Реферат по предмету "Биология и химия"


Эффекты структуры субстрата при гидролизе сульфохлоридов анилидов сульфокислот

– химических агентов дефеноляции вводно-органических средах
Н.А. Языков, Л.И. Рублева, В.Ю. Левандовский
Донецкий национальный технический университет
Приобесфеноливании сточных вод коксохимических производств с применениемхимических методов в качестве основных реагентов используются сульфохлориды[1]. В этих условиях реализуются два процесса: основной – фенолиз (1) ипобочный – гидролиз (2) субстратов в водно-органическом растворителе:
ArSO2Cl+ РhOH → ArSO2OPh +HCl (1)
ArSO2Cl+ H2O → ArSO2OH + HCl (2)
Безусловно,от степени вероятности протекания процесса (2) зависит глубина и эффективностьобесфеноливания, сама возможность применения этого метода. Усложняющим факторомявляется повышение растворимости субстрата при увеличении доли органическойсоставляющей стоков, что обеспечивает возрастание скорости обеих реакций не водинаковой степени.
Сцелью определения скорости и механизма гидролиза (2) реагентов обесфеноливанияисследована реакционность N-аренсульфонил-N-метиламинобензолсульфохлоридовобщей формулы 5-[N(ХArSO2)-NMe]–YArSO2Cl, где Х= 4-Ме, Н, 4-Сl, 4-F, 3-NO2, 4-NO2;Y = 2, 4-Ме2, 2, 6-Ме2, 2, 4, 6-Ме3, в среде 70% водного диоксана (в.д.) иинтервале температур 303-323К (табл. 1-3 ). Выбор условий экспериментаопределялся возможностями проведения аналогии с составом и температурнымихарактеристиками сточных вод коксохимических производств.
Таблица1. — Эффективные константы скорости kaэфф
104(с-1) и параметры активации ПС для гидролиза 5-[N(ХArSO2)-NMe]–2, 4-Me2С6Н2SO2Cl в 70% в.д. (серия I) Х
kaэфф
104(с-1)
— Δ H≠,
кДж/моль
— Δ S≠,
кДж/моль
— Δ G313≠,
кДж/моль 303 313 323 H 0, 603 1, 16 2, 17 49, 5 ± 3, 1 186 ± 9 108 ± 6 4-Me 0, 557 1, 02 2, 05 50, 4±2, 3 184±1 108±3 4-Cl 0, 648 1, 26 2, 56 53, 3±2, 1 173±7 107±4 3-NO2 1, 02 2, 07 4, 25 55, 4±1, 5 162±5 106±3 4-NO2 1, 02 2, 11 4, 21 55, 1±1, 0 163±7 106±6
а.Примечание. Погрешность в определении kэфф не превышает 3%
Таблица2. — Эффективные константы скорости kaэфф
104(с-1) и параметры активации ПС для гидролиза 5-[N(ХArSO2)-NMe]–2, 6-Me2С6Н2SO2Cl в 70% в.д. (серия II) Х
kaэфф
104(с-1)
— Δ H≠,
кДж/моль
— Δ S≠,
кДж/моль
— Δ G313≠,
кДж/моль 303 313 323 H 0, 69 1, 49 3, 79 66, 8±2, 3 128±1 107±3 4-Me 0, 69 1, 54 3, 41 62, 2±0, 2 143±1 107±1 4-Cl 0, 79 1, 80 3, 59 59, 0±0, 5 152±1 107±1 4-F 0, 79 1, 71 3, 82 65, 1±1, 3 133±4 107±3 3-NO2 0, 76 1, 63 4, 01 61, 4±2, 3 144±5 106±4
 Всериях I и II варьирование электронных свойств заместителя Х незначительносказывается на скорости реакции, наблюдается лишь тенденция к ее возрастаниюпри увеличении электроноакцепторного характера замещающей группы (табл.1-2).Значительно больший выигрыш в скорости реакции гидролиза вызывает изменениеположения и, особенно, количества алкильных групп Y в сульфохлоридной частисубстрата. Так при переходе от Y=2, 4-Me2 (серия I) к Y=2, 6-Me2 (серия II)отношение kII/kI составляет 1, 1 ÷ 1, 7.
Попыткаоценить взаимосвязь структура X – реакционная способность субстрата поизвестному уравнению Гаммета приводит либо к незначимым результатам (серия I, [2]),либо к фактическому отсутствию линейной зависимости (серии II, III). Низкоезначение величины ρ=0, 1 ÷ 0, 2 может быть отнесено к удаленности Х,находящегося в аренсульфонильном фрагменте молекулы, от центра нуклеофильнойатаки – атома сульфонильной серы.
Врезультате вклады энтальпии и энтропии активации ПС в свободную энергию взаимноуравновешивают друг друга, и значение Δ G≠ практически не изменяетсяпри переходе от серии I к серии II.
