GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ADIPONITRILE
Tính chất hoá lý của adiponitrile
1.1.1 Tính chất vật lý Adiponitrile ở điều kiện thường là một chất lỏng nhớt, không màu với các tính chất vật lý được cho trong bảng 1.1:
Khối lượng phân tử 108,14 g.mol -1
Trạng thái Chất lỏng không màu
Tỉ trọng 951 mg.mL -1 Điểm nóng chảy 1-3°C (34 - 37°F) Điểm sôi 295,1°C(563,1°F) Độ hòa tan trong nước 50 g/L (ở 20°C) Áp suất hơi bão hòa 300 mPa (ở 20°C) Độ khúc xạ (n D) 1,438
Nhiệt độ tự bốc cháy 550°C (1022°F)
Nhiệt hình thành (ΔH c 298) 84,5-85,3 kJ.mol -1
Bảng 1.1 Tính chất vật lý của adiponitrile.
Adiponitrile là một hợp chất hữu cơ dinitrile có công thức phân tử là NC-CH2-CH2-
CH2-CH2-CN, có các phản ứng hoá học đặc trưng dưới đây:
Phản ứng xà phòng hoá:
Adiponitrile là hợp chất trung tính, khi đun với axit hoặc kiềm nó tác dụng với nước để tạo thành amit sau đó chuyển thành axit hữu cơ.
Khi khử hoá adiponitrile bằng natri trong ancol sẽ thu được sản phẩm là hợp chất diamin bậc 1.
Phản ứng với hợp chất cơ magie:
Phản ứng trùng hợp: Khi có mặt natri, adiponitrile dễ bị trùng hợp, ví dụ phản ứng dime hoá:
Độc tính
Adiponitrile là một chất độc, tồn tại dưới dạng lỏng không màu và không mùi ở điều kiện bình thường Chất này có khả năng phản ứng mạnh với các chất oxy hóa, và khi cháy, nó giải phóng khí HCN, một chất cực kỳ độc hại.
Adiponitrile là một chất dễ bay hơi, thường tồn tại dưới dạng hơi trong môi trường, dẫn đến nguy cơ ngộ độc khi hít phải hoặc tiếp xúc với da Cơ chế độc hại của adiponitrile liên quan đến việc giải phóng hợp chất xyanua trong cơ thể, hợp chất này kết hợp với sắt trong enzim oxidase để tạo thành phức chất bền Sự ức chế enzim oxidase bởi xyanua làm giảm quá trình oxy hóa khử trong tế bào, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sống của cơ thể.
Nuốt phải adiponitrile có thể gây ngộ độc với triệu chứng như tức ngực, đau đầu, chóng mặt, tụt huyết áp và loạn nhịp tim Trong trường hợp nặng, nạn nhân có thể gặp co giật và mất ý thức Hơi adiponitrile gây kích ứng mạnh cho mắt và da, có thể dẫn đến viêm và hoại tử khi tiếp xúc với lượng lớn Giới hạn nồng độ adiponitrile trong không khí là 2 ppm; tiếp xúc với nồng độ cao hơn có thể gây kích ứng mắt, mũi, cổ họng và làm trầm trọng thêm các bệnh hô hấp.
Khi bị ngộ độc adiponitrile, triệu chứng đầu tiên thường xuất hiện sau vài giờ, do đó cần theo dõi nạn nhân liên tục Những triệu chứng ban đầu có thể bao gồm tăng nhịp tim, khó thở và mất thăng bằng Nếu không được điều trị kịp thời, các triệu chứng nghiêm trọng hơn như hôn mê, co giật, suy hô hấp và giảm nhịp tim có thể xảy ra, thậm chí dẫn đến tử vong.
