07 Ikasturtea Ikasturtea

Transcription

1 Kiimika rganikoa II Saila Kiimika rganikoa II Saila Sarrera: Industria Kimikoa Gizakien jarduera-sektore garrantzitsuenetarikoa. Beste sektoreentzako ezinbestekoa: Lehengai iturria Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 1. Gaia: Sarrera 1.- Industria Kimikoa Industria kimikoa nazioarteko ekonomian. 2.- Industria kimikoaren ezaugarriak Enpresa kimika handienak Produktu kimiko salduenak. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Industria kimikoa nazioarteko ekonomian Jarduera ekonomikoen sailkapena EEBB: AICS (orth American Industry assification System) Europa: ACE (omenclatura de Actividades de la Comunidad Europea) U: ISIC (International Standard Industrial assification of all economic activities) Sailkapenak antzekoak dira: Kimika manufaktura arloan aurkitzen da

2 Industria kimikoa nazioarteko ekonomian Kiimika rganikoa II Saila Industria kimikoa nazioarteko ekonomian Kiimika rganikoa II Saila Activity ACE index Activity Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila AICS index Agriculture, hunting and forestry A Agriculture, forestry, fishing and 11 hunting Fishing B Mining 21 Mining and quarrying C Utilities 22 Manufacturing D Construction 23 Electricity, gas and water supply E Manufacturing Construction F Wholesale trade 42 Wholesale and retail trade; repair of G Retail trade motor vehicles, motorcycles and personal and household goods otels and restaurants Transportation and warehousing Transport, storage and I Information 51 communication Financial intermediation J Finance and insurance 52 Real estate, renting and business activities K Real estate, renting leasing 53 Public administration and defence; L Professional, scientific and 54 compulsory social security technical services Education M Management of companies and 55 enterprises ealth and social work Administrative and support and 56 waste management and remediation services ther community, social and Educational services 61 personal service activities Activities of households P ealth care and social assistance 62 Extra-territorial organizations and bodies Q Arts, entretainment and recreation 71 Accomodation and food services 72 ther services (except public 81 administration) Public administration 92 Manufaktura arloa Irudia: Fakturazioa eta balio erantsia manufaktura industria arloan (EEBB, 1999, $bilioietan). Parentesi artean AICS indizea agertzen da. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Textile mill products (313) Food (311) Beverage and tobacco products (312) ther textile products (314) Shipments Apparel (315) Leather and allied products (316) Wood products (321) Paper (322) Printing and related support activities (323) Value added Petroleum and coal products (324) Chemicals (325) onmetallic minerals (327) Plastics and Rubber products (326) Primary metals (331) Fabricated metal products (332) Machinery (333) Electric equipment (335) Computer and electronic products (334) Transportation equipment (336) Miscelaneous manufacturing (339) Furniture and related products (337) Manufaktura industriaren balio erantsia bi mila bilioi dolar dira (barneproduktu gordinetik %20) eta haietatik bilioi dolar industria kimikoari dagokio Fakturazioa: Industria kimikoa, EEBB ekonomian laugarren tokian sailkatzen da produktu manufakturatuen arloan Balio Erantsia: irugarren tokian sailkatua Aipatzekoa da balio erantsia (229 bilioi$) petrolioaren arloarekin konparatuta (42.36 bilioi$) askoz handiagoa da (5.4 aldiz).

3 Industria kimikoa nazioarteko ekonomian Kiimika rganikoa II Saila Kiimika rganikoa II Saila Industria kimikoa Fakturazioa (2000): 1700 bilioi dolar 10 milioi lagun baino gehiago lan egiten dute arlo honetan. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Irudia: Industria kimiko globala eskualdeen arabera (2000). USA 27% ther orth America 2% Latin America 6% rest of Word 7% Asia/Pacific 29% Western Europe 29% Industria Kimikoaren Ezaugarriak Ekoiztutako produktuak bi multzotan sailkatzen dira Bulk Chemicals : handizka ekoizten dira Fine Chemicals : erabilera konkretua betetzeko produktuak Askoz kupuru txikiagoz ekoiztuta. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Irudia: Industria kimikoaren banaketa (EEBB, 2000). 35 Shipments Value added Basic Chemicals (3251) Resins, synthetic rubbers, artificial and synthetic fibers and filaments (3252) Pesticides, fertilizers and other agrochemicals (3253) Pharmaceuticals and medicines (3254) Paint, coatings and adhesives (3255) Soap, cleaning compounds and toilet preparations (3256) ther chemical products (3259) errialde garatuen ekonomian ezinbestekoa da, hau da, ez dago industria kimikoak betetzen dituen eginkizunak egin ditzakeen beste industria motarik. Bere presentzia nabaritzen da gizarteen arlo guztietan. so industria dinamikoa. Etengabe berritzen ari da Fakturazioa eta balio erantsia konparatuz: fine chemicals askoz eragin handiagoa daukate balio erantsiaren ikuspuntutik fakturazioren ikuspuntutik baino. fine chemicals industriak behar duen inbertsioa baxua da kapitalaren ikuspuntutik (instrumentazioