Organik moddalarning tuzilish nazariyasi Organik sintez sanoatda ishlatilishi Organik sintezga chiqaradigan mahsulot turlarini

Organik sintezning rivojlanishi


Reja

1. 
   Organik moddalarning tuzilish nazariyasi
   
2. 
   Organik sintez sanoatda ishlatilishi
   
3. 
   Organik sintezga chiqaradigan mahsulot turlarini
   

Organik birikmalarni ishlab chiqarish qadimdan boshlangan, ammo, u uzoq yillar dvomida tabiiy materiallar tarkibidagi mahsulotlarni (qand – shakar, skipidar, o’simlik va hayvon moylari hamda yog’lari va boshqalar) ajratib olishga asoslangan yoki murakkab tabiiy mahsulotlarni oddiy moddalarga (oziq-ovqat mahsulotlarini spirt va sirka kislotasiga, yog’larni sovun va glitseringacha) parchalashga asoslangan edi.

XIX asrning o’rtalariga kelib organik kimyo taraqqiyotida yirik muvaffaqiyatlar qo’lga kiritildi. A.M.Butlerovning organik moddalarning tuzilish nazariyasi yaratildi, fizika, kimyo va texnika fanlarning yutuqlari, toshko’mirni kokslashdan hosil bo’luvchi qo’shimcha mahsulotlarga asoslangan xom ashyo bazasining yaratilishi va boshqalar, organik sintezning paydo bo’lishiga, ya’ni, oddiy moddalardan murakkab moddalarni olishga olib keladi.
Organik kimyoning dastlabki yutuqlari tabiiy materiallarni (tabiiy bo’yoqlar, dori-darmonlar, hid beruvchi moddalar) sintetika almashtirishga qaratildi. Keyinchalik esa asta-sekinlik bilan tabiatga uchramaydigan (portlovchi moddalar, yuqori molekular birikmalar) birikmalarni sintezlashga qaratilgan. O’tgan asrning 30-50 yillarida tabiiy gaz va neft qazib olish hamdauni qayta ishlash sohasidagi ulkan muvoffaqiyatlar organik sintezning gurkirab rivojlanishi uchun mustahkam xom ashyo bazasini yaratdi. Bunday almashinish jarayonida yangi neft kimyo sintezi deb ataluvchi termin paydo bo’ldi. Bu sintezning yangi xom ashyo bazasiga asoslanganligini ko’rsatadi xolos, biror mahsulotni kondan xom ashyodan (toshko’mir xom ashyosidan yoki neft xom ashyosidan) foydalanib sintezlanishidan qat’iy nazar ular ishlab chiqarishda prinsipial farq bo’lmaydi.
Organik sintez sanoati xom ashyo sifatida: galogenlar va ularning birikmalaridan, kislotalar, oksidlar, ishqorlar, ammiaklar, vodorodlar, suv, havo va boshqalardan foydalaniladi. Bu moddalar organik mahsulotlariga turli atomlar va guruhlarni kiritish uchun, bir moddani bir qancha boshqa moddaga aylantirish uchun, individual moddalarni ajratib olish va tozalash uchun foydalaniladi.
Organik sintez o’z taraqqiyotining boshlang’ich bosqichlarida oxirgi asosiy mahsulot bilan oraliq yarim mahsulotlar (alkenlar, galogenlik hosilalar, spirtlar, aldegidlar, ketonlar, fenollar, aminlar va boshqalar) ishlab chiqarishni qo’shib olib bordi. Keyinchalik organik sintezdan bir qancha o’ziga xos ishlab chiqarishlar: plastmasalar, sintetik kauchuklar, kimyoviy tolalar, bo’yoqlar, dori-darmonlar texnologiyalari ajralib chiqdi. Hozirgi zamon organik sintez sanoati ikki muhim maqsadga qaratilgan:

• 
  Keng ko’lamli ishlab chiqarish, bunda (o’n va yuz ming tonnalab ishlab chiqariladi) sanoatning boshqa tarmoqlari uchun yarim mahsulotlar (masalan, yuqori malekular birikmalar uchun monomerlar) ishlab chiqariladi;
  
• 
  Bir qancha tayyor mahsulot (yuvish vositalari, kimyoviy zaharli birikmalar, erituvchilar va boshqa) lar ishlab chiqariladi;
  

Bugungi kunda organik sintez mahsulotlaridan u yoki bu darajada foydalanmaydigan xalq xo’jaligining biror tarmog’i yo’q.
Organik sintez sanoatidagi taraqqiyot ma’lum darajada yangi reaksiyalarni kashf etilishi va uni ishlab chiqarishga tadbiq etishiga bog’liq. Ko’pincha prinsipial yangi reaksiya organik kimyodan yangi davrni boshlab berdi. Masalan, 1928-yilda 1-4 holatda bog’langan diyen sistemalariga ikkilamchi va uchlamchi bog’lanish (diyenofillar) tutgan moddalarning birikib, olti a’zoli sikllar hosil qiladigan diyen sintezi reaksiyasi (O.Dils va K.Alder) ochilgan edi.
Bu reaksiya turli-tuman siklik birikmalardan tortib to murakkab polisiklik sistemalar, masalan, steroid va so’ngra geterosiklik sistemalar kabi ko’pincha yangi sintetik moddalar olishning asosi bo’lib qoldi. Bu olefinlar sintez qilish yangi usulining asosi bo’lib qoldi Ular esa ko’pgina mahsulotlar ishlab chiqarish uchun zarur xom ashyo hisoblanadi.
Fazalararo katalizdan foydalanish organik sintez taraqqiyotida yangi bosqich bo’ldi, bunda reaksiya aralashmaga maxsus moddalar-fazalar aro ko’chiradigan katalizatorlar (ammoniyli, fosfoniyli tuzlar, kraun-efirlar) qo’shiladi. Bu moddalar, masalan, anionlarni suvli yoki qattiq fazada organik fazada ko’chirishga yordam beradi, u erda bo’lar reaksiyaga kirishadi. Fazalararo katalizatorlar beradigan reaksiyalar soni juda ko’p va ular karbonionlar ishtiroktdagi barcha reaksiyalarni o’z ichiga oladi. Fazalararo katalizning oksidlanish reaksiyalarida qo’llanilishi istiqbolli hisoblanadi, bunda organik modda suvda oksidlovchi esa organik erituvchida erimaydi. Masalan, benzolda erimaydigan kaliy permaganat oz miqdorda Kraun-efir qo’shilganda tarkibida MnO₄^- ioni bo’lgan kuchli oksidlovchi bo’lib xizmat qiladigan malinali benzol deb ataluvchi moddani hosil qiladi.
Ayniqsa, element organik birikmalarning (1926-yilda borazol, 1963-yilda karboron va uning analoglari 600ºC gacha issiqlikka chidamli, silikonlar, silikonli kauchuk 60ºC dan +200ºC gacha chidamli, fosfoorganik birikmalar, ftoroorganik birikmalar masalan, teflon 400ºC issiqlikka chidamli) sintezlanishi organik sintez mahsulotlari ishlab chiqarishga keng yo’l ochib berdi.
Organik sintezga chiqaradigan mahsulot turlarini to’xtovsiz kengaytirish va yangilash bilan dinamik o’sib borishi ta’minlanadi, yani yangi apparatlar va jarayonlarni o’zlashtirish, mukammal texnologiyalarni ishlab chiqishga tadbiq etish, avtomatlashtirish va mexanizatsiyalashtirishning samaradorligi yuqori bo’lgan vositalari bilan ishlab chiqishni jihozlash va boshqalar shular jumlasidandir.
Organik sintez sanoatining yaqin kelajagi vazifasi bu ishlab chiqarishining energiyaga bo’lgan talabini kamaytirish, atrof muhitga zararli ta’sirini kamaytirishmaqsadida xom ashyoning qayta ishlashning samaradorligini oshirish va chiqindi miqdorini kamaytirishdan iboratdir.