Nếu không có triệu chứng sau khi tiếp xúc với adiponitrile qua đường tiêu hóa, cần xem xét rửa dạ dày mà không sử dụng thuốc gây nôn Nên cho nạn nhân uống nhiều nước nếu có thể và nhanh chóng đưa họ đến cơ sở y tế gần nhất để điều trị kịp thời Khi adiponitrile tiếp xúc với da, cần nhanh chóng loại bỏ quần áo bị dính hóa chất và rửa sạch với xà phòng và nước Nếu có triệu chứng ngộ độc, cần thực hiện biện pháp chữa trị ngay lập tức.
Phương pháp bảo quản tồn trữ và vận chuyển
Adiponitrile cần được bảo quản trong lọ hoặc bình kín, có nhãn mác hóa chất rõ ràng, ở nơi thoáng mát và thông gió tốt Cần tránh tiếp xúc với các chất oxi hóa mạnh như perclorat, peroxyt và pemanganat, cũng như các axit mạnh hoặc tác nhân khử, để ngăn chặn các phản ứng hóa học nguy hiểm có thể xảy ra.
Adiponitrile được vận chuyển đến kho lưu trữ bằng xe tải, xe lửa, đường ống, xà lan hoặc tàu, và thường được cung cấp trong thùng chứa Khi thiết kế kho lưu trữ adiponitrile, cần tính toán sức chứa để phù hợp với số lượng xe phân phối dự kiến và công suất ước đạt Thời gian lưu trữ không nên vượt quá sáu tháng để giảm thiểu khả năng phân hủy Để đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị, kho lưu trữ adiponitrile cần đáp ứng các yêu cầu an toàn nghiêm ngặt.
Bồn chứa phải kín, thường xuyên kiểm tra để tránh hiện tượng rò rỉ
Sử dụng các cột thu lôi để tránh hiện tượng sét đánh gây cháy nổ
Mọi hoạt động tiếp xúc của con người phải có trang bị bảo hộ lao động cần thiết
Nghiêm cấm các hành động có thể gây cháy nổ quanh khu vực bồn chứa
Vận chuyển adiponitrile bằng xe bồn, duy trì áp suất và nhiệt độ thích hợp.
Ứng dụng
Adiponitrile chủ yếu được sử dụng để sản xuất hexamethylenediamine, monome quan trọng trong sản xuất nylon 6,6 Gần đây, nó còn được ứng dụng trong việc tổng hợp adipoguanamin để sản xuất nhựa amino Ngoài những ứng dụng này, adiponitrile còn có nhiều ứng dụng đáng kể khác.
chất ức chế ăn mòn
chất xúc tiến cao su
dung môi trích ly cho các axit béo, dầu và hydrocacbon thơm
dung môi để kéo sợi, chiết và chưng cất dựa trên khả năng kết hợp chọn lọc của nó với các hợp chất hữu cơ
kết tinh lại các steroid
chất xúc tác và thành phần của chất xúc tác kim loại phức tạp
chất ổn định cho dung môi clo
Tình hình sản xuất và sử dụng
Adiponitrile (ADN) là nguyên liệu chính để sản xuất hexamethylenediamine (HMDA), trong đó khoảng 90% HMDA được sử dụng trong ngành công nghiệp 6,6 nylon Ngoài nylon, HMDA còn được sử dụng trong hexamethylene diisocyanate cho các sản phẩm sơn polyurethane, chất sơn phủ và sơ epoxy Trong năm năm qua, nhu cầu về HMDA đã tăng mạnh, mặc dù sự phục hồi toàn cầu sau suy thoái kinh tế năm 2008 diễn ra chậm Dự báo nhu cầu HMDA sẽ đạt mức tăng trưởng trên 11% so với năm 2007.
Adiponitrile chủ yếu được sản xuất tại Hoa Kỳ, Tây Âu và Nhật Bản, với Hoa Kỳ là nước xuất khẩu chính nhờ sự gia tăng sản xuất từ Ascend và INVISTA Butachimie là nhà sản xuất duy nhất ở Tây Âu và dự kiến sẽ duy trì vị thế này trong tương lai Tại Nhật Bản, Asahi Kasei có nhà máy ở Nobeoka đáp ứng nhu cầu adiponitrile Dựa vào khả năng sản xuất toàn cầu và nhu cầu sử dụng, thị trường adiponitrile dự báo sẽ không có nhiều thay đổi trong những năm tới.
Hơn 90% adiponitrile toàn cầu được sử dụng để tổng hợp hexamethylenediamine (HMDA) thông qua quá trình hydro hóa Do đó, nhu cầu tiêu thụ HMDA trên thế giới có thể phản ánh nhu cầu tiêu thụ adiponitrile toàn cầu.
Biểu đồ dưới đây cho biết mức tiêu thụ HMDA trên thế giới trong năm 2016:
Hình 1.2: Mức tiêu thụ HMDA trên thế giới năm 2016
Thị trường adiponitrile dự kiến sẽ trải qua sự tăng trưởng mạnh mẽ nhờ vào nhu cầu gia tăng đối với sản phẩm nylon 6,6 Sự gia tăng nhu cầu sử dụng adiponitrile trong ngành sản xuất nhựa và tơ sợi sẽ là yếu tố chính thúc đẩy sản xuất adiponitrile trong những năm tới.
Tuy nhiên, các vấn đề về môi trường và sức khỏe con người liên quan đến sản xuất adiponitrile sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của thị trường adiponitrile toàn cầu.
Sự biến động giá nguyên liệu butadien dự báo sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của thị trường adiponitrile trong bảy năm tới Adiponitrile có ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như nhựa, ôtô, vật liệu cách điện, băng chuyền, dây nhạc cụ và dây thừng Ngoài ra, nhu cầu ngày càng tăng về chất chống ăn mòn sẽ thúc đẩy tiêu thụ sản phẩm này trên toàn cầu.
Khu vực châu Á Thái Bình Dương dự kiến sẽ trải qua sự tăng trưởng mạnh mẽ trong bảy năm tới nhờ vào sự phát triển của ngành công nghiệp dệt và nhu cầu lớn về lốp xe tại Ấn Độ và Trung Quốc Ngoài ra, sự phát triển nhanh chóng trong ngành tự động hóa ở Trung Quốc cũng sẽ làm gia tăng đáng kể nhu cầu sử dụng adiponitrile trong tương lai gần.
Thị trường châu Âu dự kiến sẽ trải qua sự tăng trưởng mạnh mẽ trong bảy năm tới nhờ vào sự phát triển của tự động hóa tại các quốc gia như Thụy Điển, Italy và Đức Nhu cầu về thảm trải sàn và các sản phẩm từ sợi tổng hợp sẽ dẫn đến sự gia tăng nhu cầu sử dụng adiponitrile Bên cạnh đó, khu vực Mỹ Latinh cũng hứa hẹn nhiều cơ hội phát triển với nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm lốp xe, vật liệu cách điện và băng tải.
Tổng hợp adiponitrile bằng phương pháp đin hóa
Phương pháp sản xuất adiponitrile từ acrylonitrile
Phương pháp sản xuất adiponitrile từ acrylonitrile thông qua công nghệ điện phân dime hóa acrylonitrile đã được phát triển từ những năm 1940 Mặc dù phương pháp này có tiềm năng, nhưng hiệu suất sản xuất adiponitrile vẫn còn thấp, dẫn đến việc chưa thể áp dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Phương pháp sản xuất adiponitrile được phát triển bởi kỹ sư Manuel M Baizer của Monsanto vào năm 1960 đã mang lại thành công lớn trong công nghiệp Ông sử dụng muối quaternary ammonium để cải thiện khả năng hòa tan của acrylonitrile trong pha lỏng, dẫn đến dung dịch catot có nồng độ acrylonitrile cao, từ đó tăng cường độ chuyển hóa và độ chọn lọc sản phẩm adiponitrile Phương pháp này không chỉ đảm bảo hiệu quả kinh tế mà còn được thương mại hóa lần đầu tiên tại Mỹ vào năm 1965.
