تبلیغات
دانشجویان مهندسی شیمی
قالب وبلاگ قالب وبلاگ

دانشجویان مهندسی شیمی
 
راستی و مردانگی سرلوحه امورتمان باشد.همانند جهان پهلوان تختی

به وبلاگ من خوش آمدید
 
نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 14 اردیبهشت 1390 توسط m a

 

 

Catalyst and its Karyrd

 

What is catalyst

 

 

Catalyst material is chemical reaction.Catalyst rate increases.The product is separated material formed initially binds to the product and they will convert.from the catalyst surface and the material did not respond for more reactions on the surface of catalyst remain. In fact, the catalytic reaction can form a closed cycle, which initially considered to be the catalyst into the reaction cycle at the end of its original form can be retrieved. Catalyst to form there are various forms to various atomic and molecular structure of zeolite such as enlargement or enzyme catalyst is in the range are placed.In addition, they can go in different environments used: in liquids, gases Yadr solid surface. In an overall look can be the catalyst divided into three subsets: homogeneous catalysts, homogeneous catalysts and catalyst non-vital ...

 

                                                Homogeneous catalyst

 

Homogeneous catalyst in a material that works as a catalyst, a material Vaknshdhndh be liquid or gas phase.. Hydroformylation reactions such as industrial and Olefinic polymerization of homogeneous catalysts are used.One of the reactions are performed in one phase, acetic acid synthesis from methanol and carbon monoxide using a RH is complex.

                                                        

 

 

Heterogeneous catalyst

 

 

When a fuzzy border, the catalyst separate reagents, then the catalyst is called heterogeneous Heterogeneous catalysts, mainly through adsorption of chemical reagents on the catalyst surface takes place.

 

Vital catalyst

 

Many industrial processes are related to actions that are done with the catalyst.Katalyzvrhayy but that humans have more attention, ie the enzymes are natural catalysts.This material extremely complex, large proteins that are vital processes like digestion and cell synthesis are catalyzed.

 

Important components of catalyst

 

Can be a catalyst as an oxide,nitride, acids, salts, used to go.Preparation and catalyst preparation is a combination of art and science based, but it is based on the experiment.Type of catalyst is based on a process in which are used to shape and different size (microscopic, and macroscopic Mzvskvpyk are produced. Industrial catalysts, a combination rarely made, but usually two or more component parts, and very rarely are formed.Each catalyst used in various industries, in addition to other compounds active phase change properties such as catalyst activity, selectivity, stability, etc. are used.

 

Solid catalyst composed of three main components are:

1.Active phase .2.Promoter.3.Base

For example, the catalyst CuO / ZnO / Al 2 O 3,methanol synthesis catalyst is the synthesis gas, CuO ZnO catalyst promoter and the active component of Al 2 O 3 catalyst is based role.

 

Active phase

 

Phase selection in the preparation of metal catalysts are considered very important role.Metal should be chosen so that the desired reactions completely done and can not do unintended reactions.Important factors in choosing the active phase are:

1.Activity.2.Selectivity.3.Thermal stability and mechanical .4.Open detection capability.5.Price.6.Particle size and shape

 

Promoter or Artqadhndh

 

Promoter refers to substances that very little value is added to the catalyst to improve activity, selectivity or stability to make it more of these compounds Dvsvrt metal oxide catalyst structure can exist.These mechanisms act as promoter to the amplifier with the creation of defects or Irregular Network Katalyzvrkh level causing surface roughness (steps) to be a major role in controlling catalyst activity and selectivity are. Most of the promoter to the promoter of the fiber can prevent the accumulation of crystals, and accumulation of active catalyst) and the promoter of the structural (and chemical effects on electron catalyst structure) can be divided. A fiber amplifier (stabilizer) has a physical effect, but a reinforcement structure (electron) effects of the chemical system can impose. The term basis refers to substances that the body part comprises the catalyst and the active component of catalysts and amplifiers are placed on it. Based catalysts in catalytic activity is not often at all.The first property that must be a basic catalyst, being neutral in terms of the chemical.Distribution base catalyst to cause expensive catalysts such as platinum is.The basic principles required to optimize tissue or a catalyst for strengthening the formation of a particularly active phase is selected.Basic mechanical and thermal resistance of catalyst needed and it gives versus being crushed and protects hunk.This could be the catalyst for the heterogeneous industrial Ashl should be consumed in the reaction conditions the reaction catalyst activity and selectivity is high.For this purpose, in most catalytic processes to achieve high specific catalytic surface area and maximum specific activity, based on the metal active phase is dispersed.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کاتالیزور و کاریرد های آن

