Влияние ультразвука и микроволнового излучения на некоторые реакции органического синтеза

• Автор: Коньшин, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1 Применение микроволновой энергии и ультразвука в органическом синтезе литературный обзор

1.1 Применение микроволновой энергии в органическом синтезе.

1.1.1 Теоретические основы микроволнового нагрева.

1.1.2 Методы проведения химических реакций в условиях МВИ

1.1.3 Примеры химических реакций в поле МВИ

1.1.3.1 Реакции замещения

1.1.3.2 Реакции присоединения

1.1.3.3 Реакции элиминирования.

1.1.3.4 Молекулярные реакции.

1.1.4 Микроволновое оборудование для химического эксперимента
1.2 Ультразвук в органическом синтезе
1.2.1 Теоретические основы ультразвукового воздействия.
1.2.2 Применение ультразвука в органическом синтезе
1.2.2.1 Реакции замещения
1.2.2.2 Реакции присоединения и циклоприсоединения.
1.2.2.3 Реакции элиминирования.
1.2.2.4 Молекулярные реакции.
1.2.2.5 Другие реакции.
1.2.3 Акустическая аппаратура для химикотехнологических процессов
2 Исследование влияния микроволнового нагрева и ультразвукового воздействия на некоторые реакции органического синтеза результаты и обсуждение
2.1 Влияние микроволнового излучения и ультразвука на синтез арилокситиоуксусных кислот и циклических эфиров.
2.2 Влияние ультразвукового воздействия на электрофильное оксиметилирование олефинов.
3.4.3 Восстановление 7нитрофенола.
3.5 Методика проведения гомолитических реакций при микроволновом и термическом способах нагрева
3.5.1 Распад дитеябутилпероксида в условиях термического и микроволнового нагрева.
3.5.2 Радикальная изомеризация циклических ацеталей при микроволновом и термическом способах нагрева.
3.5.2.1 Проведение радикальной изомеризации 2метил1,3диоксолана .
3.5.2.2 Проведение радикальной изомеризации 2,4диметил1,3диоксана.
3.6 Общая методика проведения циююприсоединения дихлоркарбена к олефинам при ультразвуковом воздействии и в его отсутствие
3.6.1 Синтез 2амил1,1 дихлорциклопропана.
3.6.2 Синтез 2гексил1Ддихлорциклопропана.
3.6.3 Синтез 42,,2дихлорциклопропилГ2бутанона
3.7 Условия записи спектров ЯМР1, С и методы проведения физикохимических анализов
ВЫВОДЫ.
Список использованных источников


Впервые показано, что ультразвуковое воздействие ускоряет реакции электрофильного оксиметилирования аолефинов водным раствором формальдегида и изменяет селективность образования замещенных насыщенных гетероциклов 1,3диоксанов, тетрагидропиранолов и тетрагидрофуранов. Показано, что при восстановлении нитробензола, яхлорнитробензола и рнитрофенола водным раствором сульфида натрия в гетерофазной системе в ультразвуковом поле значительно увеличивается скорость образования ароматических аминов. Установлено, что применение микроволнового нагрева позволяет увеличить скорость гомолитического расщепления дидирегибутилпероксида и радикальной изомеризации циклических ацеталей в сложные эфиры. Показано, что циклоприсоединение дихлоркарбена, генерируемого в двухфазной системе хлороформ треябутилат калия, к олефинам ускоряется ультразвуком. Практическая ценность работы работы заключается в том, что научно обоснована возможность использования МВИ и ультразвукового воздействия для интенсификации различных реакций синтеза практически ценных соединений. Работа изложена на 5 страницах, содержит рисунков, таблиц и состоит из введения, трех глав, выводов и приложения. Список литературы включает 8 наименований. В первой главе обобщены и проанализированы литературные данные о применении микроволнового излучения и ультразвука в органическом синтезе. В третьей главе изложены методы получения исходных соединений, проведения реакций и анализа, выделения, очистки и идентификации продуктов, также приведены их физикохимические константы и спектральные характеристики. В последние годы ведутся активные исследования по созданию энергои ресурсосберегающих технологий. В связи с этим огромное значение приобретает поиск новых эффективных способов интенсификации химических процессов. На их основе удается существенно активировать протекание химических реакций, в то время как возможности традиционных методов практически исчерпаны. Первым зарегистрированным случаем применения энергии микроволн в органическом синтезе была водноэмульсионная полимеризация бутилакрилата, акриловой и метакриловой кислот под воздействием пульсирующего электромагнитного излучения. Скорость полимеризации оказалась гораздо выше, чем при проведении процесса обычными методами 1. Однако, этой работе было уделено не слишком много внимания до года, когда стали появляться сообщения о применении микроволновых печей для синтеза органических соединений. Все это во многих случаях ведет к увеличению скорости и селективности протекания химических реакций, повышению выхода целевых продуктов, уменьшению смолообразования и другим положительным результатам. Таким образом, применения МВИ является перспективным методом в органическом синтезе. Микроволны генерируются в магнетроне, откуда поступают в полость печи, отражаются от ее стенок и абсорбируются помещенным в печь материалом. Энергию микроволн поглощают полярные молекулы, неполярные не обладают этим свойством. Причина разогревания многих полярных органических соединений под действием микроволнового излучения заключается во взаимодействии электрической составляющей электромагнитного поля с молекулами облучаемого вещества. Это взаимодействие содержит в себе несколько физических эффектов, из которых к выделению тепла приводят главным образом два ориентационная поляризация и ионная проводимость 7. При помещении полярного вещества в электрическое поле его молекулы стремятся ориентироваться таким образом, чтобы векторы их дипольных моментов были аитипараллельны силовым линиям поля. Воздействие на вещество электромагнитной волны микроволнового диапазона приводит к непрерывной переориентации полярных молекул поскольку вектор электрической составляющей излучения непрерывно изменяет направление, при этом вследствие межмолекулярных взаимодействий выделяется тепло. Кроме ориентационной поляризации электрическое поле способно вызывать в жидких средах движение ионов. Сопротивление среды потоку ионов приводит к тепловыделению, при этом, чем выше концентрация и подвижность ионов, тем интенсивнее нагрев 8.