glioksilna kiselinaje organski spoj s molekulskom formulom c2h2o3, koji se sastoji od aldehidne skupine (-cho) i karboksilne skupine (-cooh). Njegova strukturna formula je hoccooh, CAS 298-12-4, a njegova molekularna težina je 74,04. Svijetlo žuta prozirna tekućina. Topljiv u vodi, slabo topiv u etanolu, eteru, benzenu itd. To je otrovna tvar s iritirajućim i korozivnim djelovanjem. Oralni LD50 štakora je 70 mg/kg. Operateri trebaju paziti na nošenje sredstava za zaštitu na radu i oprati se s puno vode kada dodiruju kožu. Može se koristiti za sintezu vanilina, etil vanilina, jasmonaldehida (kapsaicina), p-metoksibenzaldehida (anisaldehida), itd. Ovi začini imaju široku primjenu u hrani, dnevnim potrepštinama, kozmetici i drugim poljima. Također se može koristiti u proizvodnji sredstva za pročišćavanje vode hidroksi fosfor karboksilne kiseline, kao sredstvo za umrežavanje polimera, aditiv za galvanizaciju i visokoučinkovito elementno gnojivo (etilendiamin di-o-hidroksifenil veliki natrij željezo acetat eddha FENa), itd. Ove primjene uključuju zaštita okoliša, znanost o materijalima i druga područja.
(Veza proizvoda: https://www.bloomtechz.com/sinthetic-chemical/organic-intermediates/glyoxylic-acid-solution-cas-298-12-4.html)
Metoda 1: metoda dikloroctene kiseline
1. Priprema dikloroctene kiseline: metanol i klor se uvode u reaktor i kloriraju pod djelovanjem katalizatora da se dobije dikloroctena kiselina. Kemijska jednadžba ovog koraka je: CH3OH+Cl2 → h2c2o2+HCl.
2. Kondenzacija dikloroctene kiseline i natrijevog metoksida: dikloroctena kiselina i natrijev metoksid se miješaju i kondenziraju pod odgovarajućom temperaturom i pritiskom kako bi se proizveo natrijev dimetoksiacetat. Kemijska jednadžba za ovaj korak je: h2c2o2+CH3ONa → h2c2o2 · ch3o2na.
3. Hidroliza natrijevog dimetoksiacetata: natrijev dimetoksiacetat se miješa s klorovodičnom kiselinom i hidrolizira na određenoj temperaturi i tlaku kako bi se proizvela glioksilna kiselina i metanol. Kemijska jednadžba ovog koraka je: h2c2o2 · ch3o2na+HCl → h2c2o2 · HCl+CH3OH.
4. Odvajanje i pročišćavanje: glioksilna kiselina i metanol se odvajaju i dalje pročišćavaju kako bi se dobila glioksilna kiselina visoke čistoće. Ovaj korak obično uključuje destilaciju, kristalizaciju i druge metode.
Kroz gore navedene korake, glioksilna kiselina se može sintetizirati metodom dikloroctene kiseline. Valja napomenuti da cijeli proces treba provoditi pod određenim uvjetima temperature i tlaka, a uvjete kemijske reakcije treba precizno kontrolirati kako bi se osigurala kvaliteta i prinos proizvoda. Osim toga, također je potrebno obratiti pozornost na sigurnosna pitanja, posebno kada se provode kloriranje, kondenzacija, hidroliza i druge reakcije, potrebno je poduzeti odgovarajuće sigurnosne mjere kako bi se spriječile eksplozije, korozija i druge sigurnosne nezgode.
Sinteza glioksilne kiseline dikloroctenom kiselinom važna je organska kemijska proizvodna metoda koja ima široku primjenu i vrijednost. Kako bi se osigurao njegov održivi razvoj i učinkovitost, potrebno je ojačati tehnološka istraživanja i inovacije te poduzeti odgovarajuće mjere zaštite okoliša i tehnologije za uštedu energije kako bi se smanjili troškovi proizvodnje i onečišćenje okoliša.
U praksi se sintetski proces može optimizirati i prilagoditi prema potrebi. Na primjer, u reakciji kondenzacije dikloroctene kiseline s natrijevim metoksidom, može se dodati odgovarajuća količina katalizatora da se poboljša brzina reakcije i selektivnost; U reakciji hidrolize, čistoća i prinos hidrolizata mogu se poboljšati kontroliranjem reakcijske temperature i koncentracije. Osim toga, oporaba i ponovna uporaba nusproizvoda također se mogu istraživati i razvijati kako bi se ostvarilo učinkovito korištenje resursa i smanjili troškovi proizvodnje.
Metoda 2: redukcijska metoda ozoniranja anhidridom maleinske kiseline
Detaljni koraci su sljedeći:
1. Priprema maleinskog anhidrida: prvo, maleinska kiselina i anhidrid trebaju reagirati kako bi se proizveo maleinski anhidrid. Kemijska jednadžba ovog koraka je: c4h2o4+C2H2O2 → 2ch2o2. U praksi se maleinska kiselina obično otopi u odgovarajućoj količini otapala, zatim se polagano dodaje anhidrid, a temperatura se kontrolira kako bi se spriječila pojava nuspojava.
