بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
نقش حلال را مي توان به شرح ذيل خلاصه نمود:
بستر مناسب براي انتقال و کنترل حرارت، با هر حلالي دما در حالت رفلاكس ثابت باقي مي ماند و نگراني براي تغيير درجه حرارت وجود ندارد. به عنوان مثال در صورتيکه دماي 76 درجه نياز است از اتيل استات و يا حلال هاي با نقطه جوش مشابه استفاده مي گردد.
وسيله اي براي جداسازي و خالص سازي محصولات مي باشند و همچنين در صنعت عطر سازي، رنگ سازي، دارو سازي و ... امکان توليد محصولات با غلظت هاي مختلف را ممکن مي سازد.
تامين بخشي از انرژي اکتيواسيون توسط حلال از طريق حلال پوشي گونه هاي واکنش دهنده مقدور مي گردد. به گونه اي که اگر از حلال استفاده نشود معادل انرژي مورد نياز براي انجام واكنش در فاز گازي، انرژي لازم است.
اسلاید 2 :
به عنوان مثال واکنش زير در صورتي که در حلال آب نباشد، بايد معادل انرژي لازم براي تفکيک پيوند کربن - برم ( C – Br ) را تامين نمود. در حالي که در حضور آب اين مقدار انرژي به كمتر از يک پنجم کاهش مي يابد.
براي واکنش هاي SN2، حلال هاي قطبي بدون پروتون مناسب مي باشند. زيرا حلال هائي مانند استن، استونيتريل، تتراهيدروفوران، DMF , DMSO , HMPA يون مثبت را حلالپوش مي کنند و آنيون را ( که به عنوان نوکلئوفيل عمل مي کنند) رها مي سازند، و فعاليت آن را افزايش مي دهد.
در صورتيکه حلال قطبي پروتون دار براي واکنش هاي SN1 مناسب مي باشند. زيرا در اين واکنش ها حد واسط هاي يوني تشکيل شده در حلال ها ي پروتون دار بيشترين پايداري را دارند.
اسلاید 3 :
حلال دي متيل سولفوكسايد (DMSO) داراي پيوند دوگانه گوگرد – اكسيژن بوده كه به شدت قطبي است و دانسيته بار منفي روي اتم اكسيژن بيشتر بوده و اتم گوگرد داراي دانسيته بار مثبت مي باشد.
بار مثبت در داخل مولكول قرار دارد و امكان برهم كنش با يونهاي منفي محيط را ندارد.
در حاليكه بار منفي در نوك مولكول قرار دارد و به سهولت با كاتيون هاي موجود در محيط (مانند يون مخالف هسته دوست) برهم كنش داشته و به اصطلاح كاتيون حلال پوش شده و آنيون كه حلال پوشي مؤثري روي آن صورت نمي گيرد و با آزادي بيشتري وارد واكنش مي شود.
در نتيجه سرعت انجام واكنش نوكلئوفيلي افزايش پيدا مي كند.
اسلاید 4 :
كاتيون سد يم داري شعاع مشخصي مي باشد كه هنگام حلال پوش شدن شعاع مؤثر كاتيون افزايش يافته و برهم كنش آن با يون مخالف (كه به عنوان هسته دوست عمل مي كند) كمتر شده و سرعت انجام واكنش نسبت به حالتي كه چنين برهمكنشي وجود نداشته باشد، بيشتر است.
اسلاید 5 :
در اين واکنش هر دو گونه واکنشگر باردار هستند، ولي در حالت گذار از تراکم بار روي گونه ها کاسته مي شود.
با توجه به اين موضوع، اگر حلال انتخاب شده قطبي باشد، برهمکنش حلال با مواد اوليه بيشتر از برهمکنش آنها در حالت گذار مي باشد، زيرا در حالت گذار به دليل حلال پوشي تراکم بار کمتر است و برهم کنش بين واكنشگرها ضعيف تر مي باشد. بنابراين پايداري حاصل شده از حلال پوشي در حالت پايه از پايداري حاصل شده ناشي از حلال پوشي در حالت گذار بيشتر بوده که نتيجه نهايي آن افزايش انرژي اکتيواسيون واکنش در اين حلال مي باشد. در نتيجه حلال قطبي براي اين واكنش مناسب نيست؛
درحاليکه درحلال غيرقطبي گونه هاي واکنش دهنده کمتر از گونه حدواسط در حالت گذار حلال پوش شده و انرژي اکتيواسيون واکنش در اين حلال کاهش پيدا مي کند و اين حلال براي انجام واکنش مناسب مي باشد.
