हाइड्रोफॉर्मिलन: Difference between revisions
From Vigyanwiki
(TEXT) |
m (Sugatha moved page हाइड्रोफॉर्माइलेशन to हाइड्रोफॉर्मिलन) |
||
| (9 intermediate revisions by 6 users not shown) | |||
| Line 7: | Line 7: | ||
}} | }} | ||
}} | }} | ||
[[File:Hydroformylation V.2 en.png|thumb|right|300px|एक एल्केन का हाइड्रोफॉर्मिलन (R1 से R3 | [[File:Hydroformylation V.2 en.png|thumb|right|300px|एक एल्केन का हाइड्रोफॉर्मिलन (R1 से R3 ऑर्गेनी समूह (यानी एल्काइल- या एरिल समूह) या उदजन)]]'''हाइड्रोफॉर्मिलन''', जिसे '''ऑक्सो संश्लेषण''' या '''ऑक्सो प्रक्रिया''' के रूप में भी जाना जाता है, [[ एल्केन |एल्केन]] (R2C=CR2) से [[ एल्डिहाइड |एल्डिहाइड (R−CH=O)]] के उत्पादन के लिए एक औद्योगिक प्रक्रिया है।<ref>{{cite journal|title=एप्लाइड हाइड्रोफॉर्माइलेशन|author=Robert Franke, Detlef Selent, Armin Börner|journal=Chem. Rev.|year=2012|volume=112|issue=11|pages=5675–5732|doi=10.1021/cr3001803|pmid=22937803}}</ref><ref>{{cite journal | author = Ojima I., Tsai C.-Y., Tzamarioudaki M., Bonafoux D. | year = 2000 | title = हाइड्रोफॉर्माइलेशन रिएक्शन| journal = Org. React. | volume = 56 | page = 1 | doi = 10.1002/0471264180.or056.01| isbn = 0471264180 }}</ref> इस रासायनिक प्रतिक्रिया में कार्बन-कार्बन द्विक् आबंध में एक [[ फॉर्माइल |फॉर्माइल]] ग्रुप (-CHO) और [[ हाइड्रोजन |उदजन]] परमाणु का शुद्ध जोड़ होता है। आविष्कार के बाद से इस प्रक्रिया में निरंतर वृद्धि हुई है: 1995 में उत्पादन क्षमता 6.6×10<sup>6</sup> टन तक पहुंच गई है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि एल्डिहाइड आसानी से कई माध्यमिक उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, परिणामी एल्डिहाइड मद्य (रसायन विज्ञान) में उदजनीकृत होते हैं जो [[ डिटर्जेंट |अपमार्जक]] में परिवर्तित हो जाते हैं। सुगंध और औषधियों के [[ कार्बनिक संश्लेषण |कार्बनिक संश्लेषण]] के लिए प्रासंगिक[[ विशेष रसायन | विशेष रसायनों]] में हाइड्रोफॉर्मिलन का भी उपयोग किया जाता है। हाइड्रोफॉर्मिलन का विकास 20वीं सदी के रासायनिक उद्योग की प्रमुख उपलब्धियों में से एक है। | ||
इस प्रक्रिया में सामान्यतः [[ कार्बन मोनोआक्साइड |कार्बन मोनोआक्साइड]] के उच्च दबाव (10 और 100 [[ वायुमंडल (इकाई) ]] के बीच) और 40 और 200 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर उदजन के साथ एक एल्केन का उपचार होता है।<ref name=Pino>{{cite journal|last1=Pino|first1=P.|last2=Botteghi|first2=C.|title=ओलेफिन से एल्डिहाइड: साइक्लोहेक्सेनकार्बोक्साल्डिहाइड|journal=Organic Syntheses|date=1977|volume=57|page=11|doi=10.15227/orgsyn.057.0011}}</ref> एक रूपांतर में, संश्लेषण गैस के स्थान पर [[ formaldehyde |फॉर्मलडिहाइड]] का उपयोग किया जाता है।<ref>{{Cite journal |last1=Makado |first1=Gouki |last2=Morimoto |first2=Tsumoru |last3=Sugimoto |first3=Yasuko |last4=Tsutsumi |first4=Ken |last5=Kagawa |first5=Natsuko |last6=Kakiuchi |first6=Kiyomi |date=2010-02-15 |title=एक सिनगैस विकल्प के रूप में फॉर्मलाडेहाइड का उपयोग करके 1-अल्केन्स का अत्यधिक रैखिक-चयनात्मक हाइड्रोफॉर्माइलेशन|url=https://doi.org/10.1002/adsc.200900713 |journal=Advanced Synthesis & Catalysis |volume=352 |issue=2–3 |pages=299–304 |doi=10.1002/adsc.200900713 |issn=1615-4150}}</ref> [[ संक्रमण धातु ]][[ कटैलिसीस |उद्दीपन]] की आवश्यकता है। अनिवार्य रूप से, उत्प्रेरक प्रतिक्रिया माध्यम में घुल जाता है, अर्थात हाइड्रोफॉर्मिलन [[ सजातीय उत्प्रेरण |सजातीय उत्प्रेरण]] का एक उदाहरण है। | इस प्रक्रिया में सामान्यतः [[ कार्बन मोनोआक्साइड |कार्बन मोनोआक्साइड]] के उच्च दबाव (10 और 100 [[ वायुमंडल (इकाई) |वायुमंडल (इकाई)]] के बीच) और 40 और 200 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर उदजन के साथ एक एल्केन का उपचार होता है।<ref name=Pino>{{cite journal|last1=Pino|first1=P.|last2=Botteghi|first2=C.|title=ओलेफिन से एल्डिहाइड: साइक्लोहेक्सेनकार्बोक्साल्डिहाइड|journal=Organic Syntheses|date=1977|volume=57|page=11|doi=10.15227/orgsyn.057.0011}}</ref> एक रूपांतर में, संश्लेषण गैस के स्थान पर [[ formaldehyde |फॉर्मलडिहाइड]] का उपयोग किया जाता है।<ref>{{Cite journal |last1=Makado |first1=Gouki |last2=Morimoto |first2=Tsumoru |last3=Sugimoto |first3=Yasuko |last4=Tsutsumi |first4=Ken |last5=Kagawa |first5=Natsuko |last6=Kakiuchi |first6=Kiyomi |date=2010-02-15 |title=एक सिनगैस विकल्प के रूप में फॉर्मलाडेहाइड का उपयोग करके 1-अल्केन्स का अत्यधिक रैखिक-चयनात्मक हाइड्रोफॉर्माइलेशन|url=https://doi.org/10.1002/adsc.200900713 |journal=Advanced Synthesis & Catalysis |volume=352 |issue=2–3 |pages=299–304 |doi=10.1002/adsc.200900713 |issn=1615-4150}}</ref> [[ संक्रमण धातु |संक्रमण धातु]] [[ कटैलिसीस |उद्दीपन]] की आवश्यकता है। अनिवार्य रूप से, उत्प्रेरक प्रतिक्रिया माध्यम में घुल जाता है, अर्थात हाइड्रोफॉर्मिलन [[ सजातीय उत्प्रेरण |सजातीय उत्प्रेरण]] का एक उदाहरण है। | ||
==इतिहास== | ==इतिहास== | ||
इस प्रक्रिया की खोज जर्मन रसायनज्ञ [[ ओटो रोलेन |ओटो रोलेन]] ने 1938 में फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया की जांच के दौरान की थी। F-T प्रतिघातक में एथिलीन मिलाने पर एल्डिहाइड और डायथाइलकेटोन प्राप्त किए गए थे। इन अध्ययनों के माध्यम से, रोलेन ने कोबाल्ट उत्प्रेरकों की उपयोगिता की खोज की। HCO (CO<sub>4</sub>, जिसे रोलेन के काम से कुछ साल पहले ही अलग कर दिया गया था, एक उत्कृष्ट उत्प्रेरक के रूप में दिखाया गया था।<ref>{{cite journal | इस प्रक्रिया की खोज जर्मन रसायनज्ञ [[ ओटो रोलेन |ओटो रोलेन]] ने 1938 में फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया की जांच के दौरान की थी। F-T प्रतिघातक में एथिलीन मिलाने पर एल्डिहाइड और डायथाइलकेटोन प्राप्त किए गए थे। इन अध्ययनों के माध्यम से, रोलेन ने कोबाल्ट उत्प्रेरकों की उपयोगिता की खोज की। HCO (CO<sub>4</sub>, जिसे रोलेन के काम से कुछ साल पहले ही अलग कर दिया गया था, एक उत्कृष्ट उत्प्रेरक के रूप में दिखाया गया था।<ref>{{cite journal | ||
