프탈산 무수물 형성 메커니즘
phthalic 무수물은 ortho-xylene의 촉매 산화를 통해 산업적으로 생산됩니다. vanadium Pentoxide (v2o5) 사용 촉매로서. 메커니즘의 고장은 다음과 같습니다.
1 단계 :프탈산으로의 오르토-자일 렌의 산화
* Ortho-Xylene (C8H10)은 고온 (약 350-400 ° C) 및 압력 (약 1-2 ATM)에서 V2O5의 존재하에 산소 (O2)와 반응합니다.
* 촉매 V2O5는 산소 분자를 활성화시키고 산화 공정을 촉진하는 데 도움이됩니다.
* 오르토-바일 렌 분자상의 2 개의 메틸기 (-ch3)는 프탈산 (C8H6O4)을 형성하는 카르 복실 산기 (-COOH)에 산화된다.
2 단계 :프탈산의 탈수
* 1 단계에서 형성된 프탈산은 더 가열함으로써 탈수된다 (약 200-300 ℃).
*이 과정은 프탈산에서 물 분자 (H2O)를 제거하여 프탈산 무수물 (C8H4O3)의 형성으로 이어진다.
전반적인 반응 :
C8H10 + 3O2 → C8H4O3 + 2H2O
참고 :
* 반응은 발열이 매우 높으며 상당한 양의 열을 생성합니다.
* 촉매의 존재는 반응이 합리적인 속도로 발생하는 데 중요합니다.
* 반응은 일반적으로 고정 된 촉매 층으로 연속적인 과정에서 수행됩니다.
* Phthalic 무수물은 증류에 의해 정제된다.
대체 방법 :
오르토-Xylene의 촉매 산화는 가장 일반적인 산업 방법이지만, 프탈산 무수물을 생성하기위한 다른 방법이 존재한다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
* 나프탈렌의 산화 :이 방법은 바나듐 촉매의 존재하에 공기를 사용하여 나프탈렌의 산화를 포함한다.
* Diels-Alder 반응 :이 방법은 maleic 무수물의 사이클로 펜타 디엔과 반응을 포함합니다.
그러나, 오르토-Xylene의 산화는 일반적으로 높은 수율 및 상대적으로 저렴한 원료 비용으로 인해 바람직하다.
