Oksidlash jarayonlari

12-MA’RUZA
OKSIDLASH JARAYONLARI
Reja:

1. 
   Oksidlash jaryonlari tavsifi
   
2. 
   Oksidlash vositalari.
   
3. 
   Radikal zanjirli oksidlash.
   
4. 
   Suyuq fazada oksidlash reaktorlari.
   
5. 
   Fenol va aseton sintezi.
   
6. 
   Izopropilbenzolni oksidlash bilan fenol va aseton ishlab chiqarish (kumol usuli).
   
7. 
   Parafinlarni oksidlash.
   

Asosiy organik sintez sanoatida oksidlash jarayonlarini amaliy axdmiyati katta. Ularning birlamchi vazifalari kuyidagi sabablarga asoslangan:

1. 
   Oksidlanish natijasida olinadigan birikmalar katta ahamiyatga ega (spirtlar, aldegid va ketonlar, karbon kislotalar va ularning angidridlari, oksidlar, nitrillar va x.k), ular organik sintezda oraliq maxsulotlar, erituvchilar, monomer va polimer materiallari ishlab chiqarishda xom ashyo, plastifiqatorlar vazifasini bajaradi.
   
2. 
   Oksidlanish reaksiyalarining turli tumanligi ko’p organik moddalar, shuningdek uglevodorodlarning barcha sinflarining ushbu reaksiyalarga moyil ekanligini kursatadi. Bu esa oksidlanish jarayonlarini uglevodorod xomashyolarini birlamchi qayta ishlash va ular asosida ko’p sonli kerakli moddalar olish imkoniyatini yaratadi.
   
3. 
   Ko’pchilik oksidlovchi vositalar, ular orasida ayniqsa, havo kislorodi arzon va qulaydir. Shuning uchun, boshqa usullarga nisbatan oksidlash bilan maxsulotlar olishni ancha arzonga tushishini ta’minlaydi.
   

Yuqoridagi sabablarga ko’ra oksidlanish jarayonlari organik sintezda keng tarqalgan bo’lib, iqtisodiy samarasiz maxsulotlar olishning boshqa ko’p usullarini siqib chiqardi.
Oksidlanish jarayonlari tavsifi. Organik kimyoda oksidlanish reaksiyalarini tavsiflash uncha oson emas, chunki noorganik kimyo singari ularda elementlarning valent o’zgarishi sodir bo’lmaydi. Shuningdek, ularning umumiy maqsadi molekulaga kislorod atomini kiritish emas; bu oksidlanishga aloqasi bo’lmagan boshqa reaksiyalarda (gidroliz, gidratasiya) ham uchraydi, undan tashqari shunday oksidlanish reaksiyalari borki, reaksiya natijasida molekuladagi kislorod atomlari soni o’zgarmaydi, masalan:
RCH₂OH+ 0,5O₂->RCHO+H₂O
Shunday qilib, organik kimyoda va texnologiyasida oksidlanish jarayonlari deganda, moddalarni oksidlovchi vositalar ta’sirida oksidlanishi tushuniladi. Oksidlanishda to’liq va tqliq bo’lmagan oksidlanish reaksiyalari mavjud. Birinchi usulda moddalarni yonishida uglerod to’rt oksidi va suv xosil bo’ladi:

Organik kimyoda to’liq oksidlanish jarayonida noxush oraliq reaksiya xisoblanadi.. Sintez uchun to’liq bo’lmagan oksidlanish muxim xisoblanadi, ularni uchta asosiy guruhga ajratish mumkin:

1. 
   Uglerod zanjiri uzulmasdan sodir bo’ladigan oksidlanish, bunda uglerod atomlari soni reaksiyaga kirishayotgan uglerod atomlari soni bilan bir xil bo’ladi.
   

1. 
   Parafin, naften, olefin va alkilaromatik uglevodorodlar va ularning xosilaridagi, ayniqsa spirt va aldegidlardagi to’yingan uglerod atomi bo’yicha alkillash:
   

2. 
   Destruktiv oksidlanish. Bu jarayon uglerod-uglerod bog’larni parchalanishi bilan sodir bo’ladi. Bu jarayon parafinlar, naftenlar, olefin va aromatik uglevodorodlarga xosdir. Destruksiya C-C, C=C yoki C_Ar - C_Ar bog’larda ketadi:
   

3. 
   Reaksiyaga kirishayotgan reagent molekulalarini bog’lanishi bilan sodir bo’ladigan oksidlanish (oksidlanish kondensasiyasi)
   

Oxirgi reaksiyani oksidlanish ammonoliz deyiladi.
Oksidlovchi vositalar va oksidlash jarayonidagi texnika xavfsizligi qoidalari. Asosiy organik sintez laboratoriya sharoitida oksidlovchi vositalar sifatida permanganatlar (ishqoriy, neytral yoki kislotali muxitda), bixromat, xrom uch oksidi, ba’zi metallarning peroksidlari (marganes, natriy, qalay) qo’llaniladi, lekin asosiy organik sintez sanoatida arzon oksidlovchi vositalardan foydalaniladi. Ular qatoriga molekulyar kislorodni, nitrat kislotani, peroksidli birikmalarni misol qilib olish mumkin.
Molekulyar kislorod (havo, texnik kislorod, yoki azot-kislorod aralashmasi tarkibida ozgina O₂) oksidlovchi vositalar orasida eng muximi xisoblanadi. U yuqorida ko’rilganidek kuchli oksidlash ta’siriga ega, lekin uni havoni parchalash uchun qo’llash qo’shimcha sarf xarajatlar bilan bog’lanadi.
Gaz fazasida oksidlash jarayonida texnik kislorod ham qo’llaniladi.
Nitrat kislota (ba’zida azot oksidi) qo’llanilishi bo’yicha ikkinchi o’rinda turadi. Uning ta’siri ko’pincha organik birikmani oraliq nitrolash bilan ro’y beradi, bu jarayon kislota konsentrasiyasini ortishi bilan kuchayadi. Shu sababli, oksidlash reaksiyalari uchun 40-60%-li HNO₃ dan foydalaniladi. Parafinlarni oksidlashda HNO₃ dan oksidlovchi sifatida foydalaniladi.
Siklik va to’yinmagan birikmalarni destruktiv oksidlashda nitrat kislotadan foydalaniladi, bunda kislorod bilan oksidlashga nisbatan yaxshi natija olinadi:

Nitrat kislota bilan oksidlanganda ular azot oksidlarigacha parchalanadi (NO va N₂O₃). Sanoatda bu usulni afzalligi xosil bo’lgan oksidlarni utilizasiyasi va reaksiyaga kirishmagan HNO₃ ni regenerasiyasi bilan bog’liq. Birinchi masalani yechish uchun suv yoki nitrat kislota muxitida azot oksidlari havo bilan oksidlanadi, bunda nitrat kislota xosil bo’ladi:

Peroksidli birikmalar. Asosan vodorod peroksidi va sirka kislota (oxirgi paytlarda gidroperoksidlar) oksidlovchi vosita sifatida asosiy organik va neftkimyosi sintezida yaqindan boshlab keng qo’llanilmokda. Narxi ancha qimmat bo’lgani sababli, ularni molekulyar kislorod yoki nitrat kislotasi bilan oksidlash sodir bo’lmaydigan jarayonlar uchun qo’llaniladi. Bu asosan to’yinmagan birikmalarni epoksidlash jarayonlariga ta’luqli: