I. Cái nhìn dưới góc độ Hóa học xanh
Oxy hóa là kỹ thuật đóng vai trò trung tâm trong việc chuyển các chất có nguồn gốc dầu mỏ thành các chất có giá trị với số oxy hóa cao hơn. Tuy nhiên quá trình oxy hóa lại gặp rất nhiều vấn đề, chẳng hạn việc sử dụng kim loại nặng lại tạo thành các chất thải độc hại trong khi những chất oxy hóa êm dịu hơn lại có giá thành quá cao. Chất oxy hóa rẻ tiền nhất là axit nitric lại tạo ra các nitơ oxit khó chịu còn oxy phân tử cũng như ozon lại khó có khả năng kiểm soát phản ứng.
Sau tất cả những bất lợi về các phương pháp oxy hóa thông dụng thì HP nổi lên như một ứng cử viên vô địch đầy sức mạnh với giá thành quá rẻ (0,7$/kg), khả năng oxy hóa tốt (cái này chẳng ai dám cãi), phản ứng dễ kiểm soát (tí xem thực nghiệm thì biết) và sản phẩm duy nhất sinh ra từ nó là nước. Chính vì những ưu điểm trên nên những nghiên cứu về phản ứng oxy hóa bằng HP càng ngày càng nhiều hơn và nó đang mở ra một con đường mới cho quá trình oxy hóa xanh với HP là trung tâm.
II. Phản ứng
Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng khả năng oxy hóa của HP sẽ tốt hơn và dễ điều khiển hơn khi có mặt xúc tác là muối wonfram (VI) (trong trường hợp này là natri tungstate Na2WO4) và có mặt chất xúc tác chuyển pha:
Phản ứng này đã được sử dụng để tổng hợp chất đến 100g
Cơ chế của quá trình này được đề nghị như sau:
Dĩ nhiên “liều mạnh hơn” cũng có ^^
HP cũng có khả năng epoxy hóa anken
Và với những ưu điểm đó thì việc nó “thò cẳng” vào công nghiệp chỉ là vấn đề sớm hay muộn mà thôi.
Quy trình được “dán nhãn đóng chai” Green route ấy đã được hãng hóa chất Nhật Asahi Chemistry Industrial Co. sử dụng để sản xuất axit adipic thay cho quy trình cũ phải dùng đến 400000 tấn dinitơ oxit mỗi năm.
Dưới đây là hình ảnh thực nghiệm của phản ứng oxy hóa xiclohexen thành axit adipic
III. Phản ứng oxy hóa không dung môi
Hỏi: Có thể thực hiện phản ứng không dung môi với HP hay không?
Trả lời: Dĩ nhiên là không, vì HP làm gì tồn tại ở thể rắn, còn thể lỏng thì dĩ nhiên sao gọi là “không dung môi” được
Nhà khoa học
Thực sự nếu đặt ra vấn đề này với các nhà khoa học sẽ bị người ta cười cho đấy ^^
Vào những năm 80 các nhà khoa học Nhật bản đã thành công trong việc điều chế hydroperoxit “rắn”, hay nói chính xác là sản phẩm cộng của hydro peroxit với ure qua liên kết hydro được xem như một dạng hydro peroxit “rắn” hữu dụng (ure-hydro peroxt: UHP). UHP là một chất oxy hóa rẻ và an toàn tương tự hydro peroxit. Do UHP là một chất rắn bền vững nên việc sử dụng nó thuận tiện hơn so với sử dụng dung dịch nước của hydro peroxit.
Hệ thống này đã được sử dụng để tiến hành các phản ứng oxy hóa không dung môi và đã cho những hiệu quả hay ho trong thấy
Và một số phản ứng khác:
Tài liệu tham khảo
1. Ryoji Noyori, Masao Aokib and Kazuhiko Sato., Chem.commun., 2003, 1977–1986
2. Rajender S. Varma and Kannan P. Naicker., Org. Lett., 1999, 189–191
3. IChO 2010 preparatory problems 34., The IChO 2010 science commitee, 2010, Japan
Leave a Reply