 

کاتالیزور چیست

 

کاتالیزور ماده ای است که سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می دهدکاتالیزور در ابتدا با مواد اولیه تشکیل پیوند می دهد و آنها را به محصول تبدیل میکند .سپس محصول از سطح کاتالیزورجدا می شود کاتالیزور وارد واکنش می شود سپس در انتهای سیکل به شکل اولیه خود بازیابی می شودو مواد واکنش نکرده برای ادامه واکنش روی سطح کاتالیزور باقی می مانند.در حقیقت، می توان واکنش های کاتالیزوری را به صورت یک سیکل بسته در نظر گرفت که در ابتدآکاتالیزور وارد واکنش می شود سپس در انتهای سیکل به شکل اولیه خود بازیابی می شود.کاتالیزور به فرم های مختلفی وجود دارد، فرم های متنوع اتمی و مولکولی تا ساختار بزرگی نظیر زئولیت ها یا آنزیم ها درگستره کاتالیزور ها قرار می گیرند.علاوه براین آنها می توانند در محیط های مختلفی بکار بروند: در مایعات، گازها یادر سطح جامدات.دریک نگاه کلی می توان کاتالیزور ها را به سه زیر مجموعه تقسیم کرد: کاتالیزور های همگن، کاتالیزورهای غیر همگن و کاتالیزور های حیاتی

کاتالیزور همگن

در کاتالیزور همگن ماده ای که به عنوان کاتالیزور کار میکند، با مواد واکنشدهنده در یک فاز گاز یا مایع باشند و واکنش های صنعتی مانند پلیمریزاسیون اولفین ها از کاتالیزور های همگن استفاده می کنند. یکی از واکنش هایی که در یک فاز انجام می شود، سنتز اسید استیک از متانول و مونوکسید کربن با استفاده از یک کمپلکس می باشد.

کاتالیزور ناهمگن

هنگامی که یک مرز مشترک فازی، کاتالیزور را از مواد واکنش دهنده جدا سازد، آنگاه کاتالیزور را ناهمگن می نامند.

کاتالیزور ناهمگن عمدتاً از طریق جذب سطحی شیمیایی مواد واکنش دهنده روی سطح کاتالیزور صورت میگیرد.

کاتالیزور های حیاتی

 بسیاری از فرایندهای صنعتی به اعمالی بستگی دارند که با کاتالیزور صورت میگیرند ولی کاتالیزورهایی که برای انسان اهمیت بیشتری دارند، کاتالیزورها طبیعی یعنی آنزیمهاهستند. این مواد فوق العاده پیچیده پروتئین های بزرگی هستند که فرایندهای حیاتی مانند گوارش و سنتز سلولی را کاتالیز میکنند

اجزاء مهم کاتالیزور

کاتالیزور ها می توانند بصورت اکسیدها، نیتریدها، اسیدها، نمک ها، بکار بروند تهیه و آماده سازی کاتالیزور ها ترکیبی از علم و هنر است اما اساس آن بر مبنا ی آزمایش می باشد کاتالیزور ها بر حسب نوع فرایندی که در آنها مورد استفاده قرار می گیرند به شکل ها و اندازه های متفاوتی (میکروسکوپیک، مزوسکوپیک و ماکروسکوپیک ساخته می شوند)

کاتالیزور های صنعتی به ندرت از یک ترکیب درست شده اند، اما معمولاً از دو جزء و یا بیشتر و به ندرت از اجزای بسیار زیاد تشکیل می شوند در هر کاتالیزور مورد استفاده در صنایع مختلف، علاوه بر فاز فعال ترکیبات دیگری به منظور تغییر در خصوصیات کاتالیزور از قبیل فعالیت، گزینش پذیری، پایداری و غیره استفاده می شود

