رشته حقوق

آلودگی محیط زیست

دانلود پایان نامه

12. مواد مورد نیاز در یک فرآیند شیمیایی و روش ساخت این مواد، باید به گونه ای انتخاب شود، که میزان پدیده های تصادفی مانند تولید گاز، انفجار و آتش سوزی به حداقل برسد.
آب، حلال سبز
اکتشافاتی که در آزمایشگاه برسلو 3 و گریکو4 در سال در مورد اثر مثبت آب روی سرعت و انتخابپذیری واکنش دیلز-آلدر اتفاق افتاد، بعنوان یک رویداد بزرگ در سنتز مواد آلی درمحیط آبکی شناخته شد. از آن زمان به بعد پیشرفت قابل توجهی در زمینه سنتز آلی در آب صورت گرفت و بطور مداوم به لیست واکنش های آلی که قابل انجام در حلال آب بودند، اضافه گردید. علاوه بر واکنش دیلز-آلدر نوآرایی کلایزن،5 واکنش آلدول،6 واکنش های آلیلی شدن،7 اکسیداسیون ها8 و هیدروژن دار شدن آلکن ها از آن جمله اند.9 این واکنش ها برای صنعت شیمی سودمند هستند.
طی یک دهه گذشته، تصور سنتز فضاگزین و کارآمد در آب قوت گرفت و سرعت، راندمان و انتخاب پذیری مشاهده شده برای بسیاری از واکنش هایی که در آب انجام می شدند، با واکنش های انجام شده در سایر حلال های آلی قابل رقابت بودند و حتی از آنها پیشی گرفتند.
آب بعنوان حلال
تا همین اواخر استفاده از آب بعنوان حلال برای واکنش های آلی، محدود به واکنش های ساده هیدرولیز بود، براین اساس، معرف ها و کاتالیزورها در سنتز آلی، برای واکنش های بدون آب توسعه یافتند. چرا ما باید اکنون به فکر کشف مجدد واکنش هایی در آب باشیم که تا پیش از این در حلال های آلی مثل تولوئن، تتراهیدروفوران و دی کلرومتان به خوبی انجام می شدند؟
چه مزایای بالقوه زیادی در جایگزینی این حلال ها و سایر حلال های غیر طبیعی با آب وجود دارد؟
واضح ترین دلایل این جایگزینی به شرح زیر است :
1. از لحاظ هزینه، هیچ هزینه ای برای آب وجود ندارد.
2. از لحاظ ایمنی، بسیاری از حلال های آلی مورد استفاده در آزمایشگاه ها بر عکس آب خطراتی مثل اشتعال، انفجار، ایجاد بیماری های سرطانی و… را دارند.
3. صنایع شمیایی از عاملین اصلی آلودگی محیط زیست هستند. با افزایش فشارهای نظارتی متمرکز شده روی حلال های آلی، توسعه جایگزینی حلال های بیضرر از اهمیت زیادی برخوردار گشت.
به هر حال، فواید ذکر شده در بالا در هزینه های سنتز اثری ندارد. حتی یک کاهش کوچک در راندمان، عملکرد کاتالیزور، یا انتخابگری واکنش میتواند منجربه افزایش قابل توجهی در هزینه و تولید زباله شود. خوشبختانه، از این نظر هم مزایای زیادی برای استفاده از آب بعنوان حلال در سنتز ترکیبات آلی وجود دارد که میتوان به صورت زیر خلاصه کرد:
اول؛ فرآیند های تجربی ممکن است ساده شده و جداسازی ترکیبات آلی و بازیافت کاتالیست های محلول در آب و سایر معرف ها می تواند با یک فرایند جداسازی فاز ساده انجام شود.
دوم؛ استراتژی های حفاظت گروه برای گروه های عاملی حاوی هیدروژن اسیدی ممکن است کاهش یابد.
سوم؛ ترکیبات محلول در آب میتوانند در فرم ذاتی خود و بدون نیاز به تبدیل به مشتق آبگریز استفاده شوند، بعلاوه مراحل خسته کننده محافظت و محافظت زدایی از مسیر سنتزی حذف می شود.
چهارم؛ انحلال فقط در آب، اثرات مفیدی را روی سرعت و انتخاب پذیری بسیاری از انواع واکنش ها نشان داده است.
واکنشهای چندجزئی
شیمیدان ها روش های متعددی را جهت تسهیل در سنتز ترکیبات پیچیده طبیعی ابداع کرده اند. یکی از روش ها شامل فرایند پیوستن پیوند های ساده سازگار با یکدیگر و تشکیل پیوندهای متعدد میان مواد مختلف می باشد، مفهومی که از آن با نام واکنش های چندجزئی(MCRs) یاد می شود. صرف نظر از طبیعت مکانیسمی آنها، در واکنش های تکظرفی چندجزئی، سه ماده و یا بیشتر بطور همزمان وارد واکنش میگردند (این واکنش ها بصورت واکنش های پشت سرهم، دومینویی و یا آبشاری نیز نامیده می شوند).
