь и щелочь. Химизм процесса нейтрализации сульфомассы: 2ArSO3H + Na2CO3 (Na2SO3)  2ArSO3Na + CO2 (SO2) + H2O H2SO4 + Na2CO3 (Na2SO3)  Na2SO4 + CO2 (SO2) + H2O 2ArSO3H + Ca(OH)2 (CaCO3)  (ArSO3)2Ca + CO2 + (2)H2O H2SO4 + Ca(OH)2 (CaCO3)  CaSO4 + (CO2) + (2)H2O

Слайд 21

Описание слайда:

Технология выделения аренсульфокислот Образующиеся соли могут находиться в одной фазе (в растворе или в осадке), поэтому при выборе нейтрализующего агента следует это учитывать. При разделении натриевых солей требуются многочисленные их переосаждения, упаривания и фильтрации растворов, что связано с энергетическими и временными затратами, с коррозией оборудования. Недостаток нейтрализации солями сернистой и угольной кислот - выделение газов. Возможен выброс реакционной массы. Нейтрализация сульфитом выгодна только в производствах, где комбинируются процессы сульфирования и щелочного плавления продуктов сульфирования. Отходы производств взаимно используются (токсичность, экология): ArSO3Na + 2NaOH = ArONa + Na2SO3 + H2O 2ArSO3H + Na2SO3 = 2ArSO3Na + SO2↑ + H2O 2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O

Слайд 22

Описание слайда:

Технология выделения аренсульфокислот - Мел и известь - дешевое сырье, а кальциевые соли сульфокислот, как правило, растворимы в воде, что позволяет избавиться от неорганических солей. При нейтрализации сульфомассы известью не образуется углекислый газ, но мел дешевле, и при его использовании образуется легко фильтрующейся осадок. Раствор, полученный после фильтрации осадка, упаривают и осаждают аренсульфонат кальция. Перевод кальциевой соли в натриевую осуществляют по схеме: (RSO3)2Сa + Na2CO3 = 2RSO3Na + СаСО3↓ (!) - Свободные сульфокислоты выделяют с помощью ионообменных смол, либо хлороводорода. - Таким образом, стадия выделения продукта сульфирования часто оказывается технологически более сложной и дорогой, чем стадия сульфирования (спокойная, хорошо управляемая реакция, коррозия оборудования незначительная).

Слайд 23

Описание слайда:

Сульфирование олеумом и серным ангидридом - Методы отличаются универсальностью и большой активностью, которая сохраняется до конца процесса. Это объясняется высокой концентрацией электрофильных частиц (SO3 и HSO3+), и отсутствием реакционной воды:

Слайд 24

Описание слайда:

2.Сульфирование аренов растворами SO3 в инертных растворителях Метод универсальный, позволяет сульфировать лабильные и ацидофобные соединения, без дезактивации аминов, пиридина и др. субстратов, создавать практически безотходные производства. Растворители: жидкий SO2, полихлорэтаны, метиленхлорид и др. Сульфирование аренов идет по механизму SE, при этом электрофилом является SO3. Активность серного ангидрида зависит от полярности среды, которая влияет на поляризацию молекулы триоксида серы и величину + заряда на атоме серы.

Слайд 25

Описание слайда:

Примеры сульфирования аренов растворами SO3 в инертных растворителях Синтез ПАВ, SO2 хороший растворитель (–10 °С), отвод тепла испарением растворителя.

Слайд 26

Описание слайда:

3.Сульфирование комплексными соединениями SO3 Позволяет сульфировать лабильные и ацидофобные активные соединения. Устойчивость комплексов повышается с увеличением электронодонорных свойств лиганда, но активность уменьшается. Е+: L .SO3 - в случае устойчивых и мало диссоциируемых комплексов и SO3 - легко диссоциируемый комплекс.