Введення
1.Літературнийогляд
1.1 Загальні методи отримання амідіворганічних кислот
1.2 Методи отримання N, N-діетил-м-толуаміда
2.Експериментальначастина
3.Обговореннярезультатів. Дослідження гетерогенних каталізаторів амідування м-толуіловой кислоти
3.1 Термодинаміка процесу
3.2 Випробування традиційних і модифікованих каталізаторів амідуванняаліфатичних кислот
3.3 Механізм амідування як метод передбачення шляхів інтенсифікаціїреакції
3.4 Вибір і вивчення ефективного каталізатора амідування м-толуіловойкислоти
4.Виробничабезпеку
4.1 Токсілогіческіе характеристики використовуваної сировини ікінцевих продуктів на людину
4.2 Санітарно-гігієнічні умови в лабораторії
4.3 Екологічна безпека
4.4 Безпека в разі надзвичайної ситуації
4.5 Захист об'єктів народного господарства в умовахнадзвичайних ситуації мирного і воєнного часу
5.Економічначастина
5.1 Розрахунок вартості матеріалів
5.2 Розрахунок заробітної плати
5.3 Зведений кошторис витрат
6.Висновки
Література
Введення
Проблема отриманнярепелентів представляє великий інтерес, тому що вони відрізняються від іншихпестицидів високою специфічністю дії, викликаючи негативний хемотаксисодноклітинних організмів і впливаючи на дистантні або на контактні хеморецепторитварин, переважно - комах. Потреба в відлякуваннімоскітокровососущіх комах зростає в Росії з кожним роком, а активнийантіфідінг повинен починатися з ранньої весни і продовжуватися до настанняхолодів, а в країнах з тропічним кліматом - круглий рік.
Використовуваний арсеналрепелентів (ДЕТА, диметил фталат, бензімін, індалон, дібутілсукцінат, N-бутілацетанілід, бензилбензоат ітощо), як правило, представлений азотовмісними сполуками, з яких високоюефективністю і вивченістю токсілогіческіх властивостей виділяється N, N-діетил-м-толуамід (м-ДЕТА).
Перші відомості проактивності цього препарату з'явилися в 1955 році [1], тому вітчизняними вченимивін був синтезований вже в 1956 році [2]. Препарат відрізнявся малою токсичністюдля теплокровних (ЛД 50 для мишей 2500 мг на 1 кг живої ваги), але відлякував кліщів, комарів і москітів, причому ефективність його дії протикомарів при роботі, не пов'язаної з фізичним навантаженням, досягала 10год. Тривалістьзахисної дії ДЕТА в 3 рази перевершувала таку диметилфталат і в 1,6рази - препарат ДИД (суміш, що складається з 75% диметилфталат, 20% індалона і 5%діметілкарбата).
Вперше ДЕТА бувсинтезований в 1929 році [3], і метод базувався на отриманні хлорангидридовм-толуіловой кислоти, що досягалося при дії на кислоту галоідірующіхагентів (PCl 5 , PCl 3 або SOCl 2 ), а реакціясупроводжувалася виділенням агресивних газів (HCl, SO 2 ). Усі наступні синтези [4-6]також включали стадію отримання хлорангидридов і тільки, мабуть, в 1960 р. почалися перші спроби використовувати метилові ефіри толуіловой кислоти або проводить синтезиіз застосуванням традиційних для процесів амідування аліфатичних кислот каталізаторів(Al 2 O 3 , SiO 2 ) [7]. Однак стабільність такихкаталізаторів, незважаючи на можливість відновлення їх активності післярегенерації, не перевищувала 10-12 год, хоча селективність могла досягати 80-90%.
Однак, в силу зазначеноїпричини, а також важко на сьогодні встановлюваних факторів, організаціявиробництв ДЕТА як в Росії, так і за кордоном була здійснена за наступноюсхемою: м-ксилол - м-толуіловая кислота - хлорангидрид м-толуіловой кислоти -ДЕТА. Однак даний метод є морально застарілим. Однак до теперішньогочасу не запропоновано задовільний каталізатор для промислового синтезуДЕТА, незалежно від природи вихідної сировини (м-толуілоая кислота, її складніефіри, нітрили і т.д.).
