1. Struchtúr agus prionsabal ullmhúcháin éitear ceallalóis
Taispeánann Fíor 1 struchtúr tipiciúil éitear ceallalóis. Cuireann gach aonad bD-anhidreaglúcóis (an t-aonad athchleachtach ceallalóis) grúpa amháin in ionad na suíomhanna C (2), C (3) agus C (6), is é sin, is féidir suas le trí ghrúpa éitear a bheith ann. Mar gheall ar na naisc hidrigine intreach-shlabhra agus idir-shlabhramacramóilíní ceallalóis, tá sé deacair a thuaslagadh in uisce agus i mbeagnach gach tuaslagóir orgánach. Scriosann tabhairt isteach grúpaí éitir trí éitearú naisc hidrigine intramhóilíneacha agus idirmhóilíneacha, feabhsaíonn sé a hidreafíleacht, agus feabhsaíonn sé a intuaslagthacht i meáin uisce go mór.
Is iad na hionadaigh tipiciúla éitearaithe grúpaí alcocsaí meáchan móilíneach íseal (1 go 4 adamh carbóin) nó grúpaí hiodrocsaileailcile, agus is féidir grúpaí feidhmiúla eile a chur ina n-ionad ansin amhail grúpaí carbocsaile, hiodrocsaile nó aimíne. Féadfaidh na hionadaigh a bheith de chineál amháin, dhá chineál nó níos mó. Feadh an tslabhra macramóilíní ceallalóis, cuirtear na grúpaí hiodrocsaile ar shuíomhanna C(2), C(3) agus C(6) gach aonaid glúcóis ina n-ionad i gcionmhaireachtaí difriúla. Go docht, ní bhíonn struchtúr ceimiceach cinnte ag éitear ceallalóis i gcoitinne, ach amháin i gcás na dtáirgí sin a chuirtear ina n-ionad go hiomlán le cineál amháin grúpa (cuirtear na trí ghrúpa hiodrocsaile ina n-ionad). Ní féidir na táirgí seo a úsáid ach le haghaidh anailíse agus taighde saotharlainne, agus níl aon luach tráchtála acu.
(a) Struchtúr ginearálta dhá aonad anhidreaglúcóis de shlabhra mhóilíneach éitear ceallalóis, R1~R6=H, nó ionadaí orgánach;
(b) Blúire slabhra mhóilíneach de charbocsaimeitilceallalós hiodrocsaeitile, is é 0.5 céim ionadaithe charbocsaimeitile, is é 2.0 céim ionadaithe hiodrocsaieitile, agus is é 3.0 céim ionadaithe mólar. Léiríonn an struchtúr seo meánleibhéal ionadaithe na ngrúpaí éitearaithe, ach tá na hionadaithe randamach i ndáiríre.
I gcás gach ionadaí, léirítear an méid iomlán éitearúcháin de réir luach DS an chéim ionadaíochta. Is é raon an DS ná 0~3, arb ionann é agus meánlíon na ngrúpaí hiodrocsaile a cuireadh grúpaí éitearúcháin ina n-áit ar gach aonad anhidreaglúcóis.
I gcás éitir ceallalóis hiodrocsa-ailcile, tosóidh an t-imoibriú ionadaíochta ar éitearú ó ghrúpaí hiodrocsaile saora nua, agus is féidir céim an ionadaíochta a chainníochtú leis an luach MS, is é sin, céim mhólarach an ionadaíochta. Léiríonn sé meánlíon na móil d'imoibrí éitearúcháin a chuirtear le gach aonad anhidreaglúcóis. Is imoibrí tipiciúil é ocsaíd eitiléine agus tá ionadaí hiodrocsa-eitile sa táirge. I bhFíor 1, is é 3.0 luach MS an táirge.
Go teoiriciúil, níl aon uasteorainn ann don luach MS. Má tá luach DS an chéim ionadaíochta ar gach grúpa fáinne glúcóis ar eolas, is é meánfhad slabhra an tslabhra taobh éitir. Úsáideann roinnt monaróirí go minic an codán maise (wt%) de ghrúpaí éitearúcháin éagsúla (amhail -OCH3 nó -OC2H4OH) chun an leibhéal agus an chéim ionadaíochta a léiriú in ionad luachanna DS agus MS. Is féidir codán maise gach grúpa agus a luach DS nó MS a thiontú trí ríomh simplí.
Is polaiméirí intuaslagtha in uisce iad formhór na n-éitear ceallalóis, agus tá cuid acu intuaslagtha go páirteach i dtuaslagóirí orgánacha freisin. Tá tréithe ardéifeachtúlachta, praghas íseal, próiseáil éasca, tocsaineacht íseal agus éagsúlacht leathan ag éitear ceallalóis, agus tá an t-éileamh agus na réimsí úsáide ag leathnú i gcónaí. Mar ghníomhaire cúnta, tá acmhainneacht mhór úsáide ag éitear ceallalóis i réimsí éagsúla tionscail. Is féidir é a fháil trí MS/DS.
