Tetrabrometanasyra šviesiai geltonas skystis, turintis riebų ir ypatingą kvapą. Molekulinė formulė C2H2Br4, CAS 79-27-6. Jo molekulinėje struktūroje yra daug bromo atomų, todėl jis pasižymi dideliu poliškumu ir hidrofiliškumu. Tetrabrometano tankis yra didesnis nei vandens, paprastai didesnis nei 2.{5}} g/cm³, lūžio rodiklis yra gana didelis, maždaug 1,595. Jį galima ištirpinti organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip alkoholiai, eteriai, esteriai ir kt., bet ne vandenyje. Taip yra dėl didelio hidrofobiškumo jo molekulinėje struktūroje ir silpnos sąveikos su vandens molekulėmis. Klampumas yra gana didelis ir mažėja didėjant temperatūrai. Taip yra dėl stiprios tarpmolekulinės sąveikos ir ilgesnių molekulinių grandinių. Tetrabrometanas yra organinis junginys, pasižymintis ypatingomis savybėmis ir plačiai naudojamas. Suprasti jos savybes, paruošimo būdus ir taikymo sritis gali padėti geriau panaudoti šią medžiagą. Tačiau norint užtikrinti tvarų žmonijos ir aplinkos vystymąsi, reikia atkreipti dėmesį į jo saugumą ir aplinkos apsaugą.
(Produkto nuoroda:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/1-1-2-2-tetrabromoethane-cas-79-27-6.html)
Tetrabrometanas yra svarbus organinis junginys, turintis didelę naudojimo vertę. Toliau pateikiami įprasti tetrabrometano paruošimo būdai:
Metodas 1 - Tiesioginio brominimo metodas
Tiesioginis bromavimo metodas yra pats tiesiausias tetrabrometano gavimo būdas. Šis metodas naudoja bromą ir acetileną kaip žaliavas ir reaguoja su katalizatoriumi, kad susidarytų tetrabrometanas. Katalizatoriuose paprastai naudojami tauriųjų metalų arba pereinamųjų metalų junginiai. Pagrindiniai veiksmai yra tokie:
(1) Į reakcijos tirpiklį įpilkite acetileno dujų ir bromo skysčio, kad susidarytų vienodas tirpalas.
(2) Tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis acetilenas ir bromas, veikiant katalizatoriui, vyksta pakeitimo reakcija ir susidaro tetrabrometanas.
(3) Susidaręs tetrabrometanas atskiriamas nuo reakcijos tirpiklio ir rafinuojamas gryninimui.
(4) Nustatykite, išanalizuokite ir supakuokite rafinuotą ir išgrynintą tetrabrometaną.
1. Reakcijos lygtis yra tokia:
C2H4 + Br2 → C2H4Br4
Ši lygtis parodo acetileno ir bromo pakeitimo reakcijos procesą, veikiant katalizatoriui, kad susidarytų tetrabrometanas. Faktinėje gamyboje dėl didelio acetileno ir bromo reaktyvumo reakciją paprastai reikia atlikti tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Tuo tarpu, kadangi susidaręs tetrabrometanas yra nepolinė molekulė, pasižyminti dideliu tirpumu, atskyrimui ir gryninimui būtina parinkti tinkamus tirpiklius.
2. Reakcijos principas:
Pagrindinis tiesioginio brominimo metodo principas yra tetrabrometano generavimas vykstant acetileno ir bromo pakeitimo reakcijai, veikiant katalizatoriui. Ši reakcija paprastai atliekama skystoje fazėje, naudojant katalizatorius, tokius kaip bromidas arba amonio bromidas. Pagal skirtingas reakcijos sąlygas ir katalizatorius tiesioginis brominimas gali būti suskirstytas į šiuos tipus:
(1) Bromido katalizinis metodas
Taikant bromido katalizės metodą, vario bromidas arba gyvsidabrio bromidas paprastai naudojami kaip katalizatoriai acetileno ir bromo įvedimui į reakcijos tirpiklį, o reakcija vykdoma tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Šio metodo privalumai – švelnios reakcijos sąlygos ir didelė išeiga, tačiau naudojamas didelis katalizatoriaus kiekis, o nuotekose yra sunkiųjų metalų jonų, sukeliančių aplinkos taršą.
(2) Amonio bromido katalizinis metodas
Taikant amonio bromido katalizinį metodą, amonio bromidas naudojamas kaip katalizatorius acetilenui ir bromui įvesti į reakcijos tirpiklį, o reakcija vykdoma tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Šio metodo pranašumas yra tas, kad katalizatorius yra netoksiškas ir nekenksmingas aplinkai, tačiau reakcijos sąlygos yra sudėtingesnės, todėl reikia aukštesnės temperatūros ir slėgio.
(3) Metodas be katalizatoriaus
Taikant metodą be katalizatoriaus, acetilenas ir bromas yra tiesiogiai įvedami į reakcijos tirpiklį, nenaudojant jokio katalizatoriaus, o reakcija vykdoma tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Šio metodo privalumai yra paprastas procesas, maža kaina, bet lėtas reakcijos greitis ir mažas derlius.