Изанализа термодинамических параметров ПС следует, что энтальпия активации невносит доминирующий вклад в свободную энергию активации. Действительно, структуразаместителя X мало сказывается на скорости реакции, Y — повышает активационныйбарьер на фоне возрастания реакционности при накоплении алкильных групп всульфохлоридной части. Это достигается за счёт увеличения вклада Δ S≠,который для этой реакции является весьма существенным и свидетельствует о болеесложной конфигурации активированного комплекса для субстратов I. ИзменениеΔ S≠ для серий I, II (табл. 1, 2) компенсирует проявлениеэнтальпийного фактора и является возможной причиной ускорения реакции.
Данныерасчёта изокинетической температуры (Тизо) для серий I, II (табл.3) показывают,что рабочая область температур находится выше (I) или в изокинетической зоне(II).
Таблица3. – Теоретическое значение Тизо для серий I-III, полученное по методу Экснера[5] для гидролиза 5-[N(XArSO2)-NMe]-YArSO2Cl в 70% в.д. Y Tизотеор Tизоэксп 2, 4 – Me2 (серия I) 292 291 [4] 2, 6 – Me2 (серия II) 318 320 2, 4, 6 – Me3 (серия II) 296 -
Пригидролизе сульфохлоридов анилидов сульфокислот наблюдается довольно редкоеявление – изокинетическая температура находится в реально достижимой области.Низкое значение Тизо указывает на то, что ПС определяется в основномстерическими факторами, а не электронной природой заместителей X и Y.
Такимобразом, для гидролиза сульфохлоридов анилидов сульфокислот с экранированнымисульфониламидными заместителями в интервале температур 20 ÷ 50°Схарактерно наличие энтропийного контроля со сложной конфигурациейактивированного комплекса, очевидно, более сильно сольватированного по сравнениюс исходными веществами. Скорость процесса незначительна в сравнении сконкурирующей реакцией сульфонилирования фенола и не может перекрыть основнойпоток – эфирообразование. Это позволяет рекомендовать соединения данного рядадля использования в качестве агентов обесфеноливания сточных вод.
Список литературы
1.Скрыпник Ю.Г., Безродный В.П., Лящук С.Н. и др .//Материалы международногоконгресса «Вода: экология и технология». Том 3. – М., 1994. – С. 904-912
2.Мысык Д.Д., Рублева Л.И., Крутько И.Н., Левандовский В.Ю. // Вопросы химии ихимической технологии.- 2004. — №4. — С.39-42.
3.Визгерт Р.В., Максименко Н.Н., Рублева Л.И. // Укр. хим. журнал.- 1993. – т.59,№11.- С. 1219 – 1230
4.Рублева Л.И., Слинкин С.М., Крутько И.Н., Попова Л.А. // Вопросы химии и хим.технологии. – 2003. — №2. – С. 30 – 34
5.Рублева Л.И., Максименко Н.Н. // Журнал органической химии. – 2000. – т.36, вып.9.-С. 1338 – 1340
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта masters.donntu.edu.ua/


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Аллергическая реакция иммунные реакции (подразделяются на четыре типа) при различных заболеваниях
Реферат Финансовый рынок. Денежный рынок
Реферат Роль развивающей среды в воспитании в ДОУ детей 2-3-х летнего возраста
Реферат Финансовая политика организаций
Реферат How Clear Is The Distinction Between Voluntary
Реферат Управление конфликтами, стрессами и изменениями. Адаптация стилей руководства к деловым ситуациям
Реферат Расчет коэффициента корреляции между притоком прямых иностранных инвестиций и темпами экономического роста на примере Великобритании и Венгрии
Реферат Система государственной службы в современной России и ее виды Должности государственной гражданской
Реферат 357400 г. Железноводск, ул. Ленина 71, оф
Реферат Был ли неизбежен Октябрь 1917 года
Реферат Разработка рекомендаций по улучшению финансового состояния коммерческой организации на примере
Реферат Правители России с древних времен
Реферат Рентабельность и факторы, формирующие её
Реферат Понятие и сущность предмета административное право
Реферат Расчет напряженно-деформированного состояния конечно-элементной модели металлоконструкции пролетной