Технології та інжиніринг

Дослідження реакції озону з бензилацетатом та його похідними у рідкій фазі

Мета. Дослідження кінетичних закономірностей реакції окиснення бензилацетату та його похідних озоном у рідкій фазі для з’ясування впливу спирту на процес озонування метилбензенів за метильною групою. Методика. У скляну ємність об’ємом 20 мл, обладнану магнітним перемішувачем, завантажували послідовно розраховану кількість толуену або бензилацетату сульфатної кислоти і 10 мл оцтового ангідриду. Після розчинення реакційні компоненти завантажували в термостатовану скляну колонку. Колонку підключали до зворотного холодильника, отриманий розчин охолоджували до необхідної температури і пропускали крізь нього озоновмісний газ. Окиснення вели до заданого ступеню конверсії субстрату. Контроль процесу здійснювали методом газо-рідинної хроматографії. Концентрацію озону в газовій фазі визначали спектрофотометричним методом на спектрофотометрі СФ-46. Концентрацію толуену та його похідних у розчині визначали методом газорідинної хроматографії на хроматографі з полум'яно-іонізаційним детектором на колонці довжиною 1 м і діаметром 3,5 мм, заповненою носієм – „ІНЕРТОН-Супер” (0,16–0,2 мм), з нанесеною на нього нерухомою фазою “FFAP” у кількості 5% від маси носія за наступних умов: температура випаровувача – 503–533 К; швидкість газу-носія (азот) – 2,0 л·год-1 ; швидкість водню – 1,8 л·год-1 ; швидкість повітря – 18 л·год-1 . Термостатування проводили в температурних межах 363–448 К, підйом температури здійснювався програмою – 8о С/хв. Результати. Вивчено кінетичні параметри реакції озонування бензилацетату та його похідних у рідкій фазі. Визначено константи швидкості реакції озону з бензилацетатом за різних температур і вплив будови замісників на його реакційну здатність. Показано, що наявність електроноакцепторних замісників підвищує селективність окиснення з боковим ланцюгом до 54%, а електронодонорних – знижує до 8%. Кінетика реакції озону з бензилацетатом при температурі 293 К описується рівнянням другого порядку, що передбачає неланцюговий механізм окиснення. При підвищених температурах стає помітним ланцюгове витрачання озону за рахунок реакції з продуктами руйнування ароматичного кільця. Наукова новизна. Вперше вивчено кінетику реакції окиснення бензилацетату та його заміщених озоном в рідкій фазі, яка суттєво впливає на рівноважну концентрацію спиртів при окисненні відповідного метилбензолу. Встановлено, що залежно від будови ацильованого бензилового спирту селективність окиснення за боковим ланцюгом становить від 8 до 54%. Визначено константи швидкості реакції та запропоновано механізм озонування бензилацетату, що дозволить оптимізувати параметри при розробці технологічних основ одержання бензилового спирту та його похідних озонуванням метилбензолів у рідкій фазі. Практична значимість. Результати роботи э основою для розробки низькотемпературного методу синтезу бензилових спиртів, які застосовується у виробництві активних фармацевтичних інгредієнтів

кінетика; окиснення; озон; бензилацетат; бензиловий спирт