تحقیق اکسایش کننده ها و عملکرد آنها

اکسایش کننده ها و عملکرد آنها ۲

فصل اول. ۳

تئوری.. ۳

۱-۱- پتاسیم پر منگنات بعنوان اکسنده  در شیمی آلی  :] ۱   [ ۴

۱-۱-۱- اکسایش ترکیبات آلی توسط پتاسیم پر منگنات غیر تثبیت شده :     ] ۱۸ و۱ [ ۶

۱-۱-۱-۱- اکسایش آلکنها: ۶

۱-۱-۱-۲- اکسایش آلکینها: ۷

۱-۱-۱-۳:اکسایش آلکانها و آرنها: ۷

۱-۱-۱-۴- اکسایش الکلها: ۸

۱-۱-۱-۵- اکسایش ترکیبات آلی نیتروژندار: ۹

۱-۱-۱-۵-۱-اکسایش آمینها: ۹

۱-۱-۱-۵-۲- اکسایش ترکیبات نیترو آلیفاتیک: ۱۰

۱-۱-۱-۵-۳- اکسایش هیدرازینها: ۱۰

۱-۱-۱-۶- اکسایش ترکیبات آلی سولفور: ۱۱

۱-۱-۱-۶-۱- اکسایش تیولها: ۱۱

۱-۱-۱-۶-۲- اکسایش سولفیدها: ۱۱

۱-۱-۱-۶-۳- اکسایش سولفوکسیدها: ۱۲

۱-۱-۱-۷- اکسایش کتونها،آلدئیدها و اسیدهای کربوکسیلیک: ۱۲

۱-۱-۱-۷-۱- اکسایش کتونها: ۱۲

۱-۱-۱-۷-۲- اکسایش آلدئیدها: ۱۲

۱-۱-۱-۷-۳- اکسایش اسیدهای کربوکسیلیک آلیفاتیک: ۱۳

۱-۱-۲- اکسایش ترکیبات آلی توسط پتاسیم پر منگنات تثبیت شده برروی بسترهای مختلف: ۱۳

۱-۱-۲-۱- پرمنگنات تثبیت شده بر روی سولفات مس: ۱۴

۱-۱-۲-۱-۱- اکسایش اولفینها: ۱۴

۱-۱-۲-۱- ۲- اکسایش الکلها: ۱۵

۱-۱-۲-۱-۳- اکسایش تیولها: ۱۷

۱-۱-۲-۱-۴- اکسایش سولفیدها: ۱۷

۱-۱-۲-۱-۵- اکسایش آمینها: ۱۷

۱-۱-۲-۱-۶- اکسایش آرنها: ۱۸

۱-۱-۲-۲- پرمنگنات تثبیت شده بر روی AlO : 19

۱-۱-۲-۲-۱- اکسایش آلکنها: ۱۹

۱-۱-۲-۲-۲- اکسایش آرنها: ۲۰

۱-۱-۲-۲-۳- اکسایش ان آمینها: ۲۰

۱-۱-۲-۳- پرمنگنات تثبیت شده بر روی سیلیکاژل: ۲۱

۱-۱-۲-۳-۱- اکسایش آلکنها: ۲۱

۱-۱-۲-۳-۲- اکسایش انونها: ۲۱

۱-۱-۲-۴- پتاسیم پرمنگنات تثبیت شده برروی زئولیت: ۲۲

۱-۱-۲-۴- ۱- اکسایش ان آمینها: ۲۲

۱-۱-۲-۴-۲- اکسایش الکلهای غیر اشباع: ۲۳

۱-۱-۲-۴-۳- اکسایش آرنها: ۲۳

۱-۱-۲-۵- پتاسیم پرمنگنات تثبیت شده برروی بسترهای پلیمری: ۲۳

۱-۱-۲-۵-۱- پتاسیم پرمنگنات تثبیت شده برروی پلی استایرن: ۲۳

۱-۱-۲-۵-۲- پتاسیم پرمنگنات تثبیت شده برروی رزین تبادل کاتیونی: ۲۴

۱-۱-۲-۵-۳- پتاسیم پرمنگنات تثبیت شده برروی پلی وینیل پیریدین PVP :] 93[ 25

۱-۲-مروری مختصر بر رزینهای تبادل یون  ] ۹۶ – ۹۴[ ۲۶

۱-۲-۱- تاریخچه و تعریف: ۲۶

۱-۲-۲- دسته بندی رزینهای تبادل  یون: ۲۷

۱-۲-۳-سنتز رزینهای تبادل  یون: ۲۷

۱-۲-۴- خواص فیزیکی رزینهای تبادل یون: ۲۹

۱-۲-۴-۱- ظرفیت تبادل یونها: ۲۹

۱-۲-۴-۲- دانسیته: ۳۰

۱-۲-۴-۳- تخلخل: ۳۰

۱ -۲-۴-۴- تورم: ۳۰

۱-۲-۴-۵- احیا رزینهای مبادله یون: ۳۱

۱-۲-۵- خواص شیمیایی رزینهای تبادل یون: ۳۲

۱-۲-۶- کاربردهای رزینهای تبادل یون: ۳۴

۱-۲-۶-۱- رزینهای تبادل یون بعنوان کاتالیزور: ۳۴

۱-۲-۶-۲- رزینهای تبادل یون بعنوان واکنشگر: ۳۵

چکیده : ۳۸

عنوان :

