4.2: Концепції розчинника

Last updated
Save as PDF

Page ID: 21164

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Відповідно до принципу GC № 5, «Використання допоміжних речовин (розчинників, розділювальних агентів тощо) повинно бути непотрібним, де це можливо, і нешкідливим при використанні». Це твердження означає або підтримує догму в GC про те, що слід дотримуватися спрощення для виконання конкретної трансформації. Іншими словами, якщо ми зможемо знайти спосіб не використовувати розчинник, давайте не будемо його використовувати! Хоча в нашому сучасному суспільстві така позиція майже неспроможна, ідеал все ж - це те, що ми, як суспільство, повинні боротися, щоб досягти. Наприклад, як показано на малюнку\(\PageIndex{1}\), ми маємо переважний приплив ліків, наркотиків тощо у нашому суспільстві для зміцнення нашого здоров'я. Зазвичай ми приймаємо ці відвари з водою, в емульсіях, в розчині, в суспензіях тощо.

Рис 4-2.PNG — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Гама ліків та їх різновидів у нашій культурі та житті приголомшує. pixabay.com/uk/health-medicine-tablets-846862/

Звичайно, прийом ліків без розчину - непроста пропозиція, але є ряд способів зробити це:

Сухе ковтання або сублінгвально (наприклад, таблетки нітрогліцерину при стенокардії);
Застосування пластиру (мікроголки або високої концентрації, як правило, робиться дермально);
Вдихається туманом/спреєм (наприклад, газоподібною фазою);
Через трубку (наприклад, шлункову трубку або внутрішньовенно).

Тим не менш, використання розчинників та систем на основі розчинників глибоко вкорінено в нашій культурі та суспільстві. Причин багато, але вони, як правило, традиції, простота використання, знижена вартість і зручність. Робити без розчинників, як правило, потрібно набагато більше творчості та загального планування.

Енергетична координата реакції

Як правило, профіль реакції або поверхня (де і як протікає реакція відповідно до енергетичної перспективи) надає достатню інформацію для розуміння шляхів (незалежно від кінцевих енергетичних станів), необхідних для досягнення прямої реакції. Наприклад, наведена нижче координата ілюструє реакцію SN2 між т-бутилхлоридом та гідроксидом. Зверніть увагу, що більшість показаних змінних відносяться до енергетичних обмежень або параметрів, пов'язаних з реакцією. Реакція має властивий бар'єр активації для прямого напрямку. Цей бар'єр, що характеризується диференціальним входом енергії (DE ₁ ¹), стосується труднощів доступу до перехідного стану (¹), до якого необхідно отримати доступ для прямої реакції.

Рис 4-3.PNG — \(\PageIndex{2}\)Рисунок Типове зображення енергетичних поверхонь, отриманих при перетворенні органічного галогеніду в класичній реакції S _N 2 (бімолекулярного нуклеофільного заміщення). https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Enzyme_catalysis_energy_levels_2.svg

Такий енергетичний вхід, однак, може бути розміщений або зменшується за рахунок ряду факторів, а саме., використання каталізатора, який в цілому показав здатність зменшити енергетичні міркування для доступу до цього стану в силу його здатності брати участь у структурних або енергетичних взаємодій з початковим матеріальні і всіляко заохочують формування перехідного стану. Характер спуску координатної поверхні схожий на катання кулі, перетворення потенційної енергії якого в кінетичну енергію надзвичайно легке. Таким чином, досягається проміжний продукт (триалкілкарбокатіон на малюнку\(\PageIndex{2}\)), який має вимірний термін служби та властивості. Хоча він за своїм фундаментальним характером нестійкий, він все ж існує, щоб потім брати участь у подальших реакціях. Зверніть увагу, що він все ще знаходиться на енергетичній поверхні, яка набагато вище до початкового енергетичного стану. Таке явище потім є прогнозом свого майбутнього перебігу. Насправді, у міру переміщення ближче до виробу по абсцисах поверхні координат реакції, проміжний за рядом властивостей нагадує характер кінцевого продукту. При цьому проміжний має у великій мірі ряд особливостей як вихідних матеріалів, так і вироби. Дійсно, наступний бар'єр активації, який необхідно перетнути для доступу до кінцевого продукту, набагато нижче по висоті, ніж звичайний бар'єр активації, що вказує на поступове ослаблення переходу вихідного матеріалу (ів) до продукту (ів).

Категорії розчинників

Існує ряд розчинників, які з точки зору зеленої хімії повинні розглядатися розумно. Нижче наведено репрезентативні класи розчинників:

Вуглеводні
галогенізовані вуглеводні
Ароматичні вуглеводні
Спирти
Ефіри
Апротичні розчинники

Кожен з перерахованих вище має свої плюси та мінуси з точки зору екологічної користи/проблеми, економіки та соціальної справедливості. Кожен може робити різні речі; наприклад, клас апротичного розчинника - це той, де немає шансів для розчинника забезпечити протон реакції, яку він приймає. Спирти, з іншого боку, можуть легко це зробити і не повинні використовуватися в реакціях, коли вода/протони можуть гасити реакцію або викликати бурхливу реакцію.

Метилсоїт

Метилсойат - це розчинник на біологічній основі, який являє собою суміш довголанцюгових метилових ефірів жирних кислот. Більш детальну інформацію про його специфічні властивості та потенційні можливості використання можна знайти в наступному тракті:

https://www.yumpu.com/en/document/view/10362159/the-formulary-guide-for-methyl-soyate-soy-new-uses

Загалом, його можна використовувати для очищення стільниць, попередньої обробки плям тканини, очищення бетону, знежирювача, засобу для видалення графіті (з етиллактату та поверхнево-активних речовин), зняття фарби, засобу для зняття мастики, засобу для зняття лаку, деінкера, засобу для видалення асфальту та безводного очищувача для рук. На додаток до соєвого, існує ряд інших нових очищувачів/розчинників на біологічній основі, таких як показано нижче:

Рис 4-4.PNG — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Представлення етилового лактату, також відомого як ефір молочної кислоти, який являє собою одноосновний ефір, утворений з молочної кислоти та етанолу, який може бути використаний як розчинник. Він вважається біологічно розкладаним і може використовуватися як знежирювач, що змивається водою. https://www.wikiwand.com/en/Ethyl_lactate

Будь ласка, дивіться http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/GC/c1gc15523g#!divAbstract для отримання додаткової інформації про цей чудовий розчинник.