Незважаючи на те, що ДЕТАє інгібітором деяких полімеризаційних процесів [8], каталізатором ввиробництві силіконового каучуку [9], розчинників гербіцидів [10], основнейого призначення, як зазначалося вище, - це побутова хімія [11] і епідеміологія [12].Сказане диктує жорсткі вимоги до чистоти і кольоровості продукту, щозмушує проводити певні дослідження, як за матеріалом устаткування,так і з пошуку ефективних шляхів відділення м-ДЕТА від параізомеров ім-толуіловой кислоти.
Рішення вказаної задачів зв'язку з загальним потеплінням клімату і активізацією, таким чином,комах - переносників трансмісивних хвороб - є своєчасними іактуальними.
Мета роботи: вибіркаталізатора амідування та вивчення в його присутності перетворення м-толуіловойкислоти в N, N-діетил-м-толуамід.
1. Літературний огляд
Аміди кислот - класорганічних сполук, що представляють абсолютно певний інтерес як зпрактичної, так і з теоретичної точок зору. Практична цінність впершу чергу визначається їх біологічною активністю (гормони,нейропептиди, антибіотики, токсини, інгібітори ферментів; речовини, що викликаютьхемотаксис мікроорганізмів і т.п.) і, по-друге, наявністю пептидного угруповання-СО-NH-, присутньої як в шерсті, так ів деяких штучних волокнах в визначальною їх теплофізичні властивості.Інтерес до амідів для фундаментальних хімічних досліджень пов'язаний з наявністюсполучення між неподіленою парою електронів атома азоту і ПЂ-електронамикарбонільної групи.
1.1 Загальніметоди отримання амідів органічних кислот
Одним з найбільшдоступних і в той же час промислово значущим є метод отримання амідівчерез амонійні солі карбонових кислот [13]. Останні піддають сухийперегонці (піролізу), при цьому вихід цільового продукту досягає 87-90%.
Пряма взаємодіякислот з амінами в силу оборотності реакції проводять в присутності надлишкуодного з реагентів, причому реакція легко протікає тільки з аліфатичнимикислотами з неразветвленной ланцюгом, але з працею - з ароматичними тапросторово утрудненими кислотами або з менш основними амінами [14].
В реакції берутьучасть також вторинні аміни, процес каталізується кислотами. Механізмкислотного каталізу відносять до типу A AC 2 [15] і він близький до перегрупування Бекмана [16].
Можливість отриманнязаміщених амідів по Бекману в присутності сірчаної чи поліфосфорні кислоти, PCl 5 або інших каталізаторів характерна дляЕ-діастереомерів. На прикладі кетоксімов доведено, що має місце анти-перегрупування:група ОН міняється місцями із залишком, що знаходиться в транс-положенні повідношенню до неї.
У тому випадку, колисубстратом виступають складні ефіри, лактони або фталіди, в якості амідірующіхагентів можна використовувати аміак чи просторово незатрудненного аміни [17].Реакція складних ефірів з аміаком каталізується водою, гликолями та іншими подібнимисполуками [18]; аналогічна реакція з амінами промотує солями, наприклад,NH 4 Cl [19].
Залежно від типукаталізатора, використовуваного при реакції, аміноліз протікає по механізмам A AC 2 або B AC 2.
Природно, лактони тафталіди аналогічним чином перетворюються в іміди без розкриття кільця [20].
У свою чергу діяна ангідриди карбонових кислот амідірующіх агентів (у тому числі сечовини іуретанів) протікає зазвичай без каталізаторів
У разі меншреакційноздатних реагентів (наприклад, дифеніл-аміну або 2,4-дінітроаніліна)ацетилювання оцтовим ангідридом проводять в присутності кислотногокаталізатора [14].
Однак синтези на основіангідридів більш широко застосовуються для отримання имид, ніж амідів, при цьомуциклічні ангідриди можуть давати тільки іміди, кислі іміди або дііміди вЗалежно від реагенту та умов експерименту [21].
Згадана декілька вищесечовина може реагувати безпосередньо з карбоновими кислотами (синтез по Шербул[16]).
Наступний метод - один знайбільш широко застосовуваних способів отримання амідів, по яком...