کاتالیزور های جامد از سه جزء اصلی تشکیل شده اند: فاز فعال- پروموتر- پایه

مثلادركاتالیزورمونواكسیدمس/مونواكسید روی/اسیدآلمینیوم که کاتالیزور سنتز متانول از گاز سنتز می باشد. مونواكسیدمس/مونواكسید روی پروموتر وجزء فعال كاتالیزورمیباشد و اكسید آلمینیوم نقش پایه كاتالیزورمیباشد.

 

فاز فعال

انتخاب فاز فلز در تهیه کاتالیزور مورد نظر نقش بسیار مهمی دارد فلز بایستی طوری انتخاب شود که واکنش های مورد نظر را به طور کامل انجام داده و قادر به انجام واکنش های ناخواسته نباشد. فاکتورهای مهم در انتخاب فاز فعال عبارتند از:

فعالیت- گزینش پذیری- پایداری حرارتی و مکانیکی- قابلیت باز یابی- قیمت-اندازه و شكل ذرات.

 

پروموتر یا ارتقادهنده

پروموتر به موادی گفته می شود که به مقدار خیلی کم به کاتالیزور افزوده می گردد، تا فعالیت بهتر، گزینش پذیری یا پایداری بیشتری را در آن ایجاد کند این ترکیبات به دوصورت فلزی و اکسیدی در ساختار کاتالیزور می توانند وجود داشته باشند.

مکانیسم عمل پروموتر ها به این صورت است که تقویت کننده ها با ایجاد نقص ها یا بینظمی های شبکه در سطح کاتالیزورکه باعث ناهمواری های سطحی (پله ها) می شود، نقش عمده ای در کنترل فعالیت و گزینش پذیری کاتالیزور دارند.

اغلب پروموتر ها را می توان به پروموتر های الیاف جلوگیری از جمع شدن و انباشتگی بلورهای فعال کاتالیزور) و پروموتر های ساختاری (اثرات شیمیایی و الکترونی بر روی ساختار کاتالیزور) تقسیم بندی نمود. یک تقویت کننده الیافی (پایدارکننده) اثرات فیزیکی دارد اما یک تقویت کننده ساختاری(الکترونی) اثرات شیمیایی به سیستم تحمیل می نماید. اصطلاح پایه به موادی اطلاق می شود که قسمت بدنه کاتالیزور را تشکیل می دهند و جزء فعال کاتالیزور و تقویت کننده ها پایه کاتالیزور در اغلب موارد روی آن قرار می گیرند. اولین خاصیتی که یک پایه کاتالیزو باید داشته باشد، خنثی بودن آن از نظر شیمیایی است اصلاً فعالیت کاتالیزوری ندارد .

پایه کاتالیزور باعث توزیع و پخش شدن کاتالیزورهای گران قیمت مانند پلاتین می گردد در اصل پایه برای بهینه کردن بافت لازم کاتالیزور یا برای تقویت تشکیل یک فاز فعال ویژه انتخاب می گردد پایه به کاتالیزور مقاومت مکانیکی و حرارتی لازم را می دهد و آن را در مقابل خرد شدن و کلوخه شدن محافظت می کند برای این که بتوان کاتالیزور های ناهمگن را در اشل صنعتی مصرف کرد باید کاتالیزور در شرایط واکنش واکنش فعالیت، گزینش پذیری و بالایی داشته باشد به این منظور در اغلب فرایند های کاتالیزوری برای رسیدن به کاتالیزوری با مساحت سطح ویژه بالا و حداکثر فعالیت ویژه، فاز فعال فلزی بر روی پایه پراکنده می شود..

