वैद्युतरासायनिक फ्लुओरीनीकरण: Difference between revisions
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वैद्युतरासायनिक फ्लुओरीनीकरण (ईसीएफ), या इलेक्ट्रोफ्लोरिनेशन, [[ fluorocarbon |फ्लोरोकार्बन]] -आधारित ऑर्गोफ्लोरीन यौगिकों की तैयारी के लिए मूलभूत ऑर्गोफ्लोरीन रसायन विज्ञान विधि है।<ref name="Ullmann">G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick "Fluorine Compounds, Organic" in "Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry" 2005, Wiley-VCH, Weinheim. {{doi|10.1002/14356007.a11_349}}</ref> सामान्य दृष्टिकोण [[इलेक्ट्रोसिंथेसिस|वैद्युतसंश्लेषण]] के अनुप्रयोग का प्रतिनिधित्व करता है। इसीएफ द्वारा उत्पादित फ्लोरिनेटेड [[रासायनिक यौगिक]] उनके विशिष्ट [[solation|सोलेशन]] गुणों और कार्बन-फ्लोरीन बॉन्ड की सापेक्ष जड़ता के कारण उपयोगी होते हैं। दो ईसीएफ संश्लेषण मार्गों का व्यावसायीकरण किया जाता है और सामान्यतः प्रयुक्त किया जाता है: सिमन्स प्रक्रिया और फिलिप्स पेट्रोलियम प्रक्रिया। विभिन्न कार्बनिक मीडिया में इलेक्ट्रोफ्लोरिनेट करना भी संभव है।<ref name=Drake>Fred G. Drakesmith "Electrofluorination of Organic Compounds" Topics in Current Chemistry,Vol. 193, Springer, Berlin-Heidelberg, 1997.</ref> इन विधियों के विकास से पहले, फ्लोरीन के साथ [[ एक अधातु तत्त्व |एक अधातु तत्त्व]] फ्लोरिनेशन,खतरनाक [[ऑक्सीकरण एजेंट]],खतरनाक और | वैद्युतरासायनिक फ्लुओरीनीकरण (ईसीएफ), या इलेक्ट्रोफ्लोरिनेशन, [[ fluorocarbon |फ्लोरोकार्बन]] -आधारित ऑर्गोफ्लोरीन यौगिकों की तैयारी के लिए मूलभूत ऑर्गोफ्लोरीन रसायन विज्ञान विधि है।<ref name="Ullmann">G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick "Fluorine Compounds, Organic" in "Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry" 2005, Wiley-VCH, Weinheim. {{doi|10.1002/14356007.a11_349}}</ref> सामान्य दृष्टिकोण [[इलेक्ट्रोसिंथेसिस|वैद्युतसंश्लेषण]] के अनुप्रयोग का प्रतिनिधित्व करता है। इसीएफ द्वारा उत्पादित फ्लोरिनेटेड [[रासायनिक यौगिक]] उनके विशिष्ट [[solation|सोलेशन]] गुणों और कार्बन-फ्लोरीन बॉन्ड की सापेक्ष जड़ता के कारण उपयोगी होते हैं। दो ईसीएफ संश्लेषण मार्गों का व्यावसायीकरण किया जाता है और सामान्यतः प्रयुक्त किया जाता है: सिमन्स प्रक्रिया और फिलिप्स पेट्रोलियम प्रक्रिया। विभिन्न कार्बनिक मीडिया में इलेक्ट्रोफ्लोरिनेट करना भी संभव है।<ref name=Drake>Fred G. Drakesmith "Electrofluorination of Organic Compounds" Topics in Current Chemistry,Vol. 193, Springer, Berlin-Heidelberg, 1997.</ref> इन विधियों के विकास से पहले, फ्लोरीन के साथ [[ एक अधातु तत्त्व |एक अधातु तत्त्व]] फ्लोरिनेशन,खतरनाक [[ऑक्सीकरण एजेंट|ऑक्सीकरण घटक]],खतरनाक और हानिकारक प्रक्रिया थी। ईसीएफ लागत प्रभावी हो सकता है, किन्तु इसका परिणाम भी कम उत्पन्न भी हो सकता है। | ||
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एक विशिष्ट संश्लेषण के दौरान, यह प्रतिक्रिया अग्रदूत में प्रत्येक सी-एच बांड के लिए एक बार होती है। सेल की क्षमता 5–6 [[वोल्ट]] के पास बनी रहती है। [[एनोड]] [[निकल]] | एक विशिष्ट संश्लेषण के दौरान, यह प्रतिक्रिया अग्रदूत में प्रत्येक सी-एच बांड के लिए एक बार होती है। सेल की क्षमता 5–6 [[वोल्ट]] के पास बनी रहती है। [[एनोड]] [[निकल]]-प्लेटेड है | ||
सीमन्स ने 1930 के दशक में [[पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी]] (यू.एस.) में [[3M कॉर्पोरेशन]] के प्रायोजन के तहत इस प्रक्रिया की खोज की। परिणाम द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक प्रकाशित नहीं हुए थे क्योंकि [[यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड]] के निर्माण के लिए इसकी प्रासंगिकता के कारण कार्य को वर्गीकृत किया गया था। | सीमन्स ने 1930 के दशक में [[पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी]] (यू.एस.) में [[3M कॉर्पोरेशन]] के प्रायोजन के तहत इस प्रक्रिया की खोज की। परिणाम द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक प्रकाशित नहीं हुए थे क्योंकि [[यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड]] के निर्माण के लिए इसकी प्रासंगिकता के कारण कार्य को वर्गीकृत किया गया था। | ||
1949 में सिमंस और उनके सहकर्मियों ने जर्नल ऑफ़ द इलेक्ट्रोकेमिकल सोसाइटी में | 1949 में सिमंस और उनके सहकर्मियों ने जर्नल ऑफ़ द इलेक्ट्रोकेमिकल सोसाइटी में लंबा पेपर प्रकाशित किया।<ref>{{cite journal |author=J. H. Simons |title=फ्लोरोकार्बन के उत्पादन के लिए विद्युत रासायनिक प्रक्रिया|journal=[[Journal of the Electrochemical Society]] |year=1949 |volume=95 |pages=47–66 |doi=10.1149/1.2776735 |last2=Harland |first2=W. J.}}</ref> | ||
सिमन्स प्रक्रिया का उपयोग परफ्लुओरिनेटेड [[अमाइन]], [[ईथर]], [[कार्बोज़ाइलिक तेजाब]] और [[सल्फोनिक एसिड]] के उत्पादन के लिए किया जाता है। कार्बोक्जिलिक और सल्फोनिक एसिड के लिए, उत्पाद संबंधित [[एसाइल फ्लोराइड]] और [[सल्फोनील फ्लोराइड]] हैं। विधि को प्रयोगशाला-पैमाने पर तैयारियों के लिए अनुकूलित किया गया है। दो उल्लेखनीय विचार हैं (i) हाइड्रोजन फ्लोराइड ([[विलायक]] और फ्लोरीन स्रोत) से जुड़े खतरे और (ii) [[निर्जल]] स्थितियों के लिए आवश्यकता।<ref>{{cite journal |author=Lino Conte, GianPaolo Gambaretto |title=Electrochemical fluorination: state of the art and future tendences |journal=[[Journal of Fluorine Chemistry]] |year=2004 |volume=125 |issue=2 |pages=139–144 |doi=10.1016/j.jfluchem.2003.07.002}}</ref> | सिमन्स प्रक्रिया का उपयोग परफ्लुओरिनेटेड [[अमाइन]], [[ईथर]], [[कार्बोज़ाइलिक तेजाब]] और [[सल्फोनिक एसिड]] के उत्पादन के लिए किया जाता है। कार्बोक्जिलिक और सल्फोनिक एसिड के लिए, उत्पाद संबंधित [[एसाइल फ्लोराइड]] और [[सल्फोनील फ्लोराइड]] हैं। विधि को प्रयोगशाला-पैमाने पर तैयारियों के लिए अनुकूलित किया गया है। दो उल्लेखनीय विचार हैं (i) हाइड्रोजन फ्लोराइड ([[विलायक]] और फ्लोरीन स्रोत) से जुड़े खतरे और (ii) [[निर्जल]] स्थितियों के लिए आवश्यकता।<ref>{{cite journal |author=Lino Conte, GianPaolo Gambaretto |title=Electrochemical fluorination: state of the art and future tendences |journal=[[Journal of Fluorine Chemistry]] |year=2004 |volume=125 |issue=2 |pages=139–144 |doi=10.1016/j.jfluchem.2003.07.002}}</ref> | ||
== फिलिप्स पेट्रोलियम प्रक्रिया == | == फिलिप्स पेट्रोलियम प्रक्रिया == | ||
यह विधि सिमंस प्रक्रिया के समान है किन्तु सामान्यतः वाष्पशील हाइड्रोकार्बन और क्लोरोहाइड्रोकार्बन से तैयार करने के लिए प्रयुक्त होती है।<ref>{{cite book |author1=Alsmeyer, Y. W. |author2=Childs, W. V. |author3=Flynn, R. M. |author4=Moore, G. G. I. |author5=Smeltzer, J. C. |chapter=Organofluorine Chemistry: Principles and Commercial Applications |editor=R. E. Banks |editor2=B. E. Smart |editor3=J. C. Tatlow |year=1994 |publisher=Springer |location=Boston, MA |title=ऑर्गनोफ्लोरीन रसायन|pages=121–143 |doi=10.1007/978-1-4899-1202-2_5}}</ref> इस प्रक्रिया में, हाइड्रोजन फ्लोराइड में पिघला हुआ [[पोटेशियम फ्लोराइड]] में | यह विधि सिमंस प्रक्रिया के समान है किन्तु सामान्यतः वाष्पशील हाइड्रोकार्बन और क्लोरोहाइड्रोकार्बन से तैयार करने के लिए प्रयुक्त होती है।<ref>{{cite book |author1=Alsmeyer, Y. W. |author2=Childs, W. V. |author3=Flynn, R. M. |author4=Moore, G. G. I. |author5=Smeltzer, J. C. |chapter=Organofluorine Chemistry: Principles and Commercial Applications |editor=R. E. Banks |editor2=B. E. Smart |editor3=J. C. Tatlow |year=1994 |publisher=Springer |location=Boston, MA |title=ऑर्गनोफ्लोरीन रसायन|pages=121–143 |doi=10.1007/978-1-4899-1202-2_5}}</ref> इस प्रक्रिया में, हाइड्रोजन फ्लोराइड में पिघला हुआ [[पोटेशियम फ्लोराइड]] में छिद्रयुक्त [[ग्रेफाइट]] एनोड्स पर इलेक्ट्रोफ्लोरिनेशन किया जाता है। प्रजाति पोटेशियम बिफ्लोराइड | KHF<sub>2</sub> अपेक्षाकृत कम पिघलने वाला, एक अच्छा विद्युतअपघट्य और फ्लोरीन का प्रभावी स्रोत है। विधि को कभी-कभी कार्बन एनोड वाष्प चरण वैद्युतरासायनिक फ्लुओरीनीकरण के लिए "केव" कहा जाता है और 3M कॉर्पोरेशन के निर्माण स्थलों पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। कार्बनिक यौगिक को छिद्रयुक्त एनोड के माध्यम से खिलाया जाता है जिससे हाइड्रोजन के लिए फ्लोरीन का आदान-प्रदान होता है किन्तु क्लोरीन का नहीं होता है। | ||
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ईसीएफ कार्बनिक मीडिया में भी आयोजित किया गया है, उदाहरण के लिए विलायक के रूप में फ्लोराइड और एसीटोनिट्रिल के कार्बनिक लवण का उपयोग करना।<ref name=Drake/> | ईसीएफ कार्बनिक मीडिया में भी आयोजित किया गया है, उदाहरण के लिए विलायक के रूप में फ्लोराइड और एसीटोनिट्रिल के कार्बनिक लवण का उपयोग करना।<ref name=Drake/> विशिष्ट फ्लोराइड स्रोत ट्राइथाइलैमाइन है | (C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>N:3HF। कुछ स्थितियों में, एसीटोनिट्राइल को छोड़ दिया जाता है, और विलायक और विद्युतअपघट्य ट्राइथाइलमाइन-एचएफ मिश्रण होते हैं। इस विधि के प्रतिनिधि उत्पाद [[फ्लोरोबेंजीन]] (बेंजीन से) और 1,2-डिफ्लुओरो [[एल्केन]] (एल्केन से) हैं।<ref>{{cite journal | ||
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Latest revision as of 16:14, 27 April 2023
वैद्युतरासायनिक फ्लुओरीनीकरण (ईसीएफ), या इलेक्ट्रोफ्लोरिनेशन, फ्लोरोकार्बन -आधारित ऑर्गोफ्लोरीन यौगिकों की तैयारी के लिए मूलभूत ऑर्गोफ्लोरीन रसायन विज्ञान विधि है।[1] सामान्य दृष्टिकोण वैद्युतसंश्लेषण के अनुप्रयोग का प्रतिनिधित्व करता है। इसीएफ द्वारा उत्पादित फ्लोरिनेटेड रासायनिक यौगिक उनके विशिष्ट सोलेशन गुणों और कार्बन-फ्लोरीन बॉन्ड की सापेक्ष जड़ता के कारण उपयोगी होते हैं। दो ईसीएफ संश्लेषण मार्गों का व्यावसायीकरण किया जाता है और सामान्यतः प्रयुक्त किया जाता है: सिमन्स प्रक्रिया और फिलिप्स पेट्रोलियम प्रक्रिया। विभिन्न कार्बनिक मीडिया में इलेक्ट्रोफ्लोरिनेट करना भी संभव है।[2] इन विधियों के विकास से पहले, फ्लोरीन के साथ एक अधातु तत्त्व फ्लोरिनेशन,खतरनाक ऑक्सीकरण घटक,खतरनाक और हानिकारक प्रक्रिया थी। ईसीएफ लागत प्रभावी हो सकता है, किन्तु इसका परिणाम भी कम उत्पन्न भी हो सकता है।
सिमंस प्रक्रिया
जोसेफ एच. सिमंस के नाम पर सिमन्स प्रक्रिया में हाइड्रोजिन फ्लोराइड के घोल में कार्बनिक यौगिक के घोल का विद्युतपघटन होता है। व्यक्तिगत प्रतिक्रिया के रूप में वर्णित किया जा सकता है:
- R3C–H + HF → R3C–F + H2
एक विशिष्ट संश्लेषण के दौरान, यह प्रतिक्रिया अग्रदूत में प्रत्येक सी-एच बांड के लिए एक बार होती है। सेल की क्षमता 5–6 वोल्ट के पास बनी रहती है। एनोड निकल-प्लेटेड है
सीमन्स ने 1930 के दशक में पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी (यू.एस.) में 3M कॉर्पोरेशन के प्रायोजन के तहत इस प्रक्रिया की खोज की। परिणाम द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक प्रकाशित नहीं हुए थे क्योंकि यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के निर्माण के लिए इसकी प्रासंगिकता के कारण कार्य को वर्गीकृत किया गया था।
1949 में सिमंस और उनके सहकर्मियों ने जर्नल ऑफ़ द इलेक्ट्रोकेमिकल सोसाइटी में लंबा पेपर प्रकाशित किया।[3]
सिमन्स प्रक्रिया का उपयोग परफ्लुओरिनेटेड अमाइन, ईथर, कार्बोज़ाइलिक तेजाब और सल्फोनिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है। कार्बोक्जिलिक और सल्फोनिक एसिड के लिए, उत्पाद संबंधित एसाइल फ्लोराइड और सल्फोनील फ्लोराइड हैं। विधि को प्रयोगशाला-पैमाने पर तैयारियों के लिए अनुकूलित किया गया है। दो उल्लेखनीय विचार हैं (i) हाइड्रोजन फ्लोराइड (विलायक और फ्लोरीन स्रोत) से जुड़े खतरे और (ii) निर्जल स्थितियों के लिए आवश्यकता।[4]
फिलिप्स पेट्रोलियम प्रक्रिया
यह विधि सिमंस प्रक्रिया के समान है किन्तु सामान्यतः वाष्पशील हाइड्रोकार्बन और क्लोरोहाइड्रोकार्बन से तैयार करने के लिए प्रयुक्त होती है।[5] इस प्रक्रिया में, हाइड्रोजन फ्लोराइड में पिघला हुआ पोटेशियम फ्लोराइड में छिद्रयुक्त ग्रेफाइट एनोड्स पर इलेक्ट्रोफ्लोरिनेशन किया जाता है। प्रजाति पोटेशियम बिफ्लोराइड | KHF2 अपेक्षाकृत कम पिघलने वाला, एक अच्छा विद्युतअपघट्य और फ्लोरीन का प्रभावी स्रोत है। विधि को कभी-कभी कार्बन एनोड वाष्प चरण वैद्युतरासायनिक फ्लुओरीनीकरण के लिए "केव" कहा जाता है और 3M कॉर्पोरेशन के निर्माण स्थलों पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। कार्बनिक यौगिक को छिद्रयुक्त एनोड के माध्यम से खिलाया जाता है जिससे हाइड्रोजन के लिए फ्लोरीन का आदान-प्रदान होता है किन्तु क्लोरीन का नहीं होता है।
अन्य विधियां
ईसीएफ कार्बनिक मीडिया में भी आयोजित किया गया है, उदाहरण के लिए विलायक के रूप में फ्लोराइड और एसीटोनिट्रिल के कार्बनिक लवण का उपयोग करना।[2] विशिष्ट फ्लोराइड स्रोत ट्राइथाइलैमाइन है | (C2H5)3N:3HF। कुछ स्थितियों में, एसीटोनिट्राइल को छोड़ दिया जाता है, और विलायक और विद्युतअपघट्य ट्राइथाइलमाइन-एचएफ मिश्रण होते हैं। इस विधि के प्रतिनिधि उत्पाद फ्लोरोबेंजीन (बेंजीन से) और 1,2-डिफ्लुओरो एल्केन (एल्केन से) हैं।[6]
संदर्भ
- ↑ G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick "Fluorine Compounds, Organic" in "Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry" 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a11_349
- ↑ 2.0 2.1 Fred G. Drakesmith "Electrofluorination of Organic Compounds" Topics in Current Chemistry,Vol. 193, Springer, Berlin-Heidelberg, 1997.
- ↑ J. H. Simons; Harland, W. J. (1949). "फ्लोरोकार्बन के उत्पादन के लिए विद्युत रासायनिक प्रक्रिया". Journal of the Electrochemical Society. 95: 47–66. doi:10.1149/1.2776735.
- ↑ Lino Conte, GianPaolo Gambaretto (2004). "Electrochemical fluorination: state of the art and future tendences". Journal of Fluorine Chemistry. 125 (2): 139–144. doi:10.1016/j.jfluchem.2003.07.002.
- ↑ Alsmeyer, Y. W.; Childs, W. V.; Flynn, R. M.; Moore, G. G. I.; Smeltzer, J. C. (1994). "Organofluorine Chemistry: Principles and Commercial Applications". In R. E. Banks; B. E. Smart; J. C. Tatlow (eds.). ऑर्गनोफ्लोरीन रसायन. Boston, MA: Springer. pp. 121–143. doi:10.1007/978-1-4899-1202-2_5.
- ↑ Doobary, S.; Sedikides, A.T.; Caldora, H.P.; Poole, D.L.; Lennox, A.J.J. (2019-11-07). "Electrochemical Vicinal Difluorination of Alkenes: Scalable and Amenable to Electron‐Rich Substrates". Angewandte Chemie International Edition. 59 (3): 1155–1160. doi:10.1002/anie.201912119. PMC 6973232.
