ДОСЛІДЖЕННЯ РЕАКЦІЇ ОКИСНЕННЯ БЕНЗИЛІДЕНДІАЦЕТАТУ ОЗОНОМ У РОЗЧИНІ АЦЕТАТНОГО АНГІДРИДУ
DOI:
https://doi.org/10.30857/2786-5371.2022.1.3Ключові слова:
озон, бензилідендіацетат, бензальдегід, кінетикаАнотація
Мета. Вивчити кінетику реакції окиснення бензилідендіацетату озоном для з’ясування умов, за яких альдегід буде втрачати схильність до подальшого окиснення і перетворюватись у цільовий продукт.
Методика. Кінетику окиснення бензилідендіацетату досліджували в реакторі типу «каталітична качка». Змішування газової і рідкої фаз у реакторі досягали за рахунок струшування його зі швидкістю 8 с-1, що дозволяло працювати в кінетичній області. Кінетику реакції вивчали, вимірюючи концентрацію озону в газовій фазі на вході і виході з реактора, яку регістрували автоматично з використанням спектрофотометричного методу в області поглинання 254–290 нм. Ідентифікацію продуктів окиснення і визначення їх вмісту в розчині здійснювали методом газової хроматографії на хроматографі з полум`яно-іонізаційним детектором. Аналіз проводили на колонці довжиною 2 м, заповненої носієм «Хроматон N-AW» з нанесеною на нього нерухомою фазою SE-30 у кількості 5% від маси носія. Температура у термостаті регулювалась по програмі 373–473 К за 10 хв. Швидкість газу – носія (азот 1,8); водню 1,8; повітря 18 л/год. В якості внутрішнього стандарту використовували 4-нітрохлорбензен.
Результати. Досліджено кінетику та механізм рідиннофазного окиснення бензилідендіацетату озоном. Показано, що реакція перебігає за двома напрямками: за бічним ланцюгом з утворенням бензойної кислоти і бензеновим кільцем з подальшим руйнуванням ароматичної системи. При температурах до 283 К швидкість реакції озону з бензилідендіацетатом описується за кінетичним рівняння другого порядку, за яким озон витрачається за неланцюговим іоно-радикальним механізмом. При підвищених температурах стає помітним ланцюгове витрачання озону, пов’язане з його участю в реакції з продуктами термічного розкладу пероксидів. Стехіометричний коефіцієнт за озоном в реакції з бензилідендіацетатом мало залежить від співвідношення реагентів та температури і у діапазоні 278–323 К приблизно дорівнює 1,1.
Наукова новизна. Показано, що при озонуванні толуену в присутності сульфатної кислоти ацетатний ангідрид є не тільки розчинником, але і запобігає подальшому окисненню бензальдегіду озоном за рахунок швидкого утворення стійкого до дії озону бензилідендіацетату. Встановлені нові кінетичні закономірності, які доповнюють існуючі уявлення про хімію і технологію окиснення аренів озоном у рідкій фазі.
Практична значимість. Показана можливість зупинки окиснення толуену озоном на стадії утворення бензальдегіду. Отримані дані можуть стати основою для створення нової низькотемпературної технології синтезу бензальдегіду та його похідних.
