|
Требования к написанию проекта
|
| bet | 5/17 | | Sana | 02.03.2022 | | Hajmi | 0.95 Mb. | | #2865 |
2 - prinsip. Sintez strategiyasini shunday rejalashtirish kerakki reaksiya jarayonida foydalaniladigan moddalarning hammasi maksimal darajada oxirgi mahsulot tarkibiga kirsin. Bunda B Trost va R Sheldonlar (1991-1992 yy) har xil modifikatsiyalarga atom iqtisodi yoki atom samaradorligi tushunchasini kiritishni takilif etgan. An’anaviy organik kimyo ko’p bosqichli jarayonlarni amalgi oshirib uning natijasida dastlabki moddalardan mahsulotlar hosil bo’ladi. Ammo laboratoriya uchun yaroqli sxema va reaksiyalarning mexanizmlari ko’p tonnali jarayonlar uchun mutloqo yaroqsiz. Agar reaksiyaning har bir bosqichi 100% dan kam bo’lsa, unda katta tonnali masshtabda o’tkazilganda kerakli mahsulot bilan birgalikda ulkan miqdorda keraksiz moddalar ham hosil bo’ladi. Reaksiya zanjirida qo’shimcha moddalardan foydalanilganda har vaqt kislotali yoki ishqorli neytrallangandan keyin anorganik tuzlar hosil bo’ladi ( osh tuzi, natriy sulfat, ammoniy sulfat). Ko’p bosqichli jarayonlarda qo’shimcha mahsulotning miqdori oxirgi unumiga nisbatan yuqori bo’ladi. Kimyoviy va farmotsevtik ishlab chiqarishlardagi bu muammoni yechishda katalizatorlar eng asosiy yordamchi bo’ladi, ular keraksiz qo’shimcha mahsulotlar unumini ancha kamaytiradi. Neft va ko’p tonnali ishlab chiqarishlarda asosiy kimyoni deyarli 75% mahsulotlari katalitik usulda olinadi. Katalitik jarayonlarda qoida bo’yicha dastlabki moddalardan foydalanish darajasi ancha yuqori. Masalan, rodiy katalizatori yordamida sirka kislotasi olishda ( BR-Monsanto texnologiyasi ) metanol 100% sarf bo’ladi.:
CH3OH + CO → CH3COOH
Yashil kimyoda miqdoriy o’lchov Е-faktor (Rodjer A. Sheldon) hisoblanadi va u quyidagicha ifodalanadi:
Е= m qo’shimcha maxsulotlar: m reaksiya mahsuloti
Dastlabki moddaning to’liq foydalanilishi atom samaradorligi(effektivlik) deyiladi va bu ko’rsatgich kimyoviy ishlab chiqarishning “yashil”lik o’lchovi bo’lib hisoblanadi:
Mahsulotning molekulyar massasi x 100%
A.E.(Atom effektivlik) = ------------------------------------ Dastlabki moddalarmol.massasining summasi
A + B = C ko’rinishidagi bir bosqichli jarayon. A + B = C ( kerakli mahsulot) ga nisbatan ancha samarali ekanligini tushunish oson R. Sheldon atom effektivlik g’oyasini E-faktor orqali ifodalaydi, u har bir kilogram maxsulotga to’g’ri keladigan yo’qotish miqdorini ko’rsatadi.
(1-Jadval)
Sanoat turi
|
Mahsulot miqdori tonna
|
Kg [E] nisbat qo’shimcha mahsulot/ kerakli mahsulot
|
Neft kimyo
|
106-108
|
0,1dan kam
|
Ko’p tonnali asosiy kimyo
|
104-106
|
1-5
|
Nozik kimyo
|
102-104
|
5-50
|
Farmatsevtika
|
10-103
|
25-100 va ko’roq
|
Shunday qilib, eng “iflos” jarayonlar farmatsevtika va boshqa sohalar hisoblanadi, ularda nozik organik sintezdan foydalaniladi (ko’p bosqichli reaksiyalar, katta hajmdagi erituvchilar va yordamchi moddalar, tozalash bosqichi).