|author1=Boy Cornils |author2=Wolfgang A. Herrmann |author3=Manfred Rasch | title = ओटो रोलेन, औद्योगिक सजातीय उत्प्रेरण में पायनियर| journal= Angewandte Chemie International Edition in English| year= 1994| volume = 33| issue =21| pages= 2144–2163| doi = 10.1002/anie.199421441}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/anchem/homogenekat-4bw.pdf |title=संग्रहीत प्रति|access-date=2007-01-07 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070928003354/http://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/anchem/homogenekat-4bw.pdf |archive-date=28 September 2007 |df=dmy-all }}</ref> ऑक्सो संश्लेषण शब्द को रुहरकेमी एकस्व अधिकार विभाग द्वारा गढ़ा गया था, जिसने उम्मीद की थी कि यह प्रक्रिया एल्डिहाइड और कीटोन दोनों की तैयारी के लिए लागू होगी। बाद के कार्य ने प्रदर्शित किया कि संलग्नी [[ ट्रिब्यूटाइलफॉस्फीन ]] (PBu .)<sub>3</sub>) कोबाल्ट-उत्प्रेरित प्रक्रिया की चयनात्मकता में सुधार हुआ। 1960 के दशक में रिचर्ड एफ. हेक और डेविड एस. ब्रेस्लो द्वारा सह-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्मिलन के तंत्र को स्पष्ट किया गया था।<ref name="heck">{{cite journal|authors=Richard F. Heck, David S. Breslow|title=ओलेफिन्स के साथ कोबाल्ट हाइड्रोटेट्राकार्बोनिल की प्रतिक्रिया|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=83|issue=19|year=1961|pages=4023–4027|doi=10.1021/ja01480a017}}.</ref> | |author1=Boy Cornils |author2=Wolfgang A. Herrmann |author3=Manfred Rasch | title = ओटो रोलेन, औद्योगिक सजातीय उत्प्रेरण में पायनियर| journal= Angewandte Chemie International Edition in English| year= 1994| volume = 33| issue =21| pages= 2144–2163| doi = 10.1002/anie.199421441}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/anchem/homogenekat-4bw.pdf |title=संग्रहीत प्रति|access-date=2007-01-07 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070928003354/http://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/anchem/homogenekat-4bw.pdf |archive-date=28 September 2007 |df=dmy-all }}</ref> ऑक्सो संश्लेषण शब्द को रुहरकेमी एकस्व अधिकार विभाग द्वारा गढ़ा गया था, जिसने उम्मीद की थी कि यह प्रक्रिया एल्डिहाइड और कीटोन दोनों की तैयारी के लिए लागू होगी। बाद के कार्य ने प्रदर्शित किया कि संलग्नी [[ ट्रिब्यूटाइलफॉस्फीन |ट्रिब्यूटाइलफॉस्फीन]] (PBu .)<sub>3</sub>) कोबाल्ट-उत्प्रेरित प्रक्रिया की चयनात्मकता में सुधार हुआ। 1960 के दशक में रिचर्ड एफ. हेक और डेविड एस. ब्रेस्लो द्वारा सह-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्मिलन के तंत्र को स्पष्ट किया गया था।<ref name="heck">{{cite journal|authors=Richard F. Heck, David S. Breslow|title=ओलेफिन्स के साथ कोबाल्ट हाइड्रोटेट्राकार्बोनिल की प्रतिक्रिया|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=83|issue=19|year=1961|pages=4023–4027|doi=10.1021/ja01480a017}}.</ref> | ||
[[Image:HRhP3CO.png|thumb|180px|एक सामान्य [[ रोडियाम ]] उत्प्रेरक, जहां PAR<sub>3</sub> = [[ ट्राइफेनिलफॉस्फीन ]] या इसका सल्फोनेटेड एनालॉग [[ Tppts ]]। [[ ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) रोडियम कार्बोनिल हाइड्राइड | ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) रोडियम कार्बनमापी हाइड्राइड]] देखें।]]1968 में, अत्यधिक सक्रिय रोडियम-आधारित उत्प्रेरक की सूचना मिली थी।<ref>{{cite journal | [[Image:HRhP3CO.png|thumb|180px|एक सामान्य [[ रोडियाम |रोडियाम]] उत्प्रेरक, जहां PAR<sub>3</sub> = [[ ट्राइफेनिलफॉस्फीन |ट्राइफेनिलफॉस्फीन]] या इसका सल्फोनेटेड एनालॉग [[ Tppts |टीपीपीटी]] । [[ ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) रोडियम कार्बोनिल हाइड्राइड |ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) रोडियम कार्बनमापी हाइड्राइड]] देखें।]]1968 में, अत्यधिक सक्रिय रोडियम-आधारित उत्प्रेरक की सूचना मिली थी।<ref>{{cite journal | ||
| author = Evans, D., Osborn, J. A., Wilkinson, G.| title = रोडियम कॉम्प्लेक्स उत्प्रेरक के उपयोग से अल्केन्स का हाइड्रोफॉर्माइलेशन| journal= Journal of the Chemical Society| year= 1968| volume = 33| issue =21| pages= 3133–3142| doi = 10.1039/J19680003133}} | | author = Evans, D., Osborn, J. A., Wilkinson, G.| title = रोडियम कॉम्प्लेक्स उत्प्रेरक के उपयोग से अल्केन्स का हाइड्रोफॉर्माइलेशन| journal= Journal of the Chemical Society| year= 1968| volume = 33| issue =21| pages= 3133–3142| doi = 10.1039/J19680003133}} | ||
</ref> 1970 के दशक से, अधिकांश हाइड्रोफॉर्मिलन रोडियम पर आधारित उत्प्रेरकों पर निर्भर करता है।<ref name=Hartwig>J. F. Hartwig; Organotransition metal chemistry – from bonding to catalysis. University Science Books. 2009. 753, 757–578. {{ISBN|978-1-891389-53-5}}.</ref> पानी में घुलनशील उत्प्रेरक विकसित किए गए हैं। वे उत्प्रेरक से उत्पादों को अलग करने की सुविधा प्रदान करते हैं।<ref>Cornils, B.; Herrmann, W. A. (eds.) “Aqueous-Phase Organometallic Catalysis” VCH, Weinheim: 1998</ref> | </ref> 1970 के दशक से, अधिकांश हाइड्रोफॉर्मिलन रोडियम पर आधारित उत्प्रेरकों पर निर्भर करता है।<ref name=Hartwig>J. F. Hartwig; Organotransition metal chemistry – from bonding to catalysis. University Science Books. 2009. 753, 757–578. {{ISBN|978-1-891389-53-5}}.</ref> पानी में घुलनशील उत्प्रेरक विकसित किए गए हैं। वे उत्प्रेरक से उत्पादों को अलग करने की सुविधा प्रदान करते हैं।<ref>Cornils, B.; Herrmann, W. A. (eds.) “Aqueous-Phase Organometallic Catalysis” VCH, Weinheim: 1998</ref> | ||
