kỹ thật xúc tác chuyển pha

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM XÚC TÁC CHUYỂN PHA Phase Transfer Catalysis – PTC  Khi phản ứng xảy ra trên bề mặt phân cách hai pha lỏng không trộn lẫn tốc độ thường rất chậm =>

Trang 1

ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU

XÚC TÁC CHUYỂN PHA

Giảng viên: Diệp Khanh

Trang 2

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

XÚC TÁC CHUYỂN PHA

(Phase Transfer Catalysis – PTC)

 Khi phản ứng xảy ra trên bề mặt phân cách hai pha

lỏng không trộn lẫn tốc độ thường rất chậm => phản ứng chuyển pha

 Tốc độ chậm là do nồng độ chất phản ứng trong pha này thường rất thấp so với trong pha kia Ðể tăng tốc phản ứng trong trường hợp này xúc tác cần có khả năng chuyển chất phản ứng từ pha này sang pha kia

=> Xúc tác chuyển pha

Trang 3

 PTC không những xúc tác cho các phản ứng giữa các chất chỉ tan trong một trong hai pha dung môi không trộn lẫn (pha hữu cơ và pha nuớc), nó còn tăng độ chọn lọc, giảm chi phí dung môi, năng lượng, tham gia quá trình chuyển khối từ pha này sang pha khác

Trang 4

Điều kiện:

 Xúc tác chuyển pha phải có cation trong cấu trúc

có tính ưa dầu cao (có ái lực mạnh với dung môi hữu cơ) Các chất xúc tác được thường được sử dụng phần lớn trong PTC là: các muối ammonium bậc bốn (Quat) và phosphonium bậc

4 và các eter crown Ví dụ như:

Trang 5

 Ví dụ:

Trang 6

 1-4: muối ammonium; 5-6: muối phosphonium

Trang 6

Trang 7

 crown ethers 7-9, cryptand 10 và tạo phức với cation Kali: 7 và 10

Trang 8

 Tổng hợp

Trang 8

TEBA

CROWN ETE

Trang 9

 Thông thường, trong PTC lỏng/lỏng thì dung môi thường sử dụng là dung môi hữu cơ như: toluen, chlorobenzen, HC

 Đối với PTC rắn/lỏng thì dung môi sử dụng có độ phân cực hơn như Acrilonitril, DMF

Trang 10

 Cơ chế của phản ứng PTC

- Trong mọi trường hợp, khi có hỗn hợp hai chất lỏng không trộn lẫn, ví dụ: nước chứa muối (là bazo hay nucleophil) và một pha hữu cơ chứa chất cần phản ứng ( R + ) với muối ở pha

nước ( Nu - ) Khi bổ xung xúc tác PTC (thường chứa cation

ưa dầu) vào hỗn hợp, xúc tác thường tan được ở cả hai pha sẽ thực hiện chức năng cầu trung chuyển anion dư từ pha nước vào pha hữu cơ:

sự chuyển tới pha cân bằng

Trang 11

 Khi một hạt ái nhân (nucleophil) hoặc bazơ có mặt trong pha hữu cơ thì sẽ xảy ra sự thay thế hoặc loại bỏ proton

để tạo sản phẩm phản ứng

Trang 12

Ví dụ:

Trang 12

Trang 13

Different pathways for PTC: a the classic Starks (Charles

Trang 14

Ví dụ:

Trang 15

 Ích lợi của việc sử dụng PTC

- Tăng hiệu suất của phản ứng, giảm thời gian quay vòng, tăng hiệu năng của thiết bị và dễ tiến hành

=> Giảm giá thành sản xuất

- Giảm thiểu sự sử dụng dung môi nguy hại, Tăng độ chọn lọc và chất thải ra môi trường

Trang 16

 Các phản ứng của PTC

- Kỹ thuật PTC được sử dụng rất rộng rãi

- Các phản ứng sử dụng PTC được tiến hành trong điều kiện trung hòa như:

Trang 17

* Các phản ứng sử dụng PTC trong điều kiện bazơ mạnh (được bazo hóa bởi các chất: NaOH, KOH, K 2 CO 3 , NaH…)

Trang 18

 Các quá trình sử dụng PTC trong công nghiệp

Trang 20

Trang 22

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 22

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	1 MB