اکسایش کننده ها و عملکرد آنها

فصل اول

تئوری

۱-۱- پتاسیم پر منگنات بعنوان اکسنده  در شیمی آلی  :] ۱   [

   بیش از یک قرن است که پتاسیم پر منگنات بعنوان عامل اکسنده انعطاف پذیر و قـــوی در  شرایط اسیدی ،قلیایی ، و خنثی بکار گرقته می شود. یون چهار وجهی پر منگنات با پیونــد Πگسترده در شرایط خنثی و کمی قلیایی پایدار است.اما در حضور یون هیدروکسید و شرایط     شدیـدا” قلیایی به منگنز V   (هیپومنگنات) یا منگنز VI  (منگنات)  تسهیم نامتناسب پیــدا  میکند.]۳و۲[

در شرایطPH بالا بعضی اوقات تشخیص اینکه اکسایش از طریق فرایند های  تک الکترون یا دو الــکترون پیش میرود ، مشکل است

      سدیم و پتاسیم پرمنگنات تــــوسط اکســایش الکترولیتیکی  در مقیاس زیاد تولید میشوند پرمنگنات در محـــلولهای قلیایی ناپایدار بوده و به آرامی تجزیه میشود امـا سرعت تجزیه شدن آن در شرایط اسیدی قابل مشاهده است در محلول های خنثی یا کمی قلیایی و در تاریکی تجزیه پر منگنات بسیار آهسته می باشد.اما این تجزیه توسط نور کاتالیز می شود. بنابراین محلول های پرمنگنات باید در شیشه های تیره نگهداری شود. در محلولهای قلیایی پرمنگنات بعنوان یک عامل اکسنده قوی عمل میکند.

در شرایط بازی قوی و در حضور مقادیر اضافی از یون پرمنگنات Mn تولید می شود.(E=+0.56v)

  در محلولهای اسیدی ,پرمنگنات توسط مقادیر اضافی از یک عامل کاهنده به  کاهش می یابد.(E=+1.51v)

       اما از آنجاییکه آنیون پرمنگنات    را اکسید می کند,محصول در حضور مقادیر اضافی پرمنگنات MnOخواهد بود.

 مکانیسم اکسایش با پر منگنات بسیار پیچیده است و مراحل دو مولکولی متعددی را در بر می گیرد. گستره اکسایش مـــواد آلی با یون پرمــنگنات به PHمحیــط بستگی دارد. منگنز V والانــــسی در شرایط قلیایی یا اســـیدی ضعیف به  منــگنز IV تبدیل میگردد.

در شرایط اسیدی قوی پرمنگنات کاهش بیشتری یافته ومنگنر IIIو نهایتا” منگـنز   II را تشکیل می دهد .

      بنابر این متغیر هایی که نقش اساسی در تعیین پتانسیل اکسایش بازی می کنند عبارتند از:  ماهیت مولکول اکسید شونده و PH  محیط .

عموما اکسایش با پر منگنات در محیط های آبی،حلالهای آلی قابل اختلاط با آب که در آنها پتاسیم پر منگنات حلالیت مناسبی نشان می دهد،انجام می شود. این حلالها عبارتند از: اتانول (توصیه شده برای اکسایش آلکنها)،ترشیوبوتانول، استون ،پیریدن و استیک اسید. استیک انیدرید برای اکسایش آلکنها به دی کتونها استفاده شده است. تری فلورواستیک اسید قطعا یک حلال آلی برای پر منگنات و هیدروکربنهاست.دی متیل فرمامید حلال دیگری است که برای اکسایش آلکنها بکار می رود. حلال اپروتیک دیگری که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، دی متیل سولفوکسید است. به هر حال فقدان حلالی که هم بتواند پر منگنات و هم هیدروکربنها را حل کند، یکی از مشکلات اصلی در این ارتباط است .

برای حل این مشکل از واکنشگرهای انتقال فازی همچون نمکهای آمونیوم نوع چهارم     ]  ۴ [و اترهای تاجی ]  ۵ [ استفاده میشود که هر دو واکنشگر را در فاز آلی در کنار همدیگر قرار میدهد.