2. Reakcija ozoniranja: zatim, stvoreni anhidrid maleinske kiseline reagira s otopinom vodikovog peroksida kako bi se stvorio međuprodukt ozoniranja. Kemijska jednadžba ovog koraka je: ch2o2+H2O2 → ch2o2 · H2O. Reakcija ozoniranja zahtijeva određene uvjete temperature i tlaka, a obično se provodi u posebnom reaktoru. U procesu reakcije koncentracija i brzina dodavanja vodikovog peroksida moraju biti strogo kontrolirani kako bi se osigurala sigurnost reakcije.
3. Reakcija redukcije: tada mirisni oksid reagira s redukcijskim sredstvom i stvara glioksilnu kiselinu. Kemijska jednadžba ovog koraka je: ch2o2 · H2O+NAH → CH3COOH+NaOH. Hidrid se obično koristi kao redukcijsko sredstvo u reakciji redukcije, poput natrija, kalija itd. Tijekom procesa reakcije potrebno je kontrolirati temperaturu i tlak kako bi se osigurala potpuna reakcija redukcije. Istodobno, također je potrebno obratiti pozornost na sigurnosna pitanja, kao što je sprječavanje istjecanja vodika.
4. Odvajanje proizvoda i pročišćavanje: konačno, stvorena glioksilna kiselina se odvaja od reakcijske otopine i pročišćava. Ovaj korak obično uključuje destilaciju, kristalizaciju i druge metode. Glioksilna kiselina i druge hlapljive nečistoće mogu se odvojiti destilacijom, dok se glioksilna kiselina može odvojiti iz otopine kristalizacijom radi daljnjeg pročišćavanja. U procesu odvajanja i pročišćavanja proizvoda pozornost treba posvetiti kontroli temperature i stabilnosti rada kako bi se izbjegao gubitak i kvarenje proizvoda.
Metoda redukcije ozoniranjem anhidridom maleinske kiseline često je korištena metoda za sintezu glioksilne kiseline s visokim prinosom i čistoćom. Međutim, ova metoda treba potrošiti veliki broj sirovina kao što su anhidrid maleinske kiseline i vodikov peroksid, te će proizvesti određenu količinu otpadne vode i otpadnog plina. Stoga je potrebno poduzeti odgovarajuće mjere zaštite okoliša i tehnologije za uštedu energije kako bi se smanjili troškovi proizvodnje i onečišćenje okoliša.
Metoda 3: kemijska oksidacija
Osnovni koraci su sljedeći:
1. Priprema sirovina: prvo pripremite potrebne sirovine, kao što su mravlja kiselina, acetat ili etilen glikol. Ove sirovine su osnova za sintezu glioksilne kiseline.
2. Reakcija oksidacije: sirovina reagira s oksidansom kako bi se stvorila glioksilna kiselina. Uobičajeni oksidansi uključuju dušičnu kiselinu, kalijev permanganat, vodikov peroksid itd. Kemijska jednadžba za ovaj korak ovisi o korištenim sirovinama i oksidansima. Na primjer, korištenjem mravlje kiseline kao sirovine i dušične kiseline kao oksidansa, jednadžba reakcije je: HCOOH+2hno3 → hcoono2+2H2O. Ako se acetat koristi kao sirovina, a kalijev permanganat kao oksidans, jednadžba reakcije je: CH3COO (-)+MnO4 (-)+H (+) → CH3COOH+Mn (IV). Ako se etilen glikol koristi kao sirovina, a vodikov peroksid kao oksidans, jednadžba reakcije je hoch2ch2oh+H2O2 → ohccho+2H2O.
3. Odvajanje proizvoda i pročišćavanje: nakon što je reakcija završena, stvorenu glioksilnu kiselinu potrebno je odvojiti od reakcijske otopine i pročistiti. Ovaj korak obično uključuje ekstrakciju, destilaciju, kristalizaciju i druge metode. Ovim se metodama glioksilna kiselina može odvojiti od drugih nečistoća kako bi se dobili proizvodi visoke čistoće.
4. Naknadna obrada: konačno, glioksilna kiselina nakon odvajanja i pročišćavanja se naknadno tretira, kao što je sušenje, pakiranje itd. Ovim se korakom osigurava kvaliteta i sigurnost proizvoda.
Kemijska oksidacija je uobičajena metoda za sintezu glioksilne kiseline s visokim prinosom i čistoćom. Međutim, ova metoda zahtijeva utrošak velikog broja oksidansa i sirovina, te će proizvesti određenu količinu otpadne vode i otpadnog plina. Stoga je potrebno poduzeti odgovarajuće mjere zaštite okoliša i tehnologije za uštedu energije kako bi se smanjili troškovi proizvodnje i onečišćenje okoliša.
U praktičnim primjenama izbor odgovarajućih metoda sinteze treba sveobuhvatno razmotriti prema stvarnim potrebama i uvjetima. Različite metode sinteze imaju različite prednosti i nedostatke, kao što su troškovi, učinkovitost, zaštita okoliša i tako dalje. Stoga je pri odabiru metoda sinteze potrebno sveobuhvatno razmotriti niz čimbenika kako bi se odredila najprikladnija metoda. Osim toga, također je potrebno ojačati tehnološka istraživanja i inovacije za promicanje održivog razvoja organske kemijske industrije i društveno-ekonomskog napretka.