Проект технології виробництва ацетофенону
Автор: Топорович Володимир Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології фармацевтичних препаратів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Топорович В.П.; Губрій З.В. (керівник). «Проект технології виробництва ацетофенону». Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка». Львів, 2020 Розширений реферат Об`єкт дослідження – технологія виробництва ацетофенону Cфера досліджень – промисловий синтез сполук для фармацевтичних виробництв. Мета досліджень – розробка технології виробництва ацетофенону, здійснення необхідних матеріальних, технологічних розрахунків, вибір обладнання, розробка технологічної схеми виробництва, здійснення економічних розрахунків. Розроблено проект технології виробництва ацетофенону, що включає організацію виробництва, характеристику сировини, принципову технологічну схему виробництва цільової продукції Дослідження в області хімії та технології ароматичних сполук є одними із найбільш інтенсивних напрямів сучасної органічної хімії, що пов`язано з своєрідністю їх властивостей цих сполук і великою практичною цінністю. Серед різноманітних сполук такого типу особливий інтерес представляють, зокрема, ароматичні кетони. Протягом останніх десятиліть ці речовини продовжують залишатися об`єктом пристальної уваги як хіміків-синтетиків, так і дослідників, котрі займаються пошуком нових біологічно активних сполук широкого спектру дії, синтезом оптичних матеріалів, барвників, антиоксидантів. Ацетофенон - органічна сполука, ароматичний жирний кетон. Речовина існує і у природньому середовищі. У невеликих кількостях він присутній у деяких рослинах, таких як цвітна капуста, банани, абрикоси, яблука. Він присутній також у сирі та яловичині, у кам’яновугільній смолі. Застосовується як сировина для отримання різних органічних сполук, виробництві фарб, покриттів, клеїв. У фарміндустрії - для синтезу багатьох лікарських препаратів, в тому числі снодійних засобів. У косметичній індустрії використовується сам ацетофенон і його похідні як запашні речовини. У літературному огляді описані різні типи реакцій ацетофенону як вихідного матеріалу. Крім того, приведено приклади застосування ацетофенону як синтону у синтезі різних гетероциклічних систем. Складено матеріальний баланс усіх стадій виробництва ацетофенону, виконані технологічні і теплові розрахунки. На їх основі було підібрано технологічне обладнання, розроблено принципову технологічну схему та спроектовано будівлю цеху виробництва ацетофенону. Розроблені і спроектована принципова технологічна схема виробництва ацетофенону полягає у наступному. У реактор, обладнаний якірною мішалкою, оболонкою, зворотнім холодильником завантажують бензол зі сховища через мірник, через люк завантажують хлорид алюмінію. Вміст реактора охолоджують пуском холодної води в оболонку і включають перемішування. Потім починають поступово порціями завантажувати оцтовий ангідрид протягом 30 хвилин. Після цього реакційну масу нагрівають до температури 70-80°C подачею гарячої води в оболонку реактора і витримують при нагріванні до закінчення реакції. Потім вміст реактора охолоджують шляхом завантаження до реакційної маси води з льодом. Якщо на даному етапі в реакційній масі є присутній осад хлориду алюмінію, то завантажують 10%-ву хлоридну кислоту до повного розчинення осаду. За допомогою стисненого повітря реакційну масу перетискають в реактор-екстрактор, оснащений якірною мішалкою. До реакційної маси завантажують діетиловий етер. Суміш ретельно перемішують, дають відстоятися і розділитися на шари. Водний шар ще раз обробляють діетиловим етером. Перемішують, дають відстоятися і розділитися на органічний і водний шар. Об’єднаний органічний шар промивають 10%-вим розчином їдкого натру і потім ще водою, подаючи її через лічильник з мережі. Суміш перетискають стисненим повітрям у реактор, завантажують хлорид кальцію і перемішують 30 хвилин для осушування. Висушений етерно-бензольний розчин перетискають на друк-фільтр. Фільтрат передають в реактор, оснащений оболонкою, мішалкою, прямим холодильником для подальшої перегонки. Відігнаний ацетофенон, що кипить при температурі 202°C збирають у збірнику. В роботі було розраховано техніко-економічні показники та доведено економічну доцільність даної роботи. На основі проведеної роботи були зроблені висновки про актуальність та доцільність даного проекту. Ключові слова: ацетофенон, технологія одержання, матеріальний баланс, технологічна схема, проектна калькуляція. Перелік використаних літературних джерел 1.S. Damavandi. Heterogeneous (2012). Titanium Catalyst for the Synthesis of Novel 2-(4-aryl)-4-ethoxy-4-phenyl-4H-benzo[h] chromene Derivatives. Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic, and Nano-Metal Chemistry 42, 1415-1417. DOI:10.1080/15533174.2012.680161 2.C.V. Asokan, E.R. Anabha, A.D. Thomas, A.M. Jose, K.C.Lethesh, M. Prasanth, K.U. Krishanraj (2007). A Facile Method for the Synthesis of Nicotinonitriles from Ketones via a One-Pot Chloromethyleneiminium Salt Mediated Three-Component Reaction. Tetrahedron Letters 48(32), 5641–5643. DOI: 10.1016/j.tetlet.2007.06.032 3.Surya Kanta De (2004).Yttrium triflate as an efficient and useful catalyst for chemoselective protection of carbonyl compounds. Tetrahedron Lett., 45, 2339-3241. DOI: 10.1016/j.tetlet.2004.01.106 4.C.S. Radatz, R.B. Silva, G. Perin, E.J. Lenardao, R.G. Jacob, D.Alves (2011). Catalyst-free synthesis of benzodiazepines and benzimidazoles using glycerol as recyclable solvent. Tetrahedron Letters 52(32), 4132-4136. DOI:10.1016/j.tetlet.2011.05.142 5. Mohammadi Ziarani, Ghodsi; Kheilkordi, Zohreh; Mohajer, Fatemeh (2020) Recent advances in the application of acetophenone in heterocyclic compounds synthesis. Journal of the Iranian Chemical Society, 17(2), 247-282. DOI:10.1007/s13738-019-01774-4 6.Alberto Mannu, Arnald Grabulosa and Salvatore Baldino (2020). Transfer Hydrogenation from 2-propanol to Acetophenone Catalyzed by [RuCl2(?6-arene)P] (P=monophosphine) and [Rh(PP)2]X (PP=diphosphine, X=Cl?, BF4?) Complexes. Catalysts 10(2),162. DOI: 10.3390/catal10020162 7. Chai, Kungang; Lu, Ke; Xu, Zhijun; Tong, Zhangfa; Ji, Hongbing (2018). Rapid and selective recovery of acetophenone from petrochemical effluents by crosslinked starch polymer. Journal of Hazardous Materials 348, 20-28. DOI:10.1016/j.jhazmat.2018.01.034