Кіріспе
Реактивті зат фазалық ауысуын жеңілдететін зат Химияда фазалық ауысу катализаторы немесе ПТК - реактивті зат бір фазадан реакция болатын басқа фазаға ауысуын жеңілдететін катализатор. Фазалық трансферт катализі - катализдің ерекше түрі, ол қолданылған катализаторға байланысты гомогенді катализ немесе гетерогенді катализ әдістері арқылы әрекет ете алады. Ионикалық реактивтер көбінесе сулы фазада еритін, бірақ фазалық ауысу катализаторы болмаған жағдайда органикалық фазада ери алмайды. Катализатор тұздарды органикалық фазаға еріту үшін жуғыш зат сияқты жұмыс істейді. Фазалық ауыстыру катализаты - фазалық ауыстыру катализаторы қосылған кезде реакцияның жылдамдауы. PTC процесін пайдалану арқылы жылдам реакцияларға қол жеткізуге, жоғары конверсиялар немесе өнімділікке қол жеткізуге, қосалқы өнімдерді азайтуға, бір фазада барлық реактивтерді ерітетін қымбат немесе қауіпті еріткіштердің қажеттілігін жоюға, қымбат шикізаттың қажеттілігін жоюға және / немесе қалдықтар проблемаларын азайтуға болады. Фазалық ауыстыру катализаторлары жасыл химияда өте пайдалы. Суды пайдалануға мүмкіндік беру арқылы органикалық еріткіштерге қажеттілік азаяды. Жалпы түсінікке қайшы, ПТК гидрофильді және гидрофобты реактивтермен жүйелермен шектелмейді. ПТК кейде сұйық/қатты және сұйық/газ реакцияларында қолданылады. Атауынан көрініп тұрғандай, бір немесе бірнеше реактивтер екі реактивті қамтитын екінші фазаға тасымалданады.
In chemistry, a phase transfer catalyst or PTC is a catalyst that facilitates the transition of a reactant from one phase into another phase where reaction occurs. Phase transfer catalysis is a special form of catalysis and can act through homogeneous catalysis or heterogeneous catalysis methods depending on the catalyst used. Ionic reactants are often soluble in an aqueous phase but insoluble in an organic phase in the absence of the phase transfer catalyst. The catalyst functions like a detergent for solubilizing the salts into the organic phase. Phase transfer catalysis refers to the acceleration of the reaction upon the addition of the phase transfer catalyst. By using a PTC process, one can achieve faster reactions, obtain higher conversions or yields, make fewer byproducts, eliminate the need for expensive or dangerous solvents that will dissolve all the reactants in one phase, eliminate the need for expensive raw materials and/or minimize waste problems. Phase transfer catalysts are especially useful in green chemistry—by allowing the use of water, the need for organic solvents is reduced. Contrary to common perception, PTC is not limited to systems with hydrophilic and hydrophobic reactants. PTC is sometimes employed in liquid/solid and liquid/gas reactions. As the name implies, one or more of the reactants are transported into a second phase which contains both reactants.
Түрлері
Аниондық реактивтер үшін фазалық ауыстыру катализаторлары көбінесе төртінші аммиак тұздары болып табылады. Коммерциялық маңызды катализаторларға бензилтриэтиламоний хлориді, метилтрикаприламоний хлориді және метилтрибутиламоний хлориді жатады. Органикалық фосфоний тұздары да қолданылады, мысалы, гексадецилтрибутилфосфоний бромиді. Фосфоний тұздары жоғары температураға төзімді, бірақ негізге қарай тұрақсыз, фосфин оксидіне ыдырайды. Кейінгі жұмыстар көптеген осындай реакцияларды бөлме температурасында тетранбутил аммоний бромиді және метил триоктил аммоний хлориді сияқты катализаторларды бензол / су жүйелерінде пайдалана отырып тез орындауға болатынын көрсетті. "Кват тұздарын" қолданудың баламасы сілтілі металл катиондарын гидрофобты катиондарға айналдыру болып табылады. Ғылыми-зерттеу зертханасында осы мақсатта таҗ эфирі қолданылады. Полиэтиленгликольдер көбінесе практикалық қолданбаларда қолданылады. Бұл лигандтар сілтілі металл катиондарын (әдетте Na+ және K+) капсулалайды, бұл үлкен липофильді катиондарды береді. Бұл полиэфирлердің ионын қамтитын гидрофильді "ішкі" және гидрофобты сыртқы бөлігі бар. Хиральдық фазалық трансферті катализаторлары да дәлелденді.
Қолданбалар
ПТК өнеркәсіпте кеңінен пайдаланылады. Мысалы, полиэстерлер ацил хлоридтер мен бисфенол А-дан дайындалады. Фосфотиотты негізіндегі пестицидтер фосфотиоттарды ПТК катализацияланған алкилдеу арқылы алынады. ПТК-ның күрделі қолданылуларының бірі цинхона алкалоидтарынан алынған хиральды төртінші аммиак тұздарымен катализделетін асимметриялық алкилдеулерді қамтиды.