| Line 20: | Line 20: | ||
== तंत्र == | == तंत्र == | ||
[[Image:Hydroformylation Mechanism V.1.svg|thumb|388 px|कोबाल्ट-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्मिलन का तंत्र। प्रक्रिया 16-इलेक्ट्रॉन प्रजातियों (चरण 1) को देने के लिए [[ कोबाल्ट टेट्राकार्बोनिल हाइड्राइड | कोबाल्ट टेट्राकार्बनमापी हाइड्राइड]] से CO के पृथक्करण से प्रारम्भ होती है। एल्केन के बाद के बंधन से एक 18e प्रजाति मिलती है (चरण 2)। चरण 3 में, ओलेफिन 16e एल्काइल ट्राइकार्बनमापी देने के लिए सम्मिलित करता है। CO के एक अन्य समकक्ष का समन्वय एल्किल टेट्राकार्बनमापी (चरण 4) देता है।<ref name="heck" />CO का प्रवासी सम्मिलन चरण 5 में 16e अचक्रीय गति देता है। चरण 6 में, उदजन का ऑक्सीकृत जोड़ एक डायहाइड्रिडो संकुल देता है, जो चरण 7 में [[ रिडक्टिव एलिमिनेशन | अपचायक निष्कासन]] द्वारा एल्डिहाइड जारी करता है।<ref name="halpern">{{cite journal|author=Jack Halpern|title='ऑर्गेनोमेटेलिक केमिस्ट्री एक नई सहस्राब्दी की दहलीज पर। पूर्वव्यापी और संभावना|journal=Pure and Applied Chemistry|year=2001|volume=73|issue=2|pages=209–220|doi=10.1351/pac200173020209|doi-access=free}}</ref> चरण 8 अनुत्पादक और प्रतिवर्ती है।]] | [[Image:Hydroformylation Mechanism V.1.svg|thumb|388 px|कोबाल्ट-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्मिलन का तंत्र। प्रक्रिया 16-इलेक्ट्रॉन प्रजातियों (चरण 1) को देने के लिए [[ कोबाल्ट टेट्राकार्बोनिल हाइड्राइड |कोबाल्ट टेट्राकार्बनमापी हाइड्राइड]] से CO के पृथक्करण से प्रारम्भ होती है। एल्केन के बाद के बंधन से एक 18e प्रजाति मिलती है (चरण 2)। चरण 3 में, ओलेफिन 16e एल्काइल ट्राइकार्बनमापी देने के लिए सम्मिलित करता है। CO के एक अन्य समकक्ष का समन्वय एल्किल टेट्राकार्बनमापी (चरण 4) देता है।<ref name="heck" />CO का प्रवासी सम्मिलन चरण 5 में 16e अचक्रीय गति देता है। चरण 6 में, उदजन का ऑक्सीकृत जोड़ एक डायहाइड्रिडो संकुल देता है, जो चरण 7 में [[ रिडक्टिव एलिमिनेशन |अपचायक निष्कासन]] द्वारा एल्डिहाइड जारी करता है।<ref name="halpern">{{cite journal|author=Jack Halpern|title='ऑर्गेनोमेटेलिक केमिस्ट्री एक नई सहस्राब्दी की दहलीज पर। पूर्वव्यापी और संभावना|journal=Pure and Applied Chemistry|year=2001|volume=73|issue=2|pages=209–220|doi=10.1351/pac200173020209|doi-access=free}}</ref> चरण 8 अनुत्पादक और प्रतिवर्ती है।]] | ||
=== चयनात्मकता === | === चयनात्मकता === | ||
हाइड्रोफॉर्मिलन का एक प्रमुख विचार सामान्य बनाम ISO चयनात्मकता है। उदाहरण के लिए, [[ प्रोपलीन ]] का हाइड्रोफॉर्मलाइज़ेशन दो | हाइड्रोफॉर्मिलन का एक प्रमुख विचार सामान्य बनाम ISO चयनात्मकता है। उदाहरण के लिए, [[ प्रोपलीन |प्रोपलीन]] का हाइड्रोफॉर्मलाइज़ेशन दो समावयवी उत्पाद, [[ ब्यूटिराल्डिहाइड |ब्यूटिराल्डिहाइड]] या [[ आइसोब्यूटिरल्डिहाइड |आइसोब्यूटिरल्डिहाइड]] को वहन कर सकता है: | ||
:H<sub>2</sub> + CO + CH<sub>3</sub>CH = CH<sub>2</sub> → CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CHO (सामान्य) | :H<sub>2</sub> + CO + CH<sub>3</sub>CH = CH<sub>2</sub> → CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CHO (सामान्य) | ||
:बनाम | :बनाम | ||
| Line 34: | Line 34: | ||
[[Image:Hydroformylation steric effect Markovnikov.svg|center|thumb|n (शीर्ष) बनाम ISO (नीचे) -चयनात्मकता।]] | [[Image:Hydroformylation steric effect Markovnikov.svg|center|thumb|n (शीर्ष) बनाम ISO (नीचे) -चयनात्मकता।]] | ||
=== [[ इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव ]] === | === [[ इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव |इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव]] === | ||
इसके अतिरिक्त, इलेक्ट्रॉन-समृद्ध हाइड्राइड संकुल कम प्रोटॉन-जैसे होते हैं। इस प्रकार, एक परिणाम के रूप में, इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव जो सामान्यतः एक एल्केन के अलावा मार्कोवनिकोव के पक्ष में हैं, कम लागू होते हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन-समृद्ध हाइड्राइड अधिक चयनात्मक होते हैं। | इसके अतिरिक्त, इलेक्ट्रॉन-समृद्ध हाइड्राइड संकुल कम प्रोटॉन-जैसे होते हैं। इस प्रकार, एक परिणाम के रूप में, इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव जो सामान्यतः एक एल्केन के अलावा मार्कोवनिकोव के पक्ष में हैं, कम लागू होते हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन-समृद्ध हाइड्राइड अधिक चयनात्मक होते हैं। | ||
| Line 42: | Line 42: | ||
==असममित हाइड्रोफॉर्मिलन== | ==असममित हाइड्रोफॉर्मिलन== | ||
[[ प्रोचिरालाइट्स ]]अल्केन्स का हाइड्रोफॉर्मिलन नए [[ स्टीरियोसेंटर |स्टीरियोसेंटर]] बनाता है। चिरलिटी (रसायन विज्ञान) फॉस्फीन [[ लिगैंड |संलग्नी]] का उपयोग करके, हाइड्रोफॉर्मिलन को एक [[ एनैन्टीओमर |प्रतिबिंब रूपी]] के पक्ष में बनाया जा सकता है।<ref name=Landis>{{cite journal|title=का संश्लेषण|authors=Gene W. Wong, Tyler T. Adint, Clark R. Landis|journal=Org. Synth.|year=2012|volume=89|page=243|doi=10.15227/orgsyn.089.0243|doi-access=free}}</ref> इस प्रकार, उदाहरण के लिए, [[ डेक्सीबुप्रोफेन | डेक्सीबुप्रोफेन]], (+)-(S)-[[ आइबुप्रोफ़ेन |आइबुप्रोफ़ेन]] का प्रतिबिंब रूपी समावयव, ऑक्सीकरण के बाद एनेंटियोसेलेक्टिव हाइड्रोफॉर्मिलन द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। | [[ प्रोचिरालाइट्स ]]अल्केन्स का हाइड्रोफॉर्मिलन नए [[ स्टीरियोसेंटर |स्टीरियोसेंटर]] बनाता है। चिरलिटी (रसायन विज्ञान) फॉस्फीन [[ लिगैंड |संलग्नी]] का उपयोग करके, हाइड्रोफॉर्मिलन को एक [[ एनैन्टीओमर |प्रतिबिंब रूपी]] के पक्ष में बनाया जा सकता है।<ref name=Landis>{{cite journal|title=का संश्लेषण|authors=Gene W. Wong, Tyler T. Adint, Clark R. Landis|journal=Org. Synth.|year=2012|volume=89|page=243|doi=10.15227/orgsyn.089.0243|doi-access=free}}</ref> इस प्रकार, उदाहरण के लिए, [[ डेक्सीबुप्रोफेन |डेक्सीबुप्रोफेन]], (+)-(S)-[[ आइबुप्रोफ़ेन |आइबुप्रोफ़ेन]] का प्रतिबिंब रूपी समावयव, ऑक्सीकरण के बाद एनेंटियोसेलेक्टिव हाइड्रोफॉर्मिलन द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। | ||