Déantar éitir cheallalóis a aicmiú de réir struchtúr ceimiceach na n-ionadach ina éitir ainianacha, cationacha agus neamh-ianacha. Is féidir éitir neamh-ianacha a roinnt ina dtáirgí intuaslagtha in uisce agus intuaslagtha in ola.
Tá táirgí atá tionsclaithe liostaithe sa chuid uachtarach de Thábla 1. Liostaítear sa chuid íochtarach de Thábla 1 roinnt grúpaí éitearúcháin aitheanta, nach bhfuil ina dtáirgí tráchtála tábhachtacha fós.
Is féidir ord giorrúcháin na n-ionadach éitear measctha a ainmniú de réir ord aibítreach nó leibhéal an DS (MS) faoi seach, mar shampla, i gcás 2-hiodrocsa-eitile meitiliceallalós, is é HEMC an giorrúchán, agus is féidir é a scríobh mar MHEC freisin chun aird a tharraingt ar an ionadach meitile.
Ní bhíonn na grúpaí hiodrocsaile ar cheallalós inrochtana go héasca ag gníomhairí éitearúcháin, agus is gnách go ndéantar an próiseas éitearúcháin faoi choinníollacha alcaileacha, ag baint úsáide as tiúchan áirithe de thuaslagán uiscí NaOH i gcoitinne. Déantar an ceallalós a fhoirmiú ar dtús ina cheallalós alcaileach ata le tuaslagán uiscí NaOH, agus ansin téann sé faoi imoibriú éitearúcháin le gníomhaire éitearúcháin. Le linn táirgeadh agus ullmhú éitear measctha, ba cheart cineálacha éagsúla gníomhairí éitearúcháin a úsáid ag an am céanna, nó ba cheart éitearú a dhéanamh céim ar chéim trí bheathú uaineach (más gá). Tá ceithre chineál imoibrithe in éitearú ceallalóis, a achoimrítear leis an bhfoirmle imoibrithe (cuirtear Cell-OH in ionad ceallalóis) mar seo a leanas:
Déanann Cothromóid (1) cur síos ar imoibriú éitearúcháin Williamson. Is eistear aigéid neamhorgánaigh é RX, agus is é X eistear halaigine Br, Cl nó aigéid sulfairigh. Úsáidtear clóiríd R-Cl go ginearálta sa tionscal, mar shampla, clóiríd meitile, clóiríd eitile nó aigéad clóraicéiteach. Ídítear méid stoicheiméadrach de bhun sna himoibrithe sin. Is iad táirgí éitear ceallalóis tionsclaithe meitile ceallalóis, eitile ceallalóis agus carbocsaimeitile ceallalóis táirgí imoibriú éitearúcháin Williamson.
Is é foirmle imoibrithe (2) imoibriú breise eapocsaídí catalaíoch bonn (amhail R=H, CH3, nó C2H5) agus grúpaí hiodrocsaile ar mhóilíní ceallalóis gan bonn a ídiú. Is dócha go leanfaidh an t-imoibriú seo de réir mar a ghintear grúpaí hiodrocsaile nua le linn an imoibrithe, rud a fhágann go bhfoirmítear slabhraí taobh oligoalcaileitiléine ocsaíd: Cruthóidh imoibriú comhchosúil le 1-aisirídín (aisirídín) éitear aimíneitile: Cell-O-CH2-CH2-NH2. Is táirgí d'eapocsaídiú catalaíoch bonn iad táirgí amhail ceallalós hiodrocsaeitile, ceallalós hiodrocsapropil agus ceallalós hiodrocsabúitile.
Is é foirmle imoibrithe (3) an t-imoibriú idir Cell-OH agus comhdhúile orgánacha ina bhfuil naisc dhúbailte gníomhacha i meán alcaileach, is grúpa leictreon-tharraingthe é Y, amhail CN, CONH2, nó SO3-Na+. Is annamh a úsáidtear an cineál imoibrithe seo go tionsclaíoch sa lá atá inniu ann.
Níl foirmle imoibrithe (4), éitearú le dé-alcán, tionsclaithe go fóill.
- Cineálacha éitear ceallalóis
Is féidir le héitear ceallalóis a bheith ina mhonai-éitear nó ina éitear measctha, agus tá a airíonna difriúil. Tá grúpaí hidreafíleacha íseal-ionadaithe ar an macramóilín ceallalóis, amhail grúpaí hiodrocsa-eitile, ar féidir leo leibhéal áirithe intuaslagthachta uisce a thabhairt don táirge, agus i gcás grúpaí hidreafóbacha, amhail meitile, eitile, etc., ní féidir ach le hionadú measartha ard-chéim intuaslagthacht uisce áirithe a thabhairt don táirge, agus ní atann an táirge íseal-ionadaithe ach in uisce nó is féidir é a thuaslagadh i dtuaslagán alcaile caolaithe. Leis an taighde domhain ar airíonna éitear ceallalóis, forbrófar agus táirgeadh éitear ceallalóis nua agus a réimsí feidhme go leanúnach, agus is é an fórsa tiomána is mó an margadh feidhme leathan agus atá á scagadh i gcónaí.
Is é seo an dlí ginearálta maidir le tionchar grúpaí in éitir mheasctha ar airíonna intuaslagthachta:
1) Méadaigh cion na ngrúpaí hidreafóbach sa táirge chun hidreafóibeacht an éitir a mhéadú agus an pointe glóthach a ísliú;
2) Méadaigh cion na ngrúpaí hidreafíleacha (amhail grúpaí hiodrocsaieitile) chun a phointe glóthach a mhéadú;
3) Is grúpa speisialta é an grúpa hiodrocsaipróipile, agus is féidir le hiodrocsaipróipiliú ceart teocht glóthach an táirge a ísliú, agus ardóidh teocht glóthach an táirge meánach hiodrocsaipróipilithe arís, ach laghdóidh ardleibhéal ionadaíochta a phointe glóthach; Is é an chúis atá leis seo ná struchtúr speisialta fad slabhra carbóin an ghrúpa hiodrocsaipróipile, hiodrocsaipróipiliú ísealleibhéil, bannaí hidrigine lagaithe i móilíní agus idir móilíní sa mhacramóilín ceallalóis, agus grúpaí hiodrocsaile hidreafíleacha ar na slabhraí brainse. Tá uisce i réim. Ar an láimh eile, má tá an t-ionadú ard, beidh polaiméiriú ar an ngrúpa taobh, laghdóidh cion coibhneasta an ghrúpa hiodrocsaile, méadóidh an hidreafóibeacht, agus laghdófar an intuaslagthacht ina ionad.
Táirgeadh agus taighdeéitear ceallalóisTá stair fhada ag baint leis. Sa bhliain 1905, thuairiscigh Suida den chéad uair éitearú ceallalóis, a meitilíodh le démheitilsulfáit. Paitinníodh éitir ailcile neamh-ianacha ag Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) agus Leuchs (1920) le haghaidh éitir ceallalóis intuaslagtha in uisce nó intuaslagtha in ola, faoi seach. Tháirg Buchler agus Gomberg ceallalós beinsile i 1921, tháirg Jansen ceallalós carbocsaimeitile den chéad uair i 1918, agus tháirg Hubert ceallalós hiodrocsaeitile i 1920. Go luath sna 1920idí, rinneadh tráchtálú ar charbocsaimeitile ceallalóis sa Ghearmáin. Ó 1937 go 1938, baineadh amach táirgeadh tionsclaíoch MC agus HEC sna Stáit Aontaithe. Thosaigh an tSualainn ag táirgeadh EHEC intuaslagtha in uisce i 1945. Tar éis 1945, leathnaigh táirgeadh éitir ceallalóis go tapa in Iarthar na hEorpa, sna Stáit Aontaithe agus sa tSeapáin. Ag deireadh na bliana 1957, cuireadh CMC na Síne i dtáirgeadh den chéad uair i Monarcha Ceallalóideach Shanghai. Faoi 2004, beidh cumas táirgthe na tíre 30,000 tonna d'éitear ianach agus 10,000 tonna d'éitear neamh-ianach. Faoi 2007, beidh 100,000 tonna d'éitear ianach agus 40,000 tonna d'éitear neamh-ianach sroichte. Tá cuideachtaí teicneolaíochta comhpháirteacha sa bhaile agus thar lear ag teacht chun cinn i gcónaí freisin, agus tá feabhas i gcónaí ar chumas táirgthe agus ar an leibhéal teicniúil d'éitear ceallalóis na Síne.
Le blianta beaga anuas, tá go leor monaiéitear ceallalóis agus éitear measctha le luachanna DS, slaodacht, íonacht agus airíonna reolaíocha éagsúla á bhforbairt go leanúnach. Faoi láthair, is é fócas na forbartha i réimse na n-éitear ceallalóis ná teicneolaíocht táirgthe chun cinn, teicneolaíocht ullmhúcháin nua, trealamh nua, táirgí nua, táirgí ardchaighdeáin, agus táirgí córasacha a ghlacadh.
Am an phoist: 28 Aibreán 2024