اسلاید 6 :
به منظور کاهش مقدار مواد زايد، حلال هاي سمي، فرار و اشتعال پذير و انرژي در شيمي سبز، جايگزين هائي براي حلال هاي آلي در نظر گرفته شده است که مي توان به موارد زير اشاره کرد:
استفاده از حلال هاي ايمن تر
استفاده از آب به عنوان حلال
انجام واکنش ها در شرايط بدون حلال
استفاده از پلي اتيلن گليکول ها به عنوان محيط واکنش
استفاده از مايعات يوني و سيال هاي فوق بحراني
استفاده از حلال هاي پرفلوئوره که ايجاد کننده محيط دوفازي مي باشند.
اسلاید 7 :
يکي از مهمترين اصول شيمي سبز تاکيد مي کند که: از مواد کمکي نظير حلال ها، عوامل جداسازي و ... تا آنجا که امکان دارد کمتر استفاده شود و تنها در مواردي که اجتناب ناپذير است، استفاده شود. بسياري از حلال هاي متداول (بنزن، حلال هاي آلي کلر دار و...) به عنوان مواد سرطانزا شناخته شده اند و بسياري از رفتارهاي پر خطر ديگري براي محيط زيست دارند. بايد از حلال هاي غير سمي، غير قابل اشتعال و سازگار با محيط زيست، مانند آب استفاده شود. جايگزيني حلال هاي آلي، بايد اثرات زيست محيطي را کاهش دهند.
اسلاید 8 :
نکته
هميشه نياز نيست که حلال تمامي مواد اوليه را حل کند، اگر حلال مواد اوليه را حل نکند و محصول را حل کند و يا بلعکس، بهتر است زيرا جداسازي محصول ساده تر مي گردد.
د ر مثال زير مواد اوليه در حلال دي کلرومتان حل مي شوند، در حالي که عامل اکسنده پس از انجام واکنش در دي کلرو متان نامحلول بوده و جداسازي محصول را آسانتر مي کند.
اسلاید 9 :
آشنايي با چند اصطلاح:
Neat: ممکن است يکي از مواد اوليه خود نقش حلال ها را بازي کند، به چنين واكنش هايي Neat مي گويند.
اما واکنش هايي كه در فاز جامد انجام مي شوند Solid Phase و آنهايي كه در غياب حلال انجام مي گيرند Solvent – Free نام دارند.
واكنش هاي چند جزئي Multi Component Reactions :
به واكنش هائي گفته مي شود كه بيش از دو واكنشگر با يكديگر تركيب شده و مولكول واحدي را بوجود آورند. خوشبختانه در ايران گروه هاي تحقيقاتي متعددي در اين زمينه فعال مي باشند كه از طريق پايگاه هاي اطلاعات علمي مي توان به مستندات علمي آنها دست يافت. گروه تحقيقاتي ياوري و دانش آموختگان ايشان در اين زمينه بيشترين توليدات علمي را منتشر نموده اند.
اسلاید 10 :
يکي از راه هاي دستيابي به شيمي سبز، استفاده از آب به عنوان حلال واکنش هاي شيميائي و صنعتي مي باشد. پژوهشهاي اخير نشان مي دهد که آب هم در حالت نرمال و هم در حالت فوق بحراني، مي تواند به عنوان جايگزين حلال هاي آلي در فرآيندهاي شيميائي استفاده شود.
خواص منحصر به فرد آب :
مايع بودن در محدوده دماي معمولي،
شبكه پيوند هيدروژني گسترده،
ظرفيت گرمائي بالا كه براي واكنش هاي گرمازا بسيار مناسب و ايمن است، زيرا گرماي آزاد شده از واكنش دهنده ها را جذب مي كند.
اگر سابستريت نامحلول در آب بتواند واكنش دهد، محصول توليد شده از سابستريت نامحلول در آب غالبا در آب نامحلول بوده و جداسازي محصول با صاف كردن به سادگي صورت مي گيرد.
ثابت دي الكتريك بالا،
حل كردن مقدار مناسب اكسيژن جهت زنده ماندن موجودات آبزي،
مهم تر از همه دردسترس و ارزان بودن، غير قابل اشتعال و غير سمي بودن و ... مي باشد.
جايگزيني حلال هاي آلي با آب مي تواند انتشار ترکيبات آلي فرار را کاهش دهد.
ولي آب هنوز به عنوان حلال مناسب براي بسياري از واكنش هاي سنتزي استفاده نشده است، زيرا بسياري از تركيبات آلي در آب حل نمي شوند و حلاليت پيش نياز اساسي براي واكنش پذيري در غالب اوقات است. در نتيجه در بسياري از موارد از كمك حلال هاي آلي كه قطبي باشند براي افزايش حلاليت تركيبات آلي در آب استفاده شده است.