Năm 1978, nhà máy đầu tiên ở châu Âu áp dụng công nghệ điện phân được ra đời, mở đường cho nhiều hãng sản xuất nylon 6,6 như Philip Petrolium, ICI, RhonePoulenc và UCB phát triển công nghệ này Tại Nhật Bản, Asahi Chemical đã phát triển và áp dụng công nghệ điện phân cho nhà máy sản xuất adiponitrile với công suất 26.000 tấn/năm từ năm 1971.
Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về nguyên liệu sản xuất và cơ sở hóa học của phương pháp điện phân dime hóa acrylonitrile, cùng với công nghệ EHD (Electro-HydroDimerization) của Monsanto trong quá trình sản xuất adiponitrile.
Cơ sở của phương pháp điện phân là dime hóa phân tử acrylonitrile tạo ra adiponitrile nên nguyên liệu chính của quá trình này là acrylonitrile
Acrylonitril, với công thức phân tử C3H3N, là một chất lỏng hữu cơ không màu hoặc có màu vàng nhạt, có nhiệt độ sôi 77,3°C Chất này có vị ngọt hăng và mùi hạnh nhân thơm, dễ nhận biết, nhưng cực kỳ độc hại.
Acrylonitrile chủ yếu được sản xuất từ phương pháp amoxy hóa propylene kể từ những năm 1960 Công nghệ sản xuất phổ biến nhất, chiếm gần 90% tổng sản lượng toàn cầu, là công nghệ Sohio với thiết bị xúc tác tầng sôi, bên cạnh đó còn có công nghệ sử dụng lớp xúc tác cố định của PCKU/Distillers.
Công nghệ sản xuất acrylonitrile mới nhất hiện nay, được phát triển bởi Asahi Kasei từ Nhật Bản, sử dụng quá trình amoxi hóa propan, giúp giảm chi phí sản xuất lên đến 30% so với phương pháp truyền thống từ propylene, hứa hẹn sẽ là giải pháp tiềm năng cho tương lai.
Acrylonitrile được sử dụng chủ yếu dưới dạng monome trong sản xuất sợi tổng hợp, nhựa và vật liệu đàn hồi, đặc biệt là sợi acrylic cho ngành dệt may, bao gồm sản xuất tất, áo len và đồ thể thao Ngoài ra, acrylonitrile còn được ứng dụng trong sản xuất nhựa ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) và SAN (styrene-acrylonitrile), hai loại nhựa bền và nhẹ, thường được dùng trong sản xuất vỏ điện tử như TV và máy tính, cũng như các bộ phận ô tô và xe máy Xu hướng sử dụng acrylonitrile trong sản xuất ABS/SAN đang tăng nhanh do nhu cầu lớn, cạnh tranh với các polyme hàng đầu như PVC và PS.
Ngoài ra, acrylonitrile còn được sử dụng một lượng lớn cho công nghiệp tổng hợp hóa dầu như là sản xuất adiponitrile, acrylic acid, …
Phương pháp điện phân dime hóa acrylonitrile để sản xuất adiponitrile sử dụng dung dịch axit sunfuric loãng cung cấp H + cho catot, cùng với muối quaternary ammonium nhằm tăng cường độ điện li trong thiết bị phản ứng.
