Кимёвий технология Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус талим вазирлиги н. Каттаев, М. Мухаммадиев, Х. Мирзохидов

XII БОБ.
ОРГАНИК СИНТЕЗ САНОАТИ
12.1 Органик синтезнинг хом ашёси ва типик кимёвий технологик жараенлар.
Органик бирикмаларни ишлаб чиқариш қадимдан бошланган, аммо у узоқ йиллар давомида табиий материаллар таркибидаги махсулотларни (қанд-шакар,скипидар, ўсимлик ва ҳайвон мой ва ёғлари ва бошқалар) ажратиб олишга асосланган ёки мураккаб табиий махсулотларни оддий моддаларга (озиқ-овқат махсулотларини спирт ва сирка, ёғларни совун ва глицерингача) парчалашга асосланган эди. XIX асрнинг ўрталарига келиб органик кимё тараккиётида йирик муваффақиятлар қўлга киритилди. А.М.Бутлеровнинг органик моддалрнинг тузилиш назарияси яратилди, физикавий кимёвий ва техник фанларнинг ютуқлари, тошкўмирно кокслашдан ҳосил бўлувчи қўшимча махсулотларга асосланган хом ашё базасини яратилиши ва бошқалар, органик синтезнинг пайдо бўлишига, яъни оддий моддлардан мураккаб моддаларни олишга олиб келди. Органик кимёнинг дастлабки ютуқлари табиий материалларни (табиий бўёқлар, дори-дармонлар, хид берувчи моддалар ) синтетика алмаштиришга қаратилди. Кейинчалик эса аста – секинлик билан табиатда учрамайдиган (портловчи моддалар, юқори молекуляр бирикмалар) бирикмаларни синтезлашга қаратилган. Ўтган асрнинг 30-50 йилларда табиий газ ва нефть қазиб олиш, ҳамда уни қайта ишлаш соҳасидаги улкан мувофақиятлар органик синтезнинг гуркираб ривожланиши учун мустаҳкам хом ашё базасини яратди. Тошкўмир хом ашёсининг нефть махсулотлари ашёсига алмаштиришга бўлган мойиллик 121-расмда яхши ифодаланган. Бундай алмашиниш жараенида янги нефть кимё синтези деб аталувчи термин пайдо бўлди. Бу синтезнинг янги хом ашё базасига асосланганлигини кўрсатади холос, бирор махсулотни кондан хом ашёдан (тошкўмир хом ашёсидан ёки нефть хом ашёсидан) фойдаланиб синтезланишидан қатъий назар улар ишлаб чиқаришда принципиал фарқ бўлмайди. Органик синтез саноати хом ашё сифатида: галогенлар ва уларнинг бирикмаларидан, кислоталар, оксидлар, ишқорлар, аммиак, водород, сув, ҳаво ва бошқалардан фойдаланилади. Бу моддалар органик махсулотларига турли атомлар ва группаларни киритиш учун, бир моддани бир қанча бошқа моддаларга айлантириш учун, индивидуал моддаларни ажратиб олиш ва тозалаш учун фойдаланилади.
Органик синтез ўз тараққийтининг бошланғич этапларида охирги асосий маҳсулот билан оралиқ ярим маҳсулотлар (алкенлар, геногенлик ҳосилалар, спиртлар, альдегидлар, кетонлар, феноллар, аминлар ва бошқалар) ишлаб чиқаришни қўшиб олиб борди. Кейинчалик органик синтездан бир қанча ўзига хос ишлаб чиқаришлар: пластмассалар, синтетик каучуклар, кимёвий толалар, бўёқлар, дори-дармонлар технологиялари ажралиб чиқди. Хозир замон органик синтез саноати икки мухим мақсадга қаратилган. 1) кенг кўламли ишлаб чиқариш, бунда (ўн ва юз минг тонналаб ишлаб чиқарилади.) Саноатнинг бошқа тармоқлари учун ярим махсулотлар (масалан, юқори молекуляр бирикмалар учун мономерлар) ишлаб чиқарилади. 2) бир қанча тайёр махсулот (ювиш воситалари, кимёвий захарли бирикмалар, эритувчилар ва бошқалар) ишлаб чиқариш. Бугунги кунда органик синтез махсулотларидан у ёки бу даражада фойдаланмайдиган халқ хўжалигининг бирор тармоғи йўқ. Буни 122-расмда яққол кўриш мумкин. Органик синтез саноатдаги тараққиёт маълум даражада янги реакцияларни кашф этилиши ва уни ишлаб чиқаришга тадбиқ этилишига боғлиқ. Кўпинча принципиал янги реакция органик кимёдан янги даврни бошлаб беради. Масалан, 1928 йилда 1-4 холатда боғланган диен системаларига иккиламчи ва учламчи боғланиш (диенофиллар) тутган моддаларнинг бирикиб олти аъзоли цицикллар ҳосил қиладиган диен синтези реакцияси (О.Дильева, К.Альберт) очилган эди.


