Аннотация 2
Перечень сокращений и обозначений 7
Введение 8
1 Литературный обзор 9
1.1 Нуклеофильное присоединение 9
1.1.1 2,3-присоединение 9
1.1.2 4,5-присоединение 15
1.2 Ениноновые кетоны 18
1.2.1 Строение и свойства ениноновых кетонов 18
1.2.2 Получение винилацетиленовых кетонов 19
1.2.3 Химические свойства винилацетиленовых кетонов 20
1.3 Морфолин 24
1.3.1 Синтез морфолинов при взаимодействии вициальных аминоспиртов и их N- и O- замещенных аналогов 26
1.3.2 Однореакторный синтез морфолинов из эпоксидов и азиридинов 29
1.3.3 Другие методы синтеза морфолинов 30
1.4 Методы исследования кинетики реакций 33
1.4.1 Спектрофотометрический метод 33
1.4.2 Жидкостная хроматография 36
2 Практическая часть 40
2.1 Объекты исследования 40
2.2 Реагенты и оборудование 42
2.3 Методика выполнения синтеза 42
3 Результаты исследования и их обсуждения 44
3.1 Результаты исследования реакции синтеза 3-морфолинил-1,5-дифенилпент-4-ин-1-он 44
3.2 Результаты исследования реакции синтеза 3-морфолинил-5-(4-хлорфенил)-1 -фенилпент-4-ин-1 -он 45
3.3 Результаты исследования синтеза реакции 3-морфолинил-5-(4-метилфенил)-1 -фенилпент-4-ин-1 -она 47
3.4 Результаты исследования реакции синтеза 3-морфолинил-5-(4-фторфенил)-1 -фенилпент-4-ин-1 -она 48
3.5 Результаты исследования реакции синтеза 3-морфолинил-5-фени-1-(4-фторфенил)пент-4-ин-1-она 50
3.6 Результаты исследования реакции синтеза 3-морфолинил-5-(4-метоксифенил)-1-фенилпент-4-ин-1-она 51
3.7 Результаты исследования реакции синтеза 3-морфолинил-5-фени-1-(4,3-диметоксифенил)пент-4-ин-1-она 53
3.8 Обобщенные результаты кинетического исследования 54
3.9 Технологическая схема производства 56
3.9.1 Технологическая схема производства морфолина 56
3.9.2 Технологическая схема производства реакции 2,3 и 4,5-присоединения 59
3.10 Материальный баланс получения винилацетиленового кетона 62
3.11 Расчет теплового баланса 66
3.12 Расчет реактора 70
Заключение 79
Список используемой литературы 80
Приложение А Результаты синтеза 3-морфолинил-1,5-дифенилпент-4-ин-1- она 84
Приложение Б Результаты синтеза 3-морфолинил-5-(4-хлорфенил)-1-фенилпент-4-ин-1-она 88
Приложение В Результаты синтеза 3-морфолинил-5-(4-метилфенил)-1-фенилпент-4-ин-1-она 92
Приложение Г Результаты синтеза 3-морфолинил-5-(4-метилфенил)-1-фенилпент-4-ин-1-она 96
Приложение Д Результаты синтеза 3-морфолинил-5-фени-1-(4-фторфенил)пент-4-ин-1-она 100
Приложение Е Результаты синтеза 3-морфолинил-5-(4-метоксифенил)-1- фенилпент-4-ин-1-она 104
Приложение Ж Результаты синтеза 3-морфолинил-5-(4-метоксифенил)-1- фенилпент-4-ин-1-она 109
Приложение И Технологическая схема реакции 2,3- присоединения 113
Приложение К Технологическая схема реакции 4,5- присоединения 114
Приложение Л Реактор синтеза присоединения морфолина к винилацетиленовому кетону 115
Соединения класса енинонов активно изучаются в настоящее время, как с теоретической точки зрения в плане особенностей электронного и пространственного строения, так и с практической, в связи с широким спектром их возможного применения.
В первую очередь, исследователей привлекает их доступность и высокая реакционная способность, позволяющая получать набор разнообразных производных с различными функциональными группами и структурными фрагментами.
Производные винилацетиленовых кетонов являются строительными блоками при синтезе ряда соединений, в том числе природных аналогов, соединений с противоопухолевыми свойствами и материалов для нелинейной оптики.
В связи с этим актуальным является вопрос возможного промышленного синтеза ряда производных енинонов в килограммовых количествах, а значит раз работка технологических схем производств данных соединений.
Цель работы - разработка технологических схем получения продуктов 2,3- и 4,5- присоединения морфолина к 2,4,1-енинонам.
В связи с поставленной целью решались следующие задачи:
- Исследовать особенности протекания реакций 2,3- и 4,5-присоединения морфолина к 2,4,1-енинонам.
- Получить и обработать кинетические данные для ряда соединений, не изученных ранее, отличающихся заместителями со стороны тройной связи.
- Рассчитать материальный и тепловой баланс реакции получения морфолина.
- Разработать технологические схемы 2,3- и 4,5-присоединения морфолина к винилацетиленовым кетонам.
- Рассчитать реактор синтеза морфолина с винилацетиленовым кетоном.
1. В работе проанализированы литературные источники, содержащие информацию по строению и химическим свойствам енинонов, методам исследования кинетики реакции и расчету технологических схем и реакторов синтеза.
2. Получены кинетические данные для ряда соединений, не изученных ранее, отличающихся заместителями со стороны тройной связи. Можно сделать вывод, что смена заместителей со стороны тройной связи, оказывает не столь существенное влияние на скорость протекания реакции по сравнению с природой заместителя со стороны кето-группы. Проведенное хроматографическое исследование позволяет утверждать, что в течение первых суток не происходит образование термодинамического продукта.
3. Произведен расчет материального и теплового баланса реакции получения морфолина. В результате выход морфолина составляет 91%, для получения 10 т в год необходимо 13,27 т ДЭА. Для получения ДЭА необходимо: 9,87 т окиси этилена и 1.27 т аммиака.
4. Представлены схемы 2,3- и 4,5-присоединения морфолина к винила- цетиленвым кетонам. Различие технологических схем заключается в том, что 2,3-присоединение морфолина к 2,4,1-енинонам протекает быстро даже при низких температурах, является кинетически контролируемым. Целевой продукт разрушается при высоких температурах. 4,5-Присоединение морфолина к 2,4,1-енинонам термодинамически контролируемо, но протекает медленно. Такой процесс требует высоких температур и длительного времени.
5. Рассчитан реактор синтеза морфолинпроизводных ВАК. Параметры реакторы были на рассчитаны на 1 т продукта, результате в получившимся аппарате диаметр составляет 0,74 метра, диаметр мешалки 0,63 м, высота реактора 2,5 метра. Мощность необходимая для перемешивания составила 869,65 Вт.