== प्रक्रियाएं == | == प्रक्रियाएं == | ||
ओलेफिन की श्रृंखला लंबाई के आधार पर हाइड्रोफॉर्माइलेटेड, उत्प्रेरक धातु और संलग्नी, और उत्प्रेरक की वसूली के आधार पर औद्योगिक प्रक्रियाएं भिन्न होती हैं। मूल रुहरकेमी प्रक्रिया ने कोबाल्ट टेट्राकार्बनमापी हाइड्राइड का उपयोग करके एथीन और [[ सिनगैस |सिनगैस]] से [[ प्रोपीन |प्रोपीन]] का उत्पादन | ओलेफिन की श्रृंखला लंबाई के आधार पर हाइड्रोफॉर्माइलेटेड, उत्प्रेरक धातु और संलग्नी, और उत्प्रेरक की वसूली के आधार पर औद्योगिक प्रक्रियाएं भिन्न होती हैं। मूल रुहरकेमी प्रक्रिया ने कोबाल्ट टेट्राकार्बनमापी हाइड्राइड का उपयोग करके एथीन और [[ सिनगैस |सिनगैस]] से [[ प्रोपीन |प्रोपीन]] का उत्पादन किया जाता है। आज, कोबाल्ट उत्प्रेरक पर आधारित औद्योगिक प्रक्रियाओं का उपयोग मुख्य रूप से मध्यम से लंबी श्रृंखला वाले ओलेफिन के उत्पादन के लिए किया जाता है, जबकि रोडियम-आधारित उत्प्रेरक सामान्यतः प्रोपेन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए उपयोग किए जाते हैं। रोडियम उत्प्रेरक कोबाल्ट उत्प्रेरक की तुलना में काफी अधिक महंगे हैं। उच्च आणविक भार ओलेफिन के हाइड्रोफॉर्मिलन में उत्प्रेरक को उत्पादित एल्डिहाइड से अलग करना कठिन है। | ||
=== BASF-ऑक्सो प्रक्रिया === | === BASF-ऑक्सो प्रक्रिया === | ||
BASF-ऑक्सो प्रक्रिया | BASF-ऑक्सो प्रक्रिया अधिकतर उच्च ओलेफिन से प्रारम्भ होती है और कोबाल्ट कार्बनमापी-आधारित उत्प्रेरक पर निर्भर करती है।<ref>{{cite journal | author = Duembgen G., Neubauer D. | year = 1969 | title = ''बीएएसएफ में प्रोपलीन से ऑक्सो अल्कोहल का बड़े पैमाने पर उत्पादन।''| journal = Chemie Ingenieur Technik | volume = 41 | issue = 17 | pages = 974–80 | doi = 10.1002/cite.330411708 }}</ref> कम तापमान पर प्रतिक्रिया का संचालन करके, एक रैखिक उत्पाद के पक्ष में बढ़ी हुई चयनात्मकता को देखता है। प्रक्रिया लगभग 30 MPa के दबाव में और 150 से 170 डिग्री सेल्सियस के ताप परिसर में की जाती है। कोबाल्ट को तरल उत्पाद से ऑक्सीकरण द्वारा पानी में घुलनशील Co<sup>2 +</sup> में पुनः प्राप्त किया जाता है, इसके बाद जलीय [[ चींटी का तेजाब |फार्मिइका]] या [[ सिरका अम्ल |सिरका अम्ल]] मिलाया जाता है। यह प्रक्रिया कोबाल्ट का एक जलीय चरण देती है, जिसे बाद में पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। हानि की भरपाई कोबाल्ट लवण मिलाकर की जाती है।<ref name="Herr">Boy Cornils, [[Wolfgang A. Herrmann]], Chi-Huey Wong, Horst Werner Zanthoff: ''Catalysis from A to Z: A Concise Encyclopedia'', 2408 Seiten, Verlag Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, (2012), {{ISBN|3-527-33307-X}}.</ref> | ||
| Line 59: | Line 59: | ||
=== | === संयोजन कार्बाइड प्रक्रिया === | ||
संयोजन कार्बाइड प्रक्रिया (UCC), जिसे न्युन दाब ऑक्सो विधि (LPO) के रूप में भी जाना जाता है, प्रोपेन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए उच्च-उबलते गाढ़े तेल, प्राथमिक एल्डिहाइड के एक उच्च आणविक भार संघनन उत्पाद में घुलने वाले रोडियम उत्प्रेरक पर निर्भर करता है। प्रतिक्रिया मिश्रण को वाष्पशील घटकों से गिरने वाली आवरण बाष्पीकरण में अलग किया जाता है। तरल चरण आसुत होता है और ब्यूटिराल्डिहाइड को मुख्य उत्पाद के रूप में हटा दिया जाता है जबकि नीचे के उत्पाद वाले उत्प्रेरक को प्रक्रिया में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। प्रक्रिया लगभग 1.8 MPa और 95-100 डिग्री सेल्सियस पर की जाती है।<ref name="Herr" /> | |||
[[image:बाइफेफॉस.svg|thumb|244px|[[ BiPhePhos | बाइफेफॉस]] | [[image:बाइफेफॉस.svg|thumb|244px|[[ BiPhePhos | बाइफेफॉस]] संयोजन कार्बाइड में श्रमिकों द्वारा लोकप्रिय प्रतिनिधि डिफोस्फाइट संलग्नी है।<ref>{{cite journal|doi=10.1021/ja00058a079|title=कार्यात्मक α-olefins का व्यावहारिक, उच्च-उपज, रेजियोसेलेक्टिव, रोडियम-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्माइलेशन|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=115|issue=5|pages=2066–2068|year=1993|last1=Cuny|first1=Gregory D.|last2=Buchwald|first2=Stephen L.}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1021/OM950549K|title=भारी डीफोस्फाइट-संशोधित रोडियम उत्प्रेरक: हाइड्रोफॉर्माइलेशन और विशेषता|journal=Organometallics|volume=15|issue=2|pages=835–847|year=1996|last1=Van Rooy|first1=Annemiek|last2=Kamer|first2=Paul C. J.|last3=Van Leeuwen|first3=Piet W. N. M.|last4=Goubitz|first4=Kees|last5=Fraanje|first5=Jan|last6=Veldman|first6=Nora|last7=Spek|first7=Anthony L.|url=http://dare.uva.nl/personal/pure/en/publications/bulky-diphosphite-modified-rhodium-catalyst-hydroformylation-and-characterization(c06c2654-cecb-4e97-84ba-f1fdfb51ad35).html}}</ref> | ||
=== रुहरचेमी/रोन-पौलेन प्रक्रिया === | === रुहरचेमी/रोन-पौलेन प्रक्रिया === | ||
[[File:Idroformilazione LPO.svg|thumb| | [[File:Idroformilazione LPO.svg|thumb|रुहरकेमी/रोन-पौलेंक प्रक्रिया की प्रक्रिया योजना]]रुहरचेमी/रोन-पौलेन प्रक्रिया (RCRPP) प्रोपेन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए संलग्नी (कंट्ज़ कॉर्निल्स उत्प्रेरक) के रूप में पानी में घुलनशील[[ TPPTS ]]के साथ एक रोडियम उत्प्रेरक पर निर्भर करती है।<ref name="tppts">W. A. Herrmann, C. W. Kohlpaintner, Angew. Chem. 1993, 105, 1588.</ref> ट्राइफेनिलफॉस्फेन संलग्नी का ट्राई-[[ सल्फोनेशन ]]कार्बधात्विक संकुल को जलंरागी गुण प्रदान करता है। उत्प्रेरक परिसर नौ सल्फोनेट-समूहों को वहन करता है और पानी में अत्यधिक घुलनशील है (लगभग 1 किलो L<sup>−1</sup>), लेकिन उभरते उत्पाद चरण में अत्यधिक घुलनशील नहीं है।<ref name="boy2" /> पानी में घुलनशील TPPTS का उपयोग लगभग 50 गुना अधिक मात्रा में किया जाता है, जिससे उत्प्रेरक की निक्षालन को प्रभावी ढंग से दबा दिया जाता है। अभिकारकों प्रोपेन और सिनगैस होते हैं जिनमें 1.1:1 के अनुपात में उदजन और कार्बन मोनोऑक्साइड होते हैं। 96:4 के अनुपात में ब्यूटिरैल्डिहाइड और आईसोब्यूटिरैल्डिहाइड का मिश्रण कुछ उप-उत्पादों जैसे मद्य, एस्टर और उच्च उबलते अंशों के साथ उत्पन्न होता है।<ref name="boy2" />रुहरचेमी/रोन-पौलेन-प्रक्रिया पहली व्यावसायिक रूप से उपलब्ध दो-चरण प्रणाली है जिसमें उत्प्रेरक जलीय चरण में उपस्थित है। | ||
प्रतिक्रिया की प्रगति में एक कार्बनिक उत्पाद चरण बनता है जिसे चरण पृथक्करण के माध्यम से लगातार अलग किया जाता है, जिसमें जलीय उत्प्रेरक चरण प्रतिघातक में रहता है।<ref name="boy2">{{cite journal | author = Wiebus Ernst, Cornils Boy | year = 1994 | title = ''स्थिर उत्प्रेरक के साथ बड़े पैमाने पर ऑक्सोसिंथेसिस।''| journal = Chemie Ingenieur Technik | volume = 66 | issue = 7 | pages = 916–923 | doi = 10.1002/cite.330660704 }}</ref> | प्रतिक्रिया की प्रगति में एक कार्बनिक उत्पाद चरण बनता है जिसे चरण पृथक्करण के माध्यम से लगातार अलग किया जाता है, जिसमें जलीय उत्प्रेरक चरण प्रतिघातक में रहता है।<ref name="boy2">{{cite journal | author = Wiebus Ernst, Cornils Boy | year = 1994 | title = ''स्थिर उत्प्रेरक के साथ बड़े पैमाने पर ऑक्सोसिंथेसिस।''| journal = Chemie Ingenieur Technik | volume = 66 | issue = 7 | pages = 916–923 | doi = 10.1002/cite.330660704 }}</ref> | ||
| Line 79: | Line 79: | ||
== अल्केन्स के अलावा अन्य क्रियाधार == | == अल्केन्स के अलावा अन्य क्रियाधार == | ||
कोबाल्ट कार्बनमापी और रोडियम संकुल [[ ग्लाइकोलाल्डिहाइड |ग्लाइकोलाल्डिहाइड]] और [[ 3-हाइड्रॉक्सीप्रोपेनल ]]देने के लिए फॉर्मलाडेहाइड और [[ इथिलीन ऑक्साइड |इथिलीन ऑक्साइड]] के हाइड्रोफॉर्मिलन को उत्प्रेरित करते हैं, जिसे बाद में क्रमशः [[ इथाइलीन ग्लाइकॉल |इथाइलीन ग्लाइकॉल]] और प्रोपेन-1,3-डायोल में उदजनीकृत किया जा सकता है। जब विलायक क्षारीय (जैसे [[ पिरिडीन |पिरिडीन]]) होता है तो प्रतिक्रियाएं सबसे अच्छा काम करती हैं।<ref>{{cite journal | कोबाल्ट कार्बनमापी और रोडियम संकुल [[ ग्लाइकोलाल्डिहाइड |ग्लाइकोलाल्डिहाइड]] और [[ 3-हाइड्रॉक्सीप्रोपेनल |3-हाइड्रॉक्सीप्रोपेनल]] देने के लिए फॉर्मलाडेहाइड और [[ इथिलीन ऑक्साइड |इथिलीन ऑक्साइड]] के हाइड्रोफॉर्मिलन को उत्प्रेरित करते हैं, जिसे बाद में क्रमशः [[ इथाइलीन ग्लाइकॉल |इथाइलीन ग्लाइकॉल]] और प्रोपेन-1,3-डायोल में उदजनीकृत किया जा सकता है। जब विलायक क्षारीय (जैसे [[ पिरिडीन |पिरिडीन]]) होता है तो प्रतिक्रियाएं सबसे अच्छा काम करती हैं।<ref>{{cite journal | ||
|author1=Chan A.S.C. |author2=Shieh H-S. | title = फॉर्मेल्डिहाइड के सजातीय उत्प्रेरक हाइड्रोफॉर्माइलेशन का एक यंत्रवत अध्ययन: मॉडल मध्यवर्ती का संश्लेषण और लक्षण वर्णन| journal= [[Inorganica Chimica Acta]]| year= 1994| volume = 218| issue = 1–2| pages= 89–95| doi = 10.1016/0020-1693(94)03800-7}}</ref><ref>{{cite journal| author =A. Spencer| title = रोडियम परिसरों द्वारा उत्प्रेरित फॉर्मलाडेहाइड का हाइड्रोफॉर्माइलेशन| journal= [[Journal of Organometallic Chemistry]]| year= 1980| volume = 194| issue = 1–2| pages= 113–123| doi = 10.1016/S0022-328X(00)90343-7}}</ref> | |author1=Chan A.S.C. |author2=Shieh H-S. | title = फॉर्मेल्डिहाइड के सजातीय उत्प्रेरक हाइड्रोफॉर्माइलेशन का एक यंत्रवत अध्ययन: मॉडल मध्यवर्ती का संश्लेषण और लक्षण वर्णन| journal= [[Inorganica Chimica Acta]]| year= 1994| volume = 218| issue = 1–2| pages= 89–95| doi = 10.1016/0020-1693(94)03800-7}}</ref><ref>{{cite journal| author =A. Spencer| title = रोडियम परिसरों द्वारा उत्प्रेरित फॉर्मलाडेहाइड का हाइड्रोफॉर्माइलेशन| journal= [[Journal of Organometallic Chemistry]]| year= 1980| volume = 194| issue = 1–2| pages= 113–123| doi = 10.1016/S0022-328X(00)90343-7}}</ref> | ||
| Line 94: | Line 94: | ||
यदि जल परिवर्तन प्रतिक्रिया क्रियात्मक नहीं है, तो प्रतिक्रिया में एक बहुलक होता है जिसमें प्रत्यावर्ती कार्बन मोनोऑक्साइड और एथिलीन इकाइयाँ होती हैं। इस तरह के स्निग्ध [[ पॉलीकीटोन |पॉलीकीटोन]] [[ दुर्ग |दुर्ग]] उत्प्रेरक का उपयोग करके अधिक पारंपरिक रूप से तैयार किए जाते हैं।<ref>{{cite journal |author1=J. Liu |author2=B.T. Heaton |author3=J.A. Iggo |author4=R. Whyman | journal = [[Angew. Chem. Int. Ed.]] | year = 2004 | volume = 43 | pages = 90–94 | doi = 10.1002/anie.200352369 | title = Pd-Diphosphane उत्प्रेरकों द्वारा एथीन के Carboalkoxylation के लिए कार्बोमेथॉक्सी चक्र के दीक्षा, प्रसार और समाप्ति चरणों का पूर्ण परिसीमन|issue=1 |pmid=14694480 }}</ref> | यदि जल परिवर्तन प्रतिक्रिया क्रियात्मक नहीं है, तो प्रतिक्रिया में एक बहुलक होता है जिसमें प्रत्यावर्ती कार्बन मोनोऑक्साइड और एथिलीन इकाइयाँ होती हैं। इस तरह के स्निग्ध [[ पॉलीकीटोन |पॉलीकीटोन]] [[ दुर्ग |दुर्ग]] उत्प्रेरक का उपयोग करके अधिक पारंपरिक रूप से तैयार किए जाते हैं।<ref>{{cite journal |author1=J. Liu |author2=B.T. Heaton |author3=J.A. Iggo |author4=R. Whyman | journal = [[Angew. Chem. Int. Ed.]] | year = 2004 | volume = 43 | pages = 90–94 | doi = 10.1002/anie.200352369 | title = Pd-Diphosphane उत्प्रेरकों द्वारा एथीन के Carboalkoxylation के लिए कार्बोमेथॉक्सी चक्र के दीक्षा, प्रसार और समाप्ति चरणों का पूर्ण परिसीमन|issue=1 |pmid=14694480 }}</ref> | ||
[[ एलिल अल्कोहल |एलिल मद्य]] जैसे | [[ एलिल अल्कोहल |एलिल मद्य]] जैसे क्रियाशील ओलेफिन को हाइड्रोफॉर्माइलेटेड किया जा सकता है। लक्ष्य उत्पाद 1,4-ब्यूटेनडियोल और इसका आइसोमर आइसोमेराइज़ेशन मुक्त उत्प्रेरक जैसे रोडियम-ट्राइफेनिलफॉस्फीन संकुल के साथ प्राप्त किया जाता है। कोबाल्ट परिसर का उपयोग दोहरे बंधन के समावयवन से n-[[ प्रोपेनाल | प्रोपेनाल]] की ओर जाता है।<ref>{{cite journal | author = Fell Bernhard, Rupilius Wolfgang, Asinger Friedrich | year = 1968| title = जटिल कोबाल्ट और रोडियम उत्प्रेरक के साथ उच्च आणविक भार ओलेफिन के हाइड्रोफॉर्माइलेशन में आइसोमर गठन के मुद्दे पर| journal = Tetrahedron Letters | volume = 9 | issue = 29| pages = 3261–3266 | doi = 10.1016/S0040-4039(00)89542-8 }}</ref> एल्केनाइल ईथर और एल्केनाइल एस्टर का हाइड्रोफॉर्मिलन सामान्यतः ईथर या एस्टर प्रणाली के लिए α- स्थिति में होता है। | ||
रोडियम-उत्प्रेरित प्रक्रिया में [[ एक्रिलिक एसिड ]] और [[ मेथैक्रेलिक अम्ल ]] का हाइड्रोफॉर्मिलन पहले चरण में [[ मार्कोवनिकोव नियम ]] की ओर जाता है।<ref name="Falbe">Jürgen Falbe, Ch. R. Adams: ''Carbon Monoxide in Organic Synthesis'', Springer Verlag, 1970, {{ISBN|3-540-04814-6}}</ref> प्रतिक्रिया की स्थिति में बदलाव से प्रतिक्रिया को विभिन्न उत्पादों के लिए निर्देशित किया जा सकता है। एक उच्च प्रतिक्रिया तापमान और कम कार्बन मोनोऑक्साइड दबाव थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर β-आइसोमर के लिए मार्कोवनिकोव उत्पाद के समावयवन का समर्थन करता है, जो एन-एल्डिहाइड की ओर जाता है। कम तापमान और उच्च कार्बन मोनोऑक्साइड दबाव और फॉस्फीन की अधिकता, जो मुक्त समन्वय | रोडियम-उत्प्रेरित प्रक्रिया में [[ एक्रिलिक एसिड |ऐक्रिलिक अम्ल]] और [[ मेथैक्रेलिक अम्ल |मेथैक्रेलिक अम्ल]] का हाइड्रोफॉर्मिलन पहले चरण में[[ मार्कोवनिकोव नियम ]]की ओर जाता है।<ref name="Falbe">Jürgen Falbe, Ch. R. Adams: ''Carbon Monoxide in Organic Synthesis'', Springer Verlag, 1970, {{ISBN|3-540-04814-6}}</ref> प्रतिक्रिया की स्थिति में बदलाव से प्रतिक्रिया को विभिन्न उत्पादों के लिए निर्देशित किया जा सकता है। एक उच्च प्रतिक्रिया तापमान और कम कार्बन मोनोऑक्साइड दबाव थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर β-आइसोमर के लिए मार्कोवनिकोव उत्पाद के समावयवन का समर्थन करता है, जो एन-एल्डिहाइड की ओर जाता है। कम तापमान और उच्च कार्बन मोनोऑक्साइड दबाव और फॉस्फीन की अधिकता, जो मुक्त समन्वय स्थलों को अवरुद्ध करती है, एस्टर समूह में α- स्थिति में तीव्री से हाइड्रोफॉर्मिलन का कारण बन सकती है और समावयवन को दबा सकती है।<ref name="Falbe" /> | ||
== पक्ष- और | == पक्ष- और क्रमागत अभिक्रियाएँ == | ||
=== अल्केन्स === | === अल्केन्स === | ||
एल्केन्स की | एल्केन्स की पार्श्व अभिक्रिया द्विक् आबंध का समावयवन और उदजनीकरण है। जबकि दोहरे बंधन के उदजनीकरण से उत्पन्न अल्केन्स प्रतिक्रिया में आगे भाग नहीं लेते हैं, एन-एल्काइल परिसरों के बाद के गठन के साथ दोहरे बंधन का समावयवन एक वांछित प्रतिक्रिया है। उदजनीकरण सामान्यतः मामूली महत्व का होता है; हालांकि, कोबाल्ट-फॉस्फीन-संशोधित उत्प्रेरक में उदजनीकरण गतिविधि में वृद्धि हो सकती है, जहां 15% तक एल्केन उदजनीकृत होता है। | ||
=== एल्डिहाइड === | === एल्डिहाइड === | ||
सामान्यतः वांछित लगातार प्रतिक्रिया एल्डिहाइड का मद्य के लिए उदजनीकरण है। उच्च तापमान और उदजन आंशिक दबाव मद्य के परिणामस्वरूप एल्डिहाइड के उदजनीकरण का पक्ष लेते हैं। प्रतिक्रिया तंत्र के लिए यह माना जाता है कि एल्डिहाइड प्रारम्भ में उत्प्रेरक के साथ CO-π-संकुल बनाता है। इसे एल्कोक्साइड संकुल में पुनर्व्यवस्थित किया जाता है और उदजन के बाद के ऑक्सीकृत जोड़ से मद्य समाप्त हो जाता है और प्रारंभिक परिसर बनता है। | सामान्यतः वांछित लगातार प्रतिक्रिया एल्डिहाइड का मद्य के लिए उदजनीकरण है। उच्च तापमान और उदजन आंशिक दबाव मद्य के परिणामस्वरूप एल्डिहाइड के उदजनीकरण का पक्ष लेते हैं। प्रतिक्रिया तंत्र के लिए यह माना जाता है कि एल्डिहाइड प्रारम्भ में उत्प्रेरक के साथ CO-π-संकुल बनाता है। इसे एल्कोक्साइड संकुल में पुनर्व्यवस्थित किया जाता है और उदजन के बाद के ऑक्सीकृत जोड़ से मद्य समाप्त हो जाता है और प्रारंभिक परिसर बनता है। | ||
एल्डिहाइड कार्बन-ऑक्सीजन द्विक् आबंध भी हाइड्रोफॉर्मिलन के अधीन हो सकता है, जिससे फॉर्मिक | एल्डिहाइड कार्बन-ऑक्सीजन द्विक् आबंध भी हाइड्रोफॉर्मिलन के अधीन हो सकता है, जिससे फॉर्मिक अम्ल और इसके एस्टर बनते हैं। प्रतिक्रिया के लिए एल्कोक्साइड परिसर के ऑक्सीजन-धातु बंधन में कार्बन मोनोऑक्साइड सम्मिलन की आवश्यकता होती है। परिणामी फॉर्माइल संकुल उदजन के ऑक्सीकृत जोड़ द्वारा फॉर्मिक अम्ल एस्टर और प्रारम्भिक संकुल में परिवर्तित हो सकता है। प्रारंभिक रूप से उत्पादित एल्डिहाइड एल्डोल संघनन द्वारा 2-एथिलहेक्सेनल या उच्च आणविक भार संघनन उत्पादों, तथाकथित गाढ़े तेल जैसे लक्षित उत्पाद अग्रदूतों के लिए आगे प्रतिक्रिया कर सकते हैं। | ||
=== उत्प्रेरक और लिगेंड === | === उत्प्रेरक और लिगेंड === | ||
हाइड्रोफॉर्मिलन उद्दीपन के लिए स्थितियां सहायक ऑर्गनोफॉस्फोरस | हाइड्रोफॉर्मिलन उद्दीपन के लिए स्थितियां सहायक ऑर्गनोफॉस्फोरस संलग्नी के क्षरण को प्रेरित कर सकती हैं। ट्राइफेनिलफॉस्फिन [[ हाइड्रोजनोलिसिस |हाइड्रोजनी अपघटन]] के अधीन है, बेंजीन और डिपेनिलफॉस्फिन का विमोचन करता है। एक मध्यवर्ती धातु-फिनाइल बंधन में कार्बन मोनोऑक्साइड के सम्मिलन से [[ benzaldehyde |बेन्जैल्डिहाइड]] का निर्माण हो सकता है या बाद में उदजनीकरण से [[ बेंजाइल अल्कोहल |बेंजाइल मद्य]] हो सकता है।<ref name="Arno">[[Arno Behr]]: ''Angewandte homogene Katalyse'', Wiley-VCH. Weinheim, {{ISBN|3-527-31666-3}}</ref> संलग्नी में से एक फिनाइल-समूह को प्रोपेन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, और परिणामी डिपेनिलप्रोपाइलफॉस्फीन संलग्नी इसकी बढ़ी हुई मौलिकता के कारण हाइड्रोफॉर्मिलन प्रतिक्रिया को रोक सकता है।<ref name="Arno" /> | ||
==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
{{reflist}} | {{reflist}} | ||
==अग्रिम पठन== | ==अग्रिम पठन== | ||
*“Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds: A Comprehensive Handbook in Two Volumes (Paperback) by Boy Cornils (Editor), W. A. Herrmann (Editor). {{ISBN|3-527-29594-1}} | *“Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds: A Comprehensive Handbook in Two Volumes (Paperback) by Boy Cornils (Editor), W. A. Herrmann (Editor). {{ISBN|3-527-29594-1}} | ||
*“Rhodium Catalyzed Hydroformylation” P. W. N. M. van Leeuwen, C. Claver Eds.; Springer; (2002). {{ISBN|1-4020-0421-4}} | *“Rhodium Catalyzed Hydroformylation” P. W. N. M. van Leeuwen, C. Claver Eds.; Springer; (2002). {{ISBN|1-4020-0421-4}} | ||
*“Homogeneous Catalysis: Understanding the Art” by Piet W. N. M. van Leeuwen Springer; 2005. {{ISBN|1-4020-3176-9}} | *“Homogeneous Catalysis: Understanding the Art” by Piet W. N. M. van Leeuwen Springer; 2005. {{ISBN|1-4020-3176-9}} | ||
* Imyanitov N.S./ Hydroformylation of Olefins with Rhodium Complexes // Rhodium Express. 1995. No 10–11 (May). | * Imyanitov N.S./ Hydroformylation of Olefins with Rhodium Complexes // Rhodium Express. 1995. No 10–11 (May). pp. 3–62 (Eng). [http://sites.google.com/site/rhodiumexpress/ {{ISSN|0869-7876}}] | ||
{{Authority control}} | {{Authority control}} | ||
[[Category:Addition reactions]] | |||
[[Category: | [[Category:Articles with invalid date parameter in template]] | ||
[[Category:CS1 maint]] | |||
[[Category:Created On 18/10/2022]] | [[Category:Created On 18/10/2022]] | ||
[[Category:Machine Translated Page]] | |||
[[Category:Pages with script errors]] | |||
[[Category:Templates Vigyan Ready]] | |||
[[Category:Use dmy dates from June 2013]] | |||
[[Category:Wikipedia articles needing clarification from December 2020]] | |||
[[Category:ऑर्गेनोमेटेलिक केमिस्ट्री]] | |||
[[Category:कार्बन मोनोऑक्साइड]] | |||
[[Category:सजातीय उत्प्रेरण]] | |||
[[Category:सूत्रीकरण प्रतिक्रियाएं]] | |||
Latest revision as of 17:05, 3 November 2023
| Hydroformylation | |
|---|---|
| Reaction type | Addition reaction |
| Identifiers | |
| RSC ontology ID | RXNO:0000272 |
हाइड्रोफॉर्मिलन, जिसे ऑक्सो संश्लेषण या ऑक्सो प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है, एल्केन (R2C=CR2) से एल्डिहाइड (R−CH=O) के उत्पादन के लिए एक औद्योगिक प्रक्रिया है।[1][2] इस रासायनिक प्रतिक्रिया में कार्बन-कार्बन द्विक् आबंध में एक फॉर्माइल ग्रुप (-CHO) और उदजन परमाणु का शुद्ध जोड़ होता है। आविष्कार के बाद से इस प्रक्रिया में निरंतर वृद्धि हुई है: 1995 में उत्पादन क्षमता 6.6×106 टन तक पहुंच गई है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि एल्डिहाइड आसानी से कई माध्यमिक उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, परिणामी एल्डिहाइड मद्य (रसायन विज्ञान) में उदजनीकृत होते हैं जो अपमार्जक में परिवर्तित हो जाते हैं। सुगंध और औषधियों के कार्बनिक संश्लेषण के लिए प्रासंगिक विशेष रसायनों में हाइड्रोफॉर्मिलन का भी उपयोग किया जाता है। हाइड्रोफॉर्मिलन का विकास 20वीं सदी के रासायनिक उद्योग की प्रमुख उपलब्धियों में से एक है।
इस प्रक्रिया में सामान्यतः कार्बन मोनोआक्साइड के उच्च दबाव (10 और 100 वायुमंडल (इकाई) के बीच) और 40 और 200 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर उदजन के साथ एक एल्केन का उपचार होता है।[3] एक रूपांतर में, संश्लेषण गैस के स्थान पर फॉर्मलडिहाइड का उपयोग किया जाता है।[4] संक्रमण धातु उद्दीपन की आवश्यकता है। अनिवार्य रूप से, उत्प्रेरक प्रतिक्रिया माध्यम में घुल जाता है, अर्थात हाइड्रोफॉर्मिलन सजातीय उत्प्रेरण का एक उदाहरण है।
इतिहास
इस प्रक्रिया की खोज जर्मन रसायनज्ञ ओटो रोलेन ने 1938 में फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया की जांच के दौरान की थी। F-T प्रतिघातक में एथिलीन मिलाने पर एल्डिहाइड और डायथाइलकेटोन प्राप्त किए गए थे। इन अध्ययनों के माध्यम से, रोलेन ने कोबाल्ट उत्प्रेरकों की उपयोगिता की खोज की। HCO (CO4, जिसे रोलेन के काम से कुछ साल पहले ही अलग कर दिया गया था, एक उत्कृष्ट उत्प्रेरक के रूप में दिखाया गया था।[5][6] ऑक्सो संश्लेषण शब्द को रुहरकेमी एकस्व अधिकार विभाग द्वारा गढ़ा गया था, जिसने उम्मीद की थी कि यह प्रक्रिया एल्डिहाइड और कीटोन दोनों की तैयारी के लिए लागू होगी। बाद के कार्य ने प्रदर्शित किया कि संलग्नी ट्रिब्यूटाइलफॉस्फीन (PBu .)3) कोबाल्ट-उत्प्रेरित प्रक्रिया की चयनात्मकता में सुधार हुआ। 1960 के दशक में रिचर्ड एफ. हेक और डेविड एस. ब्रेस्लो द्वारा सह-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्मिलन के तंत्र को स्पष्ट किया गया था।[7]
एक सामान्य रोडियाम उत्प्रेरक, जहां PAR3 = ट्राइफेनिलफॉस्फीन या इसका सल्फोनेटेड एनालॉग टीपीपीटी । ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) रोडियम कार्बनमापी हाइड्राइड देखें।
1968 में, अत्यधिक सक्रिय रोडियम-आधारित उत्प्रेरक की सूचना मिली थी।[8] 1970 के दशक से, अधिकांश हाइड्रोफॉर्मिलन रोडियम पर आधारित उत्प्रेरकों पर निर्भर करता है।[9] पानी में घुलनशील उत्प्रेरक विकसित किए गए हैं। वे उत्प्रेरक से उत्पादों को अलग करने की सुविधा प्रदान करते हैं।[10]
तंत्र
कोबाल्ट-उत्प्रेरित हाइड्रोफॉर्मिलन का तंत्र। प्रक्रिया 16-इलेक्ट्रॉन प्रजातियों (चरण 1) को देने के लिए कोबाल्ट टेट्राकार्बनमापी हाइड्राइड से CO के पृथक्करण से प्रारम्भ होती है। एल्केन के बाद के बंधन से एक 18e प्रजाति मिलती है (चरण 2)। चरण 3 में, ओलेफिन 16e एल्काइल ट्राइकार्बनमापी देने के लिए सम्मिलित करता है। CO के एक अन्य समकक्ष का समन्वय एल्किल टेट्राकार्बनमापी (चरण 4) देता है।[7]CO का प्रवासी सम्मिलन चरण 5 में 16e अचक्रीय गति देता है। चरण 6 में, उदजन का ऑक्सीकृत जोड़ एक डायहाइड्रिडो संकुल देता है, जो चरण 7 में अपचायक निष्कासन द्वारा एल्डिहाइड जारी करता है।[11] चरण 8 अनुत्पादक और प्रतिवर्ती है।
चयनात्मकता
हाइड्रोफॉर्मिलन का एक प्रमुख विचार सामान्य बनाम ISO चयनात्मकता है। उदाहरण के लिए, प्रोपलीन का हाइड्रोफॉर्मलाइज़ेशन दो समावयवी उत्पाद, ब्यूटिराल्डिहाइड या आइसोब्यूटिरल्डिहाइड को वहन कर सकता है:
- H2 + CO + CH3CH = CH2 → CH3CH2CH2CHO (सामान्य)
- बनाम
- H2 + CO + CH3CH = CH2 → (CH3)2CHCHO (ISO)
ये आइसोमर्स M-H संबंधन में एल्केन के सम्मिलन की रेजियोकेमिस्ट्री को दर्शाते हैं। चूंकि दोनों उत्पाद समान रूप से वांछनीय नहीं हैं (ISO की तुलना में सामान्य अधिक स्थिर है), बहुत से शोध उत्प्रेरक की खोज के लिए समर्पित थे जो सामान्य आइसोमर का पक्ष लेते थे।
स्टेरिक प्रभाव
कोबाल्ट हाइड्राइड के प्राथमिक एल्केन्स में मार्कोवनिकोव के नियम के स्थान पर कोबाल्ट केंद्र और द्वितीयक एल्काइल संलग्नी के बीच स्टेरिक बाधा से प्रतिकूल है। स्थूल संलग्नी इस स्थैतिक बाधा को बढ़ा देते हैं। इसलिए, मिश्रित कार्बनमापी / फॉस्फीन संकुल प्रति-मार्कोवनिकोव जोड़ के लिए अधिक चयनात्मकता प्रदान करते हैं, इस प्रकार सीधी श्रृंखला उत्पादों (n-) एल्डिहाइड का पक्ष लेते हैं। आधुनिक उत्प्रेरक तीव्री से कीलेटन संलग्नी, विशेष रूप से डिफोस्फाइट्स पर निर्भर करते हैं।[12]
इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव
इसके अतिरिक्त, इलेक्ट्रॉन-समृद्ध हाइड्राइड संकुल कम प्रोटॉन-जैसे होते हैं। इस प्रकार, एक परिणाम के रूप में, इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव जो सामान्यतः एक एल्केन के अलावा मार्कोवनिकोव के पक्ष में हैं, कम लागू होते हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन-समृद्ध हाइड्राइड अधिक चयनात्मक होते हैं।
अचक्रीय गति गठन
एल्केन के प्रतिस्पर्धी समावयवन को दबाने के लिए, एल्काइल के कार्बन-मेटल संबंधन में कार्बनमापी के प्रवासी सम्मिलन की दर अपेक्षाकृत तीव्र होनी चाहिए। C-M संबंधन में कार्बनमापी कार्बन के सम्मिलन की दर बीटा-हाइड्राइड उन्मूलन की दर से अधिक होने की संभावना है।[13]
असममित हाइड्रोफॉर्मिलन
प्रोचिरालाइट्स अल्केन्स का हाइड्रोफॉर्मिलन नए स्टीरियोसेंटर बनाता है। चिरलिटी (रसायन विज्ञान) फॉस्फीन संलग्नी का उपयोग करके, हाइड्रोफॉर्मिलन को एक प्रतिबिंब रूपी के पक्ष में बनाया जा सकता है।[14] इस प्रकार, उदाहरण के लिए, डेक्सीबुप्रोफेन, (+)-(S)-आइबुप्रोफ़ेन का प्रतिबिंब रूपी समावयव, ऑक्सीकरण के बाद एनेंटियोसेलेक्टिव हाइड्रोफॉर्मिलन द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।
प्रक्रियाएं
ओलेफिन की श्रृंखला लंबाई के आधार पर हाइड्रोफॉर्माइलेटेड, उत्प्रेरक धातु और संलग्नी, और उत्प्रेरक की वसूली के आधार पर औद्योगिक प्रक्रियाएं भिन्न होती हैं। मूल रुहरकेमी प्रक्रिया ने कोबाल्ट टेट्राकार्बनमापी हाइड्राइड का उपयोग करके एथीन और सिनगैस से प्रोपीन का उत्पादन किया जाता है। आज, कोबाल्ट उत्प्रेरक पर आधारित औद्योगिक प्रक्रियाओं का उपयोग मुख्य रूप से मध्यम से लंबी श्रृंखला वाले ओलेफिन के उत्पादन के लिए किया जाता है, जबकि रोडियम-आधारित उत्प्रेरक सामान्यतः प्रोपेन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए उपयोग किए जाते हैं। रोडियम उत्प्रेरक कोबाल्ट उत्प्रेरक की तुलना में काफी अधिक महंगे हैं। उच्च आणविक भार ओलेफिन के हाइड्रोफॉर्मिलन में उत्प्रेरक को उत्पादित एल्डिहाइड से अलग करना कठिन है।
BASF-ऑक्सो प्रक्रिया
BASF-ऑक्सो प्रक्रिया अधिकतर उच्च ओलेफिन से प्रारम्भ होती है और कोबाल्ट कार्बनमापी-आधारित उत्प्रेरक पर निर्भर करती है।[15] कम तापमान पर प्रतिक्रिया का संचालन करके, एक रैखिक उत्पाद के पक्ष में बढ़ी हुई चयनात्मकता को देखता है। प्रक्रिया लगभग 30 MPa के दबाव में और 150 से 170 डिग्री सेल्सियस के ताप परिसर में की जाती है। कोबाल्ट को तरल उत्पाद से ऑक्सीकरण द्वारा पानी में घुलनशील Co2 + में पुनः प्राप्त किया जाता है, इसके बाद जलीय फार्मिइका या सिरका अम्ल मिलाया जाता है। यह प्रक्रिया कोबाल्ट का एक जलीय चरण देती है, जिसे बाद में पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। हानि की भरपाई कोबाल्ट लवण मिलाकर की जाती है।[16]
एक्सॉन प्रक्रिया
एक्सॉन प्रक्रिया, कुहलमैन- या PCUK-ऑक्सो प्रक्रिया, का उपयोग C6-C12 ओलेफिन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए किया जाता है। प्रक्रिया कोबाल्ट उत्प्रेरक पर निर्भर करती है। उत्प्रेरक को पुनः प्राप्त करने के लिए, कार्बनिक चरण में एक जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल या सोडियम कार्बोनेट मिलाया जाता है। ओलेफिन के साथ निष्कर्षण और कार्बन मोनोऑक्साइड दबाव के तहत सल्फ़्यूरिक अम्ल समाधान के अलावा निर्मूलीकरण द्वारा धातु कार्बनमापी हाइड्राइड को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। यह सिनगैस के साथ छीन लिया जाता है, ओलेफिन द्वारा अवशोषित किया जाता है, और प्रतिघातक में वापस आ जाता है। BASF प्रक्रिया के समान, एक्सॉन प्रक्रिया लगभग 30 MPa के दबाव और लगभग 160 से 180 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर की जाती है।[16]
शेल प्रक्रिया
शेल प्रक्रिया C7-C14 ओलेफिन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए फॉस्फीन संलग्नी के साथ संशोधित कोबाल्ट परिसरों का उपयोग करती है। परिणामी एल्डिहाइड सीधे वसायुक्त मद्य के लिए उदजनीकृत होते हैं, जो आसवन द्वारा अलग होते हैं, जो उत्प्रेरक को पुनर्नवीनीकरण करने की अनुमति देता है। इस प्रक्रिया में रैखिक उत्पादों के लिए अच्छी चयनात्मकता है, जो अपमार्जक के लिए फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करते हैं। प्रक्रिया लगभग 4 से 8 MPa के दबाव और लगभग 150-190 डिग्री सेल्सियस के तापमान सीमा पर की जाती है।[16]
संयोजन कार्बाइड प्रक्रिया
संयोजन कार्बाइड प्रक्रिया (UCC), जिसे न्युन दाब ऑक्सो विधि (LPO) के रूप में भी जाना जाता है, प्रोपेन के हाइड्रोफॉर्मिलन के लिए उच्च-उबलते गाढ़े तेल, प्राथमिक एल्डिहाइड के एक उच्च आणविक भार संघनन उत्पाद में घुलने वाले रोडियम उत्प्रेरक पर निर्भर करता है। प्रतिक्रिया मिश्रण को वाष्पशील घटकों से गिरने वाली आवरण बाष्पीकरण में अलग किया जाता है। तरल चरण आसुत होता है और ब्यूटिराल्डिहाइड को मुख्य उत्पाद के रूप में हटा दिया जाता है जबकि नीचे के उत्पाद वाले उत्प्रेरक को प्रक्रिया में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। प्रक्रिया लगभग 1.8 MPa और 95-100 डिग्री सेल्सियस पर की जाती है।[16]