Organik sintez mahsulotlarini sanoat miqyosida ishlab chiqarish uchun har xil reaksiyalardan: galogenlash, sulfolash, nitrolash, oksidlanish-qaytarilish, gidrogenlash va digedrogenlash, gidratlash va degidratlash siklizatsiyalash, izomerizatsiyalash, kondensatlanish, polimerlanish: Etirifikatsiya alkillash va boshqalardan keng foydalaniladi. Bunda oddiy moddalardan ancha murakkab bo’lgan moddalar olinadi (uglerod zanjiri uzaytiriladi). Ba’zi hollarda dastldabki modda malekulasida uglerod sonini o’zgartirmay, uning tuzulishini va reaksion qobiliyatini o’zgartirishga muvaffaq bo’linadi yoki dastlabki moddaning uglerod zanjirini parchalab yangi mahsulotlar olinadi. Ko’pchilik organik reaksiyalar kinetik sohada boradi va reaksiyaning umumiy tezligi, reaksiyaning tezlik tenglamasi bilan aniqlanadi.
U=dx/dr=K·C
Jarayonning harakatlantiruvchi kuchi C reaksiya tartibini ko’rsatuvchi kinetik tenglamaga asosan, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyalari ko’paytmasiga teng. Tezlik konstantasi esa Arrenius tenglamasiga bo’ysinadi. Organik sintez jarayonida bir vaqtning o’zida bir qancha parallel va ketma-ket reaksiyalar boradi. Ketma-ket reaksiyalarda ko’pchilik hollarda ulardan biri jarayon tezligi limitlaydi, belgilaydi. Jarayonning umumiy tezlik konstantasi K elementar reaksiyalar tezligining murakkab funksiyalari bilan ifodalanish mumkin.
Maqsadli mahsulot bo’yicha (olinishi maqsad qilib qo’yilgan mahsulot) jarayonning selektivligi, asosiy va qo’shimcha reaksiyalar tezlik konstantalarining nisbatlari bilan aniqlanadi. Shu sababli organik sintez jarayoni intensizlashtirish uchun faqat asosiy reaksiyani tezlashtiradigan yoki ketma-ket boruvchi reaktivlarning me’yorli bosqichlarini tezlashtiruvchi selektiv katalizatorlardan foydalaniladi. Organik sintezda kimyoviy-texnologik jarayonlarni jadallash usullarini qo’llashda ko’pchilik hollarda dastlabki, oxirgi va oraliq birikmalarni barqarorlashtirish bilan chegaralanadi, chunki ular termik parchalanadilar yoki qo’shimcha mahsulotlarga aylanib qoladi.
Bunday hollarda jarayonningtezlik konstantasini oshirish uchun katalizator bilan bir qatorda turli ion yoki radikal xarakterdagi, fotosintez, radiaksion nurlantirish, lazerli nurlantirish, elektrosintez kabi turli initsiatorlardan foydalaniladi. Masalan, ko’pgina monomerlarni polimerlash uchun turli xildagi peroksidlardan faydalaniladi, yuvish vositasining tarkibiy qismlaridan birini olish uchun ultrabinafsha nurlar bilan nurlantirib, sulfoxlorlanadi, polimerlarni “tikish” va kauchukni vulqonlashda rasion nurlantirishdan foydalaniladi.
Organik sintez sanoatining muhim ahamiyatlaridan biri yaqin yillar ichida sovun, olifa, surkov moylari, sprit kabi o’nlab mahsulotlar ishlab chiqarish uchun katta miqdorda oziq-ovqat mahsulotlari ishlatilishiga chek qo’yish, ya’ni bu maqsad uchun oziq-ovqat mahsulotlarini nozik mahsulotlarga aylantirishdan iboratdir.
Hozirgi zamon organik sintez sanoati korxonalari har turli texnologik sexlarning birlashtirilgan kompleksidan iboratdir. U nafaqat maqsadli mahsulotlar ishlab chiqaradi, balki ko’pgina qo’shimcha mahsulotlarni ushlab qolish va qayta ishlash qurilmalarini ham o’z ichiga oladi.