 

 

 

                                            

 

 





نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 14 اردیبهشت 1390 توسط m a

پیش درآمد:

 

هدف اصلی این پژوهش پیدا كردن توصیف گرهای واكنش پذیری می باشد كه بتوانند محصولات واكنش های دیلز-آلدر را پیش بینی كنند. در این تحقیق سعی شده با استفاده از نرم افزارهای موجود در شیمی محاسباتی مانند Hyperchem و Gaussian98 كمیاتی مانند انرژی تصحیح شده، انرژی یونش، انرژی الكترونخواهی و بار موضعی را یافته، سپس سخت، نرمی، الكتروندوستی كلی، فوكوئی، فوكوئی موضعی،سختی، نرمی و الكتروندوستی موضعی مولكول های واكنشگر درواكنش ها دیلز-آلدر(126 واكنش) را به كمك برنامه ی Excel محاسبه نمود. با استفاده از اختلاف موجود در این كمیاب موضعی می توان شاخص های كلی برای پیش بینی محصول اصلی این واكنش ها یافت.نتایج نشان می دهند كه اصول حداكثر سختی (MHP) و حداقل قطبش پذیری(نرمی)(MPP) به طور دقیق نمی توانند فضاگزینی در واكنش های دیلز- آلدررا پیش بینی نمایند در حالی كه تحلیل اختلاف موجود در الكتروندوستی موضعی مولكول های واكنش دهنده در موقعیت های فعال واصل حداقل الكتروندوستی(MEP) با موفقیت بیشتری فضا گزینی در این واكنش های را از پیش بینی می كند، نتایج نشان می دهند وقتی از مجموعه پایه 6-31G با متد B3LYP استفاده می شود(نسبت به مجموعه پایه ی – 6 311++G ) محصول پیش بینی شده در توافق خوبی با نتایج تجربی است.

واکنش شیمیایی

ترکیبات دی اِن (مانند 1و3 بوتادی اِن) و ترکیبات دی انوفیل (مانند اتیلن یا استیلن) به هم اضافه شده و ایجاد حلقه 6 تایی غیر اشباع میکنند. محصول تشکیل شده محصول افزایشی (Adduct) نام دارد.

مکانیسم رادیکالی و گاهی قطبی برای این واکنشها پیشنهاد شده است و از مشخصه دیگر این واکنشها، افزایش بازده واکنش با قرار گرفتن استخلافهای الکترون کشنده بر روی دی انوفیل و الکترون دهنده بر روی دی اِن است.

واكنش حلقه زایی دیلز - آلدر از مهمترین واكنش ها در سنتز تركیب های آلی بشمار می رود . از آنجایی كه دیاستروسلكتیویته در محصولات حاصل از این واكنش در سنتز تركیب های آلی بسیار پر اهمیت است، در این پروژه افزایش دیاستروسلكتیویته این واكنش بر روی ساپورت های نانومتخلخل اصلاح شده با حفره های غیر منظم ( سیلیكاژل اندازه حفره 6 نانومتر ) و حفره های فوق العاده منظم و سیلندری به شكل كانال های هگزاكونالی ) SBA-15 اندازه حفره 6 نانومتر ) مورد مطالعه قرار داده شد و نتایج مطلوبی در دیاستروسلكتیویته بدست آمد . تركیبات نانو حفره سنتزی با طیف FT-IR ، نمودار تغییرات وزن TGA ،آنالیز ICPو تصاویر TEM شناسایی شد . محصولات واكنش دیلز – آلدر با كروماتوگرافی CG و GC – Mass شناسایی و مورد بررسی قرار گرفت

  

مقدمه:

یكی از واكنش های بسیار مهم در شیمی آلی، واكنش دیلز آلدر می باشد. واكنش دیلز آلدر روشی بسیار مناسب برای تشكیل پیوند كربن كربن و تركیبات حلقوی شش ضلعی می باشد. با توجه به اینكه ایجاد كربنهای كایرال امری نه چندان آسان در سنتزهای آلی می باشند، توانایی این واكنش در تشكیل راحت تركیبات با مراكز نامتقارن اهمیت این دسته از واكنش ها را دو چندان می نماید. از جمله دی انهای مورد استفاده در كاربردهای واكنش دیلز آلدر تركیبات حلقوی سولفوردار می باشد. در سالهای اخیر مطالعات زیادی روی تركیبات حلقوی سولفوردار جهت سنتز تركیبات مختلف شده است. در این میان تركیبات حلقوی سولفوردار H 2- تیوپیران -4- ا‌ًُن از اهمیت خاصی برخوردار می باشند. اهمیت این تركیبات از آنجا ناشی می شود كه با استفاده از واكنش دیلز آلدر این تركیبات می توان بر محدودیت اساسی واكنش های دیلز – آلدر یعنی واكنش پذیری كم یا عدم واكنش پذیری دی انهای سیس غلبه نمود. دی انهای سیس اغلب هیچ محصول افزایشی در واكنش با دی انوفیلها تولید نمی كنند ولی در عوض دی انهای ترانس هزار برابر فعالتر از دی انهای مشابه سیس می باشند. این عدم واكنش پذیری مربوط به ازدحام فضایی موجود در دی انهای سیس می باشد. یك استراتژی مناسب جهت فائق آمدن بر این مشكل، استفاده ازH 2- تیوپیران -4- ان می باشد. اولین بار گروه پروفسور Ward و همكارانش از كانادا موفق به انجام واكنش های دیلز آلدر با استفاده از این تركیبات به عنوان جانشینان مناسب دی انهای سیس شدند.

این گروه با انجام واكنش دیلز آلدر بین دی هیدروتیوپیران -4-ان با دی انوفیلهای خاص و در ادامه سولفورزدایی محصولات، موفق به شناسایی محصولاتی شدند كه هم ارز با محصولات دیلز آلدر حاصل از دی انهای سیس كه توانایی شركت در واكنش دیلز آلدر را نداشتند، می باشند.  با توجه به اهمیت این واكنشها، بر آن شدیم كه در این پژوهش به ادامه مطالعات بپردازیم و سنتز تركیبات جدیدی از این نوع را انجام دهیم.

چكیده بخش دوم:

شیمی ماكروسیكلها مبحث گسترده ای است كه شامل انواع گونه های مختلفی از تركیبات می باشد. از جمله این گونه های متنوع، سایكلوفانها هستند كه از اهمیت بیشتری برخوردار می باشند. در این میان تولانوفانها و استیلبنوفانها كه دسته ای از سایكلوفانها هستند، بسیار مورد توجه شیمیدانها قرار گرفته اند. ارتوتولانوفانها كه خود شاخه ای از سایكلوفانها می باشند، در ساختمان خود شامل دو بخش تولان و زنجیر اتری می باشند.

ارتواستیلبنوفانها ماده اولیه مناسبی برای رسیدن به تولانوفانها می باشند، این تركیبات در ساختمان خود از دو بخش استیلبنی و زنجیر اتری تشكیل شده اند .

استیلبنوفانها از اهمیت سنتزی بالایی برخوردار می باشند، زیرا این تركیبات نشان دادند كه علاوه بر ساختار مولكولی جالب، می توانند بعنوان میزبان، در شیمی میزبان - مهمان بكار روند. در این تركیبات به علت وجود پیوند دوگانه در ساختمانشان، فشردگی مولكولی كمتری نسبت به تولانوفانها مربوطه وجود دارد.

اهمیت ویژه این سایكلوفانها می تواند مربوط به خصوصیات كمپلكس شدن آنها باشد. بدین ترتیب كه این تركیبات حلقوی در ساختمان خود دارای حفره هایی می باشند كه آنها را به عنوان میزبانی برای كاتیونها و مولكولهای كوچكتر قرار می دهد. این ماكروسیكلها به دلیل داشتن باند اولفین و استیلنی و حضور هترواتمها در ساختار خود می توانند به عنوان لیگاندهای توانا عمل كنند. بنابراین از این قابلیت آنها می توان در بدام انداختن فلزات سمی كه امروزه خطرات و نگرانیهای زیادی برای محیط زیست ایجاد كرده، استفاده كرد. همچنین می توان از این تركیبات بعنوان فیلترهای گزینش پذیر در برابر كاتیونهای مختلف استفاده كرد.

علاوه بر این خواص فیزیكی و طیفی این گونه تركیبات ما را بر آن داشت كه در این رساله علاوه بر ساخت تركیبات جدیدی از استیلبنوفانها قدم را كمی فراتر نهاده و دست به سنتز تولانوفانها كه از جابجایی پیوند دوگانه استیلبنوفانهای مربوطه به پیوند سه گانه حاصل می شود، بزنیم.

  

  واكنش دیلز– آلدر                         Dials-alder reaction

  

واكنش سیكلوپنتادی ان و انیدریدمالئیك :

 

شباهت باز آرایی كلایزن ویژه اترهای آلیل آریل باواكنش دیلز-آلدر...

 

بازآرایی کلایزن ویژه اترهای آلیل آریل است. گرم کردن  آلیل آریل اتر تا   ۲۰۵-  ۲۰۰منجر به باز آرایی کلایزن و تولید یک ارتو -آلیل فنول می شود. نتیجه کلی آلکیل دار شدن فنول در موقعیت ارتو است.

           

            ارتو آلیل فنل

 

واکنش باز ارایی کلایزن مانند واکنش دیلزـ آلدر با مکانیسم پریسیکلی و تجدید سازمان همامنگ الکترونهای پیوندی در یک حالت گذار حلقوی ششتایی صورت می گیرد . سپس حد واسط ۶-آلیل ۴،۲ -سیکلو هگذا دی انون به ارتو -آلیل فنول تبدیل می شود.

شواهد این مکانیسم، وارونگی آلیل در طی بازآرایی است. یعنی آلیل فنیل اتر دارای نشانه کربن ۱۴ بر روی اتم کربن آلیل اتر،ارتو -آلیل فنولی بدست می دهد که در آن ،نشانه کربن ۱۴ بر روی اتم پایانه ای قرار دارد.

مکانیسم بازآرایی کلایزن

 برسی واكنشهای دیلز-آلدر در سایر تركیبات:

واکنش دیلز-آلدر،در تهیه رنگهای آزو-تهیه متیل اورنژ، سیکلوهگزانون اکسیم ، اکسیداسیون الکلها – تهیه سیکلوهگزانون،

هیدرولیز بنزیل – تهیه بنزیلیک اسید، تهیه بنزوئین، اکسایش
α – هیدروکسی کتونها(تهیه بنزیل) كاربرد دارد.


اثر غلظت نمک فلز واسطه مبادله شده با زئولیت NaY در واكنش دیلز-آلدر   

 

زئولیت NaY به دلیل دارا بودن حفره نسبتا بزرگ، به عنوان كاتالیزور در اكثر واكنش های آلی استفاده می شود. این زئولیت به دو روش: حالت جامد با امواج مایكروویو (محیط جامد) و حالت محلول (محیط مائی) با فلزات واسطه دوره اول در غلظت های 0.001،‌ 0.01 و 0.1 مولار مبادله یون شده و در واكنش های دیلز - آلدر (سیكلو پنتادی ان - انیدرید مالئیك و آنتراسن - انیدرید مالئیك) مورد استفاده قرار گرفت. با هر دو كاتالیزور تبادل یون شده در حالت جامد و مائی راندمان محصول واكنش به ترتیب زیر افزایش یافت.
Fe(II)Y<Fe(III)Y<Mn(II)Y<Cu(II)Y=Ni(II)Y<Co(II)Y=Cr(III)Y<Zn(II)Y
با استفاده از كاتالیزور تبادل یون شده در محیط مائی راندمان بیشتری برای این دسته از واكنش ها مشاهده شد (مراكز فعال برای واكنش های دیلز - آلدر مكان های برونستد بودند). نتایج نشان داد كه غلظت 0.1 مولار از نمك فلز واسطه غلظت بهینه برای واكنش های دیلز - آلدر با كاتالیزور تهیه شده در محیط مائی می باشد و همچنین 0.01 مولار از نمك فلز واسطه غلظت برای واكنش های دیلز - آلدر با كاتالیزور تهیه شده در محیط جامد می باشد.

 





.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
قالب وبلاگقالب وبلاگ