2.1.2 Cơ sở hóa học của phương pháp Trong thiết bị phản ứng điện phân, phản ứng xảy ra trong pha lỏng với độ chuyển hóa là 50%, độ chọn lọc sản phẩm adiponitrile là 92% diễn ra như sau:
Cơ chế của phản ứng chính được giải thích như sau:
- Tại catot, acrylonitrile nhận 2e, hình thành nên hợp chất dianion
- Sau đó, hợp chất di anion này kết hợp với 1 phân tử acrylonitrile khác tạo thành một hợp chất khác là dimer di anion:
- Hợp chất dimer di anion này kết hợp với H + tới từ anot tạo nên sản phẩm là adiponitrile:
In addition to the main reaction, several side reactions occur during the process, including the hydrogenation of acrylonitrile to produce propionitrile, as well as the polymerization of acrylonitrile, resulting in byproducts such as acrylamide, acrylate, hydroxypropionitrile, and oxydipropionitrile.
2.1.3 Công nghệ sản xuất adiponitrile EHD của Monsanto:
Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất adiponitrile EHD của Monsanto
Sơ đồ công nghệ sản xuất adiponitrile từ acrylonitrile của Monsanto, như thể hiện trong hình 2, bao gồm hai khu vực chính: khu vực phản ứng và khu vực tinh chế sản phẩm.
Trong quá trình phản ứng, axit sunfuric loãng được đưa vào thiết bị chuẩn bị cho anot, nơi oxy được loại bỏ để không cản trở quá trình điện phân nước Dòng anot sau đó được làm mát trước khi vào thiết bị lọc và thiết bị phản ứng điện phân Đồng thời, acrylonitrile được kết hợp với nước, muối tetraethylammonium p-toluenesulfonate và sản phẩm adiponitrile tuần hoàn trong tháp chuẩn bị cho catot Hỗn hợp này được bơm qua thiết bị làm mát, đảm bảo nhiệt độ dòng catholyte không vượt quá 3oC nhằm tránh sự hóa hơi của nước và làm đặc adiponitrile.
Trong thiết bị điện phân, dung dịch tại catot và anot được tuần hoàn liên tục Dòng anot được đưa vào anolyte preparator và sau đó quay trở lại thiết bị điện phân Dòng catot đi qua catholyte preparator, nơi chứa hỗn hợp adiponitrile, acrylonitrile, muối amoni sunfonate và nước Hỗn hợp này sau đó được chia thành hai dòng: một dòng tiếp tục trở về thiết bị điện phân, trong khi dòng còn lại được làm lạnh và chuyển vào khu vực tách và tinh chế sản phẩm.
Trong khu vực tách sản phẩm, dòng hỗn hợp đầu tiên được đưa vào tháp trích ly thứ nhất, nơi adiponitrile được tách ra khỏi hỗn hợp thô nhờ dòng acrylonitrile nồng độ cao từ tháp trích ly thứ hai.
Phương pháp sản xuất adiponitrile tư axit glutamic
Adiponitrile, tiền chất của hexamethylenediamine, là một hóa chất quan trọng trong sản xuất nilon polyme 6,6, với sản lượng toàn cầu khoảng 1,55 triệu tấn vào năm 2005 Nhiều phương pháp tổng hợp adiponitrile đã được phát triển, bao gồm việc sản xuất từ axit adipic thông qua sự khử nước và từ butadien qua quá trình khử bằng clo Đáng chú ý, tất cả các phương pháp này đều dựa vào nguồn dầu mỏ và yêu cầu nitơ từ các nguồn bên ngoài như NH3, NaCN hoặc HCN Tuy nhiên, sự giảm dần của nguồn nhiên liệu hóa thạch và lo ngại về môi trường đã thúc đẩy nhu cầu tìm kiếm nguyên liệu tái tạo trong ngành công nghiệp hóa chất Do đó, việc chuyển hóa sinh khối thành hóa chất số lượng lớn, đặc biệt là sản xuất adiponitrile từ nguyên liệu tái tạo, đang trở thành một thách thức thú vị cho các nhà nghiên cứu.