СН₂
С Н СН-СО СН-СН₂-СН-СО
+ О → О ёки
С Н СН-СО СН-СН₂-СН-СО
СН₂
СН₂ СН₂
С Н СН
+ → О O
С Н СН С
СН₂ О Н
Бу реакция турли-туман циклик бирикмалардан тортиб то мураккаб полициклик системалар, масалан, стероид ва сўнгра гетероциклик системалар каби кўпинча янги синтетик моддалар олишнинг асоси бўлиб қолди. Виттиг реакцияси
R ’CH₂ R’CH₂
C=O + (C₆O₅)₃P=CHR’’’ → C=CHR’’’
R^"CH₂ R’’CH₂

олефинлар синтез қилишнинг янги методини асоси бўлиб қолди. Улар эса кўпгина махсулотлар ишлаб чиқариш учун ажойиб хом ашё хисобланади. Фазалараро катализдан фойдаланиш органик синтез тараққиётида янги босқич бўлди, бунда реакция аралашмага махсус моддалар – фазалар аро кўчирадиган катализаторлар (аммонийли, фосфонийли тузлар, краун-эфирлар) қўшилади. Бу моддалар, масалан, анионларни сувли ёки қаттиқ фазада органик фазага кўчиришга ёрдам беради, у ерда булар реакцияга киришади. Фазалараро катализаторлар самара берадиган реакциялар сони жуда кўп ва улар карбонионлар иштирокидаги (Кляйзен, Михаэль, Виттиг, Хорнер ва бошқаларнинг реакциялари, С-алкинлаш, бирикиш реакцияси ва бошқалар) барча реакцияларни ўз ичига олади. Фазалараро каиализнинг оксидланиш реакцияларида қўлланилиши истиқболли ҳисобланади, бунда органик модда сувда оксидловчи эса органик эритувчида эримайди. Масалан, бензолда эримайдиган калий перманганат оз миқдорда Краун-эфир қўшилганда таркибида MnO₄ иони бўлган кучли оксидловчи бўлиб хизмат қиладиган малинали бензол деб аталувчи моддани ҳосил қилади.

Айниқса, элемент органик бирикмаларнинг (1926 йилда боразол, 1963 йилда крборон ваунинг аналоглари-600 ⁰С гача иссиқликка чидамли, силиконлар, силиконли каучук - 60 дан + 200 ⁰С гача чидамли, фосфорорганик бирикмалар, фтороорганик бирикмалар, масалан, тефлон 400 ⁰С гача иссиқликка чидамли) синтезланиши органик синтез махсулотлари ишлаб чиқаришга кенг йўл очиб берди.
Органик синтезга, чиқарадиган махсулот турларининг (ассортиментини) тўхтовсиз кенгайтира бориш ва янгилаб бориш билан динамик ривожланиб, ўсиб бориш характерлидир, яъни янгт аппаратлар ва жараенларни ўзлаштириш, усиб бориш характерлидир, яъни янги аппаратлар ва жараёнларда узлаштириш, мукаммал технологияни ишлаб чикариш киришиш, автоматлаштириш ва механизациялаштиришнинг самарадорлиги юкори булган воситалари билан ишлаб чикаришни жихозлаш ва шу кабилар.Органик синтез саноатнинг якин келажадаги вазифаси бу ишлаб чикаришнинг энергияга булган талабини камайтириш.Атроф мухитга зарарли таъсирини камайтириш максадида хомашёни кайта ишлашнинг самарадорлигини ошириш ва чикинди микдорини камайтиришдан иборатдир.Органик синтез махсулотларини саноат микиёсида ишлаб чикириш учун хар хил реакциялардан:галогенлаш, сульфолаш, нитролаш, оксидланиш-кайтатарилиш гидрогенлаш ва дигедрогенлаш гидратлаш ва дегидратлаш, циклизициялаш, изомеризациялаш,конденсатланиш, полемерланиш:этрификация алкиллаш ва бошкалардан кенг фойдалинилади. Бунда оддий моддалардан анча мурракаб булган моддалар олинади (углeрод занжири узайтирилади). Баъзи холларда дастлабки модда молекуласида углерод сонини узгартирмай,унинг тузилишини ва реакцион кобилиятини узгартиришга муваффак булинади ёки дастлабки модданинг углирод занжирини парчалаб янги махсулотлар олинади.Купчилик органик реакциялар кнетик областда боради ва реакциянинг умумий тезлиги, реакциянинг тезлик тенгламаси билан аникланади.