Yuqori atom effektivli reaksiyalarga misol sifatida polimerlanish (masalan, etilenni polimerlanishi), alkenlarning disproporsialanishi; bu reaksiya va mualliflarning “yashil” kimyoga qo’shgan hissalari uchun 2005-yilda Nobel mukooti lauryatlari bo’ldilar. Dilsa- Alder kondensatsiya, kross- birikma va alkilirlanish reaksiyalarini keltirish mumkin.
Bu hamma hollarda dastlabki birikmalar ( va yordamchi moddalar) ning ko’p qismi bo’yicha oxirgi mahsulot tarkibiga kiradi. Haqiqatdan ham, polimerlanish, metatezis va Dilsa-Alder reaksiyalarida atom effektivligi 100% ga yetadi.
Har xil oksidlovchi va qaytaruvchilarni atom effekivligini quydagi qatorga ko’rish mumkin: O2> H2O2 > N2O > NaClO > KMnO4 > K2Cr2O7 > organik peroksidlar va N-oksidlar;
H2 > LiH > NaBH4, LiAlH4 > HCOONH4.
Bosqichlar sonini hamda effektiv yo’lni qisqarishi atom iqtisodini ortishiga olib keladi. Kimyoviy reaksiyalr uchun mahsulot unumi(viyxod) katta axamiyatga ega bo’lib u faqat maxsulotning miqdorini ko’rsatadi. Shuning uchun reaksiya unumi va E-faktorni quyidagi reaksiya misolida solishtirib ko’rib chiqamiz:
CH3CH2COOCH2CH3+CH3NH2 → CH3CH2CO NH CH3 +C2H5OH
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
118 g 31 g 103 g 46 g
Agar reaksiya unumi 100% bilan boradi desak, 118 g va 31 g dastlabki maxsulotlardan 103 g maqsadli mahsulot olinadi. C2H5OH tarkibiga kiradigan atomlar chiqindi hisoblanadi va uni utilizatsiya qilishga to’g’ri keladi. Atom samaradorligi esa biridan maqsadli maxsulotga aylangan atomlarning miqdorini ko’rsatadi.
Mahsulotning molekulyar massasi x 100%
A.E.(Atom effektivlik) = ------------------------------------ Dastlabki moddalarmol.massasining summasi
103 x 100%
A.E.(Atom effektivlik) = ---------------------------=69,1%
149
Bundan chiqadiki dastlabki mahsulotdan 30,9% ini utilizatsiya qilish kerak bo’ladi.
Turli tipdagi reaksiyalarni o’rganganimizda ularing ba’zilarida masalan birikish reaksiyalarida dastlabki reagentlar atomlaridan yo’qolish bolmaydi.
Masalan: CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
188 x 100%
A.E.(Atom effektivlik) = ---------------------------=100 %
188
Shunday qilib F –faktor va Atom effektivligi reaksiya unumidan farqli o’laroq, kimyoviy jarayonlarning atrof - muhithga ekologik ta’sirini ko’rsatadi.
Bu birikish- va qayta gruppalanish reaksiyalarida atom effektivligi faktori 100% ga teng.
Ushbu prinsipdan sanoatda foydalanishga 1991-yilda ishlab chiqilgan, takomillashtirilgan jarayonlardan biri ibukrofen nomli og’riq qoldiruvchi vosita tayyorlash misol bo’ladi, unda Motrin ( Motril ), edvil (Advil), Nurin kabi mashhur bo’lgan firmaga oid dorivor preparatli aktiv komponentlar bor. 1960-yillarda ishlab chiqarilgan daslabki olti bosqichli jarayonlar asosida oxirgi mahsulotda tarkibi faqat 40% atomlar (ibukrofen) tutgan preparat olingan bo’lsa, 60% keraksiz yordamchi mahsulotlarda yoki chiqindilarda qolib ketgan. Trost uch bosqichli va hozir 77% atomlar – ibukrofen reagentda qoladi. Ushbu “Yashil” jarayonlar har yili yuz minglab kilogramm qo’shimcha kimyoviy mahsulotlarni yo’q qiladi va sarflanadigan reagentlarni miqdorini yuz minglab kilogrammlarga qisqartiradi.
|
| |