Việc tổng hợp adiponitrile từ axit glutamic thông qua phương pháp điện hóa đã được thực hiện thành công, bao gồm ba bước chính: đầu tiên, chuyển đổi axit glutamic thành axit glutamic 5-metyl este (Glu-Me); tiếp theo, khử cacboxyl của Glu-Me để tạo ra 3-xyanopropanoic axit metyl este (CPA-Me); cuối cùng, thực hiện tổng hợp điện hóa adiponitril từ kali 3-xyanopropanoat (CPA-K) thông qua phản ứng Kolbe.
Phương pháp điện hóa đã trở thành một công cụ quan trọng trong các phép biến đổi quy mô công nghiệp, với phản ứng Kolbe đóng vai trò chủ chốt trong việc hình thành liên kết cacbon-cacbon trong tổng hợp hữu cơ Một ví dụ điển hình là axit sebacic, nguyên liệu thiết yếu cho chất hóa dẻo cao phân tử, có thể được sản xuất từ axit adipic thông qua phản ứng Kolbe, quy trình này đã được Hóa chất Asahi áp dụng trên quy mô công nghiệp Hơn nữa, các axit amin chứa nitơ đang trở thành nguồn thay thế cho các hóa chất chứa nitơ.
Axit glutamic, axit amin không thiết yếu phong phú nhất trong protein thực vật, được xác định là một trong 12 phân tử nền hàng đầu có thể chuyển đổi thành nhiều hóa chất giá trị Nó có thể thu được từ dòng thải của các hạt chưng cất khô trong sản xuất cồn sinh học từ lúa mì và ngô, hoặc sản xuất bằng phương pháp lên men vi sinh vật Đến năm 2020, sản lượng axit glutamic như nguyên liệu thô sinh học giá rẻ ước tính đạt khoảng 20 triệu tấn mỗi năm Nghiên cứu gần đây của Scott và các đồng nghiệp đã chỉ ra khả năng sản xuất nhiều hóa chất từ axit glutamic, bao gồm axit g-aminobutyric, acrylonitril, N-methylpyrolidone, N-vinylpyrolidone, và succinonitril Phương pháp tổng hợp adiponitrile được phát triển dựa trên các phương pháp điện hóa trong tổng hợp công nghiệp và nghiên cứu về chuyển đổi axit glutamic thành các hợp chất có giá trị.
Một quy trình đơn giản để chuyển đổi axit glutamic thành axit glutamic 5-metyl este (Glu-Me) đã được báo cáo bởi Baldwin và đồng nghiệp Chúng tôi đã nghiên cứu quá trình tổng hợp điện hóa adiponitril từ Glu-Me để tạo ra metyl este 3-xyanopropanoic axit (CPA-Me) Scott và các đồng nghiệp đã chứng minh quá trình khử cacboxyl oxy hóa của Glu-Me bằng natri hypoclorit với sự có mặt của natri bromua xúc tác, nhưng việc đo phân cực natri hypoclorit là một nhược điểm Các phương pháp điện hóa cho phép biến đổi sản phẩm trong điều kiện nhẹ mà không cần hóa chất mạnh, do đó, quá trình khử cacboxyl oxy hóa không sử dụng natri hypoclorit có thể đạt được thông qua kỹ thuật điện hóa tổng hợp hữu cơ.
Quy trình bắt đầu với khử cacboxyl oxy hóa từ Glu-Me đến CPA-Me, sử dụng platin và than chì làm anot và catot Muối bromit đóng vai trò là chất điện giải và trung gian trong quá trình oxy hóa anốt Khi sử dụng Glu-Me với natri bromua ở mật độ dòng 80 mA/cm² trong MeOH ở nhiệt độ phòng, phản ứng tạo CPA-Me đạt năng suất 33% Tối ưu hóa dung môi cho thấy hỗn hợp MeOH/H2O với tỷ lệ 4:1 là lựa chọn tốt hơn, nâng cao năng suất CPA-Me lên 60% Các muối bromua khác như LiBr và KBr cũng được kiểm tra để cải thiện hiệu quả phản ứng.