جالب است که شیوه های مختلف واکنش های چندجزئی دهه ها مورد بهره برداری قرار گرفتند. واکنش های چندجزئی به لحاظ صرف زمان، هزینه، انرژی و مواد خام کمتر که دستاوردهایی را در زمینه اقتصادی و زیست محیطی به دنبال دارد، مزایای مهمی را بعنوان روش های سنتز مرحلهای ارائه مینمایند. درعین حال، گوناگونی حاصل از این واکنش ها منجر به تهیه دسته مختلفی از مواد تنها با ایجاد اختلاف در مواد مورد استفاده میگردد. بدلیل واکنشپذیری منحصر به فرد گروه عاملی ایزوسیانید، واکنش های چندجزئی بر پایه ایزوسیانید، متنوع ترین واکنش ها از لحاظ تعداد و گوناگونی ترکیبات حاصله می باشند.
واکنشهای تک ظرفی
با وجود آنکه در 50 سال گذشته شاهد پیشرفت های چشمگیری در زمینه کشف واکنشگرهای جدید، واکنش های جدید و روش های سنتزی جدید بوده ایم،10 ابزارهای سنتزی شیمی آلی برای تهیه موادی هر چند کم اهمیت و در اشل کاربردی ناکافی به نظر می رسد.
یک روش مهم در نیل به این مقصود ترکیب دو یا چند واکنش مجزا و ایجاد یک واکنش تک ظرفی میباشد. این روش که شامل مراحل مجزایی است، به دو گروه عمده که مستقل از مکانیسم واکنش می باشد، تقسیم می گردد: واکنش های دومینویی و واکنش های متوالی.
در دومینو، (معمولابه دلیل پشت سرهم بودن یا آبشاری بودن به این نام گفته می شود) واکنشگرها و کاتالیزورها با یکدیگر مخلوط می شوند و شرایط واکنش بصورتی تنظیم می شود که توالی آن بطور مناسبی انجام گیرد و هر مرحله تشکیل پیوند به عملکرد واکنش پیش از خود بستگی دارد. در واکنش های متوالی، مرحله اول تاثیری بر مرحله دوم واکنش ندارد و واکنشگرهای خارجی و یا تغییر در شرایط واکنش صرفا جهت دستیابی به سرعت دلخواه واکنش می باشد. هردوی این فرآیند ها باعث تشکیل مولکول های پیچیده از مواد اولیه ساده بشکل موثر و کارآمد و در کمترین تعداد مراحل ممکن میگردد و بطور مطلوب برای ایجاد دسته ای از مشتقات مولکول های کوچک عرضه می شود. فرآیند های تکظرفی شامل مراحل متوالی، به واکنش تک جزئی تقسیم می شوند که در آن یک مولکول آغازگر متحمل فعل و انفعالات درون مولکولی و فرآیند های چندجزئی میگردد. کارآمدی واکنش نیز با بکارگیری واکنش های کلاسیک چندجزئی و در عین حال کشف واکنش های جدید، مورد توجه قرار می گیرد. در این زمینه سنتزهای متوالی چندجزئی تک ظرفی که در آنها تعدادی مراحل سنتزی شامل دو یا چند واکنشگر در یک بالن و بدون جداسازی حد واسط ها انجام می گیرد، درجه بالایی از کارآمدی وزن در واکنش را نشان می دهد و بالاخص روش مناسبی در شیمی ترکیبی و روش های سنتزی مشتقات مختلف یک ترکیب می باشد. بسیاری از ملکول های آلی سنتزی کوچک با خواص دارویی دارای حلقه های هتروسیکلی هستند. بااین وجود، گستره دستیابی آسان به ساختارهای هتروسیکلی با گروه های عاملی مناسب بطور حیرت آوری محدود شده است و تهیه حتی دسته ی کوچکی از ترکیبات هتروسیکلی مربوطه بسیار ناچیز است. بنابراین شیمی هتروسیکل همواره توجه شیمیدانان دارویی و سنتزی را به خود جلب نموده است وگسترش روش های جدید که باعث دستیابی بهتر به هتروسیکل ها میباشد، همچنان مفید ومورد توجه است. در گذشته روشهایی بر پایه واکنش های چندجزئی تاثیر خود را در تهیه انواع مختلف هتروسیکل ها به اثبات رساندهاند. یک روش سنتزی چند جزئی تک ظرفی مانند سنتز های ترکیبی و موازی می تواند در فرآیندها با توان عملیاتی بالا که تابع روش های خودکار می باشد، بسیار ارزشمند باشد.
ایندول :
ایندول ها وآلکیل ایندول ها مواد جامد کریستالی بیرنگ با بو های متفاوت می باشند. کلمه ایندول از واژه هندی گرفته شده است. اولین بار ایندول در سال 1966با تقطیر در حضور پودر روی از اکسی ایندول سنتز شد. بسیاری از ایندول های ساده کاربرد صنعتی دارند و در آزمایشگاه سنتز می شوند. اکثر ایندول ها در هوا کاملا پایدار می باشند بجز آنهایی که حاوی یک گروه آلکیل در موقعیت 2 می باشند. رنگ آبی وارداتی از هند به عنوان ایندیگو شناخته شده است

مطلب مشابه :  تلویزیون های ماهواره ای

برای دانلود متن کامل فایل این  پایان نامه می توانید  اینجا کلیک کنید