3. Tiesioginio brominimo metodo privalumai yra žema reakcijos temperatūra, paprastas procesas ir didelė išeiga. Tačiau šiuo metodu naudojamas bromas pasižymi stipriu koroziniu poveikiu, reikalauja aukštų įrangos reikalavimų, o reakcijos proceso metu susidaro daug išmetamųjų dujų ir nuotekų, todėl teršiama aplinka. Todėl tiesioginis brominimas palaipsniui buvo pakeistas kitais metodais.
Metodas 2- Etileno bromavimo metodas
Etileno brominimo metodas yra dar vienas dažniausiai naudojamas tetrabrometano gavimo būdas. Šis metodas naudoja etileną ir bromą kaip žaliavas ir reaguoja su katalizatoriumi, kad susidarytų tetrabrometanas. Katalizatoriuose paprastai naudojami metalų oksidai arba halogenidai. Reakcijos etapai yra tokie:
(1) Į reakcijos tirpiklį įpilkite etileno dujų ir bromo skysčio, kad susidarytų vienodas tirpalas.
(2) Tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis etilenas ir bromas, veikiant katalizatoriui, vyksta pakeitimo reakcija ir susidaro tetrabrometanas.
(3) Susidaręs tetrabrometanas atskiriamas nuo reakcijos tirpiklio ir rafinuojamas gryninimui.
(4) Nustatykite, išanalizuokite ir supakuokite rafinuotą ir išgrynintą tetrabrometaną.
1. Reakcijos lygtis yra tokia:
C2H4 + Br2 → C2H4Br4
Ši lygtis parodo etileno ir bromo pakeitimo reakcijos procesą, veikiant katalizatoriui, gaminant tetrabrometaną. Faktinėje gamyboje dėl didelio etileno ir bromo reaktyvumo reakciją paprastai reikia atlikti tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Tuo tarpu, kadangi susidaręs tetrabrometanas yra nepolinė molekulė, pasižyminti dideliu tirpumu, atskyrimui ir gryninimui būtina parinkti tinkamus tirpiklius.
2. Reakcijos principas
Etileno brominimo metodas yra procesas, kurio metu etileno ir bromo pakeitimo reakcija veikiant katalizatoriui susidaro tetrabrometanas. Ši reakcija paprastai atliekama skystoje fazėje, naudojant metalų oksidus arba halogenidus kaip katalizatorius. Reakcijos metu bromas elektrofiliškai pakeičiamas etilenu, todėl susidaro tetrabrometanas ir vandenilio bromo rūgštis. Šio metodo privalumai – greitas reakcijos greitis, didelė išeiga, etileno kaip žaliavos naudojimas, kuris yra lengvai gaunamas ir mažai veikiantis aplinką.
3. Etileno brominimo metodo privalumai yra žemesnė reakcijos temperatūra, greitesnis reakcijos greitis ir didesnė išeiga. Be to, šiuo metodu naudojamą žaliavą etileną lengva gauti, o reakcijos metu susidaro mažiau išmetamųjų dujų ir nuotekų, o tai daro mažesnį poveikį aplinkai. Tačiau šio metodo reakcijos sąlygos yra gana griežtos, todėl reikia naudoti didelio grynumo etileną ir bromą, o naudojamas katalizatoriaus kiekis yra didelis, todėl išlaidos yra didelės.
Metodas 3 - Acetileno hidrobromido metodas
Acetileno hidrobromido metodas yra gana ekonomiškas tetrabrometano gavimo būdas. Šis metodas naudoja acetileną ir vandenilio bromo rūgštį kaip žaliavas ir reaguoja su katalizatoriumi, kad susidarytų tetrabrometanas. Katalizatoriuose paprastai naudojami pereinamųjų metalų junginiai arba retųjų žemių metalų junginiai. Reakcijos etapai yra tokie:
(1) Į reakcijos tirpiklį įpilkite acetileno dujų ir vandenilio bromido rūgšties skysčio, kad susidarytų vienodas tirpalas.
(2) Tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis acetilenas ir vandenilio bromido rūgštis, veikiant katalizatoriui, vyksta pakeitimo reakcija ir susidaro tetrabrometanas.
(3) Susidaręs tetrabrometanas atskiriamas nuo reakcijos tirpiklio ir rafinuojamas gryninimui.
(4) Nustatykite, išanalizuokite ir supakuokite rafinuotą ir išgrynintą tetrabrometaną.
1. Reakcijos lygtis yra tokia:
C2H2 + 4HBr → C2H4Br4 + 2H2O.
Ši lygtis parodo acetileno ir vandenilio bromo rūgšties pakeitimo reakcijos procesą, veikiant katalizatoriui, kad susidarytų tetrabrometanas ir vanduo. Faktinėje gamyboje dėl didelio acetileno ir vandenilio bromo rūgšties reaktyvumo reakciją paprastai reikia atlikti tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Tuo tarpu, kadangi susidaręs tetrabrometanas yra nepolinė molekulė, pasižyminti dideliu tirpumu, atskyrimui ir gryninimui būtina parinkti tinkamus tirpiklius.
