Diethylzinc CAS 557-20-0

Kaedah ini secara langsung menjana diethylzine melalui tindak balas pengurangan pengoksidaan - antara etana halogenasi (seperti iodoethane, bromoethane) dan serbuk zink yang diaktifkan. Formula reaksi adalah:
2 c₂h₅x + zn → (c₂h₅) ₂zn + znx₂
Antaranya, x mewakili atom halogen (i, br). Semasa proses tindak balas, pemindahan elektron pada permukaan serbuk zink menggalakkan pemecahan ikatan halogen karbon dalam hidrokarbon halogenasi, membentuk ikatan zink karbon dan akhirnya menghasilkan produk sasaran.

Pretreatment serbuk zink
Peralatan: botol kaca 1000ml dengan tiub bawah
Operasi: Tambah 600g serbuk zink (gred 6n), memperkenalkan gas hidrogen kering untuk sedikit gelembung silinder gas ekor, perlahan -lahan menaikkan suhu hingga 200 darjah dan tahan selama 30 minit, perhatikan pemeluwapan wap air pada dinding tiub gas ekor, sahkan penyingkiran lapisan oksida, dan kemudian sejuk ke suhu bilik.
Objektif: Untuk mengeluarkan lapisan oksida permukaan serbuk zink, mendedahkan tapak aktif, dan meningkatkan kecekapan tindak balas.

Pembinaan persekitaran lengai
Peralatan: 1000ml empat kelalang kaca leher (dilengkapi dengan tiub kondensor sfera, corong tekanan malar, lengan termometer, pengaduk keluli tahan karat)
Operasi: Sambungkan sistem nitrogen, isi dengan nitrogen dan gantikannya 3 kali untuk memastikan kandungan oksigen dalam sistem tindak balas berada di bawah 0.1ppm.

Permulaan tindak balas dan kawalan suhu
Operasi:
Tambahkan serbuk zink pra dan titisan 10ml larutan campuran iodoethane/bromoethane (nisbah volum 1: 1), 10g cuprous iodida (pemangkin), dan 30g dariDiethylzinc(Inisiator).
Apabila suhu meningkat hingga 58-60 darjah, refluks mempercepatkan. Selepas pemanasan hingga 80 darjah, penyelesaian campuran yang tersisa ditambah. Selepas larutan ditambah, ia dipanaskan hingga 140 darjah dan disimpan pada suhu itu selama 1 jam.

Mata Utama:
Tahap pencetus memerlukan kawalan suhu yang ketat untuk mengelakkan reaksi terlalu panas dan sampingan tempatan;
Iodida tembaga dapat mengurangkan tenaga pengaktifan tindak balas dan memendekkan masa permulaan (biasanya<40 minutes);
Strategi pemanasan yang dipentaskan dapat mengimbangi kadar tindak balas dan kesucian produk.
Pemisahan dan pemurnian produk

Operasi:
Apabila secara semulajadi disejukkan hingga 70 darjah, bahan itu menguatkan. Selepas penyejukan lengkap, sambungkan peranti penerima suhu - rendah (menerima suhu botol<-35 ℃).
Penyulingan vakum (tekanan -0.08 hingga -0.09mpa) digunakan untuk mengumpul pecahan suhu fasa gas pada 30-50 darjah, dan penyulingan sekunder digunakan untuk mengumpul campuran pada 50-60 darjah.
Indeks kesucian: Kesucian zink dietil lebih besar daripada atau sama dengan 99.9%, kepekatan kekotoran zink kurang daripada atau sama dengan 10ppm, kepekatan kekotoran memimpin kurang daripada atau sama dengan 1ppm.

Apabila perusahaan tertentu mengamalkan cerek reaksi 500L untuk pengeluaran skala besar -, ia mencapai peningkatan 30% dalam kapasiti pengeluaran tahunan melalui penambahbaikan berikut:

Bahan mentah Pre pencampuran: pra campuran iodoethane dan bromoethane dalam nisbah 1: 1.2 untuk mengurangkan turun naik dalam masa penambahan dropwise;
Pemanasan kecerunan: Tetapkan tiga - program kawalan suhu peringkat 80 darjah, 120 darjah, dan 140 darjah untuk memendekkan masa penebat hingga 45 minit;
Penyulingan berterusan: Mengadopsi proses siri menara penyulingan dua -, peringkat pertama memisahkan hidrokarbon halogenasi yang tidak bereaksi, dan peringkat kedua membersihkan zink diethyl, dengan kesucian produk sebanyak 99.95%.

Menggunakan reaksi penguraian dua aluminium alkil (seperti triethylaluminum) dan zink klorida untuk menghasilkan zink dietil, persamaan tindak balas adalah:
Zncl₂ + 2 al (c₂h₅) ₃ → (c₂h₅) ₂zn + 2 al (c₂h₅) ₂cl
Kaedah ini mencapai sintesis selektiviti yang tinggi dengan mengawal nisbah molar reaktan (biasanya ZnCl ₂: Al (C ₂ H ₅) ∝ =1: 2.2) dan keadaan tindak balas (seperti suhu dan pelarut).

Kelebihan:
Kos bahan mentah yang rendah: Harga triethylaluminium hanya 1/5 daripada iodoethane;
Kitar semula oleh - produk: Diethyl aluminium chloride (al (c ₂ h ₅) ₂ cl) boleh dikitar semula sebagai reagen alkylating;
Kelayakan Perindustrian Tinggi: Keadaan tindak balas ringan (dari suhu bilik hingga 80 darjah), peralatan yang rendah.

Cabaran:
Keperluan kesucian untuk bahan mentah adalah ketat: kepekatan hidrida dalam triethylaluminum perlu dikawal antara 0.01-0.10wt%, jika tidak, hujan mungkin berlaku dan menyekat peralatan;
Kesukaran pemisahan produk adalah tinggi: titik mendidih diethylzine dan diethylaluminium klorida adalah dekat (98 darjah untuk bekas dan 150 darjah untuk yang terakhir), yang memerlukan penggunaan teknik penyulingan vakum atau pengekstrakan.

Penyediaan bahan mentah:
Campurkan triethylaluminium (kesucian lebih besar daripada atau sama dengan 99.5%) dengan minyak putih (pencairan) dalam nisbah volum 1: 1 untuk mengurangkan intensiti tindak balas;
Zink klorida (gred anhydrous) dikeringkan pada suhu tinggi 200 darjah selama 4 jam untuk mengeluarkan air kristal.

Kawalan tindak balas:
Di bawah perlindungan nitrogen, perlahan -lahan menambah zink klorida ke larutan triethylaluminum, dan mengawal kadar pemakanan supaya suhu tidak melebihi 60 darjah;
Selepas tindak balas selesai, cairkan sistem dengan n - heksana (pelarut) untuk mengurangkan kelikatan dan memudahkan pemisahan.

Pemisahan Produk:
Pengurangan tekanan penurunan (tekanan -0.095mpa):
Fasa 1: Kumpulkan pecahan 30-50 darjah (triethylaluminum yang tidak bereaksi);
Fasa 2: Kumpulkan pecahan pada 60-150 darjah, di mana 60-98 darjah adalah zink dietil dan 98-150 darjah adalah diethyl aluminium klorida.
Pengesahan kesucian: Melalui pengesanan kromatografi gas (GC), kesucian diethylzine lebih besar daripada atau sama dengan 99.9%, dan kesucian diethylaluminium klorida lebih besar daripada atau sama dengan 99.5%.

Menggunakan aktiviti pemangkin permukaan aloi tembaga zink (Zn Cu) atau aloi natrium zink (Zn Na) untuk mempromosikan pembentukan ikatan zink karbon dalam etana halogenasi. Mengambil aloi tembaga zink sebagai contoh, persamaan reaksi adalah:
Zn - cu + c₂h₅x → c₂h₅znx → (c₂h₅) ₂zn + znx₂
Tembaga atau natrium dalam aloi boleh mengubah struktur elektronik zink, mengurangkan tenaga pengaktifan tindak balas, dan meningkatkan kadar tindak balas.

Penyediaan aloi:
Meleleh dan campurkan serbuk zink dan serbuk tembaga (nisbah massa 9: 1) dalam suasana lengai, dan membuangnya ke dalam aloi blok;
Hancurkan kepada 200 serbuk mesh untuk tindak balas berikutnya.

Pengoptimuman tindak balas:
Kawalan suhu: Pemanasan kecerunan 30-150 darjah untuk mengelakkan terlalu panas tempatan;
Percepatan drop: Percepatan drop penyelesaian campuran iodoethane/bromoethane (nisbah volum 1: 1) adalah 2-3ml/min;
Intensiti pencampuran: Pengadukan magnet (kelajuan 500rpm) digunakan untuk memastikan penyebaran serbuk aloi yang mencukupi.

Pembersihan Produk:
Pengurangan tekanan penurunan (tekanan -0.1 MPa):
Titik mendidih awal: Kumpulkan<50 ℃ fractions (unreacted halogenated hydrocarbons);
Fraksi utama: Kumpulkan pecahan pada 50-98 darjah dengan kesucian lebih besar daripada atau sama dengan 99.5%;
Tail fraction:>Pecahan 98 darjah (kekotoran mendidih tinggi).

Perusahaan tertentu mengamalkan kaedah aloi tembaga zink untuk membina barisan pengeluaran dengan output tahunan sebanyak 10 tanDiethylzinc. Penambahbaikan utama termasuk:

Penyediaan aloi yang berterusan: Reka bentuk peranti pengabaian lebur untuk mencapai pengeluaran serbuk aloi yang berterusan dengan pengedaran saiz zarah d 50=150 μ m;
Reka bentuk reaktor: Mengadopsi reaktor katil fluidized untuk meningkatkan gas - sentuhan fasa pepejal dan memendekkan masa reaksi hingga 4 jam;
Penyulingan Penjimatan Tenaga: Menggunakan teknologi pam haba untuk memulihkan haba sisa penyulingan, mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 40%.