Me4NBr, Et4NBr và Bu4NBr có khả năng tham gia phản ứng, nhưng sản lượng CPA-Me vẫn thấp (mục 10–14) Tương tự, khi sử dụng các muối halogenua khác như NaCl hoặc NaI, hiệu suất của CPA-Me chỉ đạt 19% và 16%, tương ứng.
Khi platin được sử dụng làm cực âm thay vì than chì, hiệu suất của CPA-Me tăng đáng kể Cụ thể, khi phản ứng diễn ra ở nhiệt độ 0°C, sản phẩm CPA-Me mong muốn đạt được năng suất lên đến 91%.
Bảng 1: Sự khử cacboxyl oxy hóa của axit glutamic 5-metyl este thành metyl este 3- xyanopropanoic ở mật độ dòng 80 mA/cm 2 ở các điều kiện khác nhau.
Quá trình tổng hợp điện hóa adiponitril qua phản ứng Kolbe từ CPA-Me bắt đầu bằng việc chuyển đổi CPA-Me thành CPA-K thông qua xà phòng hóa Mật độ dòng điện là yếu tố quan trọng trong phản ứng Kolbe, vì vậy cần tối ưu hóa mật độ dòng điện để đạt hiệu quả cao trong tổng hợp điện hóa adiponitril từ CPA-K Ban đầu, dung dịch MeOH của CPA-K được điện phân với các mật độ dòng điện khác nhau là 60, 120, 180, 240 và 300.
Sản phẩm adiponitril thu được sau khi lượng điện 6,7 Fmol -1 đi qua chỉ đạt 30 đến 45% do khả năng hòa tan kém của sản phẩm trên bề mặt cực dương platin, làm giảm hiệu quả phản ứng Kolbe Để cải thiện tình trạng này, axeton được chọn làm đồng dung môi với MeOH, giúp giữ bề mặt cực dương sạch Kết quả là năng suất của adiponitrile đã được nâng cao đáng kể, đạt 65% ở mật độ dòng điện 180 mA/cm 2 với dung môi MeOH/axeton (1:1) ở nhiệt độ phòng.
Chúng tôi đang nỗ lực nâng cao hiệu quả chuyển đổi CPA-Me thành adiponitril bằng cách kết hợp phản ứng xà phòng hóa và phản ứng Kolbe trong một bước duy nhất.
Xử lý CPA-Me với bazơ tương ứng trong MeOH ở nhiệt độ 60°C trong 30 phút dẫn đến chuyển đổi hoàn toàn CPA-Me thành CPA-M (M = K, Li, Me4N, v.v.) Các điều kiện ghép Kolbe của CPA-M đã được khảo sát để tối ưu hóa phản ứng.
Bảng 2: Tổng hợp một nồi của adiponitril thông qua kết hợp Kolbe của muối axit 3- xyanopropanoic tạo thành metyl este 3-xyanopropanoic axit.
Tỷ lệ tối ưu của MeOH/axeton được xác định là 1:1, trong khi việc sử dụng H2O, CH3CN, DME hoặc HFIP làm đồng dung môi dẫn đến sản lượng sản phẩm mong muốn thấp hơn Nhiệt độ không phải là yếu tố quan trọng, nhưng có thể cải thiện khả năng vận chuyển trong chất điện giải cacboxyl Tăng nhiệt độ thường mang lại năng suất cao hơn trong các phản ứng Kolbe, với sản phẩm adiponitril thu được ở 0°C có năng suất thấp hơn so với khi phản ứng ở 60°C, nơi sản lượng đạt tới 78% Ngoài ra, cơ sở hữu cơ Me4NOH cũng cho sản phẩm adiponitril với năng suất vừa phải Cuối cùng, việc tổng hợp adiponitril từ axit glutamic được thực hiện qua các phản ứng đã kiểm tra.
Hình 2.2.2: Toàn bộ quy trình tổng hợp adiponitrile từ axit glutamic