2. Reakcijos principas
Acetileno hidrobromido metodas yra procesas, kurio metu naudojama acetileno ir vandenilio bromido rūgšties pakeitimo reakcija, veikiant katalizatoriui, kad susidarytų tetrabrometanas. Ši reakcija paprastai atliekama skystoje fazėje, kaip katalizatorius naudojant pereinamųjų metalų junginius arba retųjų žemių metalų junginius. Reakcijos metu acetilenas patiria elektrofilinę prisijungimo reakciją su vandenilio bromido rūgštimi, todėl susidaro tetrabrometanas ir vandenilio dujos. Šio metodo privalumas yra tas, kad žaliavas acetilenas ir bromido rūgštis yra lengva gauti, o reakcijos procese susidaro mažiau išmetamųjų dujų ir nuotekų, o tai daro mažesnį poveikį aplinkai.
3. Acetileno hidrobromido metodo privalumai yra švelnios reakcijos sąlygos, greitas reakcijos greitis ir didelis derlius. Be to, šio metodo žaliavas – acetileną ir vandenilio bromo rūgštį – lengva gauti, o reakcijos proceso metu susidarančios išmetamosios dujos ir nuotekos yra santykinai mažos, mažai veikiančios aplinką. Tačiau šis metodas reikalauja daug vandenilio bromido rūgšties, o naudojamas katalizatoriaus kiekis yra didelis, todėl išlaidos yra didelės.
Metodas 4 - Acetileno oksidacijos metodas
Acetileno oksidacijos metodas yra naujas tetrabrometano gavimo būdas. Šis metodas naudoja acetileną ir deguonį kaip žaliavas ir oksiduojasi, kad susidarytų tetrabrometanas, veikiant katalizatoriui. Katalizatoriuose paprastai naudojami tauriųjų metalų arba pereinamųjų metalų junginiai. Reakcijos etapai yra tokie:
(1) Į reakcijos tirpiklį įpilkite acetileno dujų ir deguonies, kad susidarytų vienodas tirpalas.
(2) Tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis acetilenas ir deguonis, veikiant katalizatoriui, vyksta oksidacijos reakcija ir susidaro tetrabrometanas.
(3) Susidaręs tetrabrometanas atskiriamas nuo reakcijos tirpiklio ir rafinuojamas gryninimui.
(4) Nustatykite, išanalizuokite ir supakuokite rafinuotą ir išgrynintą tetrabrometaną.
1. Reakcijos lygtis yra tokia:
C2H2 + 4Brolis3 → C2H4Br4 + 2CO2 + 3O2
Ši lygtis parodo acetileno ir deguonies oksidacijos reakcijos procesą veikiant katalizatoriui, kad susidarytų tetrabrometanas, anglies dioksidas ir vanduo. Faktinėje gamyboje dėl didelio acetileno ir deguonies reaktyvumo reakciją paprastai reikia atlikti tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis. Tuo tarpu, kadangi susidaręs tetrabrometanas yra nepolinė molekulė, pasižyminti dideliu tirpumu, atskyrimui ir gryninimui būtina parinkti tinkamus tirpiklius.
2. Reakcijos principas
Acetileno oksidacijos metodas yra procesas, kurio metu acetilenas ir deguonis vyksta oksidacijos reakcijai, veikiant katalizatoriui, kad susidarytų tetrabrometanas. Ši reakcija paprastai atliekama skystoje fazėje, kaip katalizatorius naudojant tauriųjų metalų arba pereinamųjų metalų junginius. Reakcijos metu acetilenas vyksta oksidacijos reakcija su deguonimi, todėl susidaro tetrabrometanas ir vanduo. Šio metodo privalumas yra tas, kad žaliavas acetilenas ir deguonis yra lengvai gaunami, o reakcijos metu susidaro mažiau išmetamųjų dujų ir nuotekų, o tai daro mažesnį poveikį aplinkai.
3. Acetileno oksidacijos metodo pranašumas yra tas, kad tiek acetilenas, tiek deguonis yra lengvai gaunami kaip žaliavos, o reakcijos procese susidaro mažiau išmetamųjų dujų ir nuotekų, o tai daro mažesnį poveikį aplinkai. Be to, šio metodo reakcijos sąlygos yra švelnios, reakcijos greitis didelis, o išeiga didelė. Tačiau taikant šį metodą reikia naudoti didelio grynumo deguonį ir katalizatorius, o reakcijos proceso metu gali kilti saugos problemų, pvz., sprogimų, todėl reikia imtis veiksmingų saugos priemonių.
Apibendrinant galima pasakyti, kad acetileno oksidacijos metodas yra naujas tetrabrometano gavimo būdas. Realioje gamyboje būtina parinkti tinkamus katalizatorius, tirpiklius ir atskyrimo būdus, kartu atkreipiant dėmesį į saugos klausimus ir technines detales reakcijos proceso metu, kad būtų užtikrinta gamybos proceso sauga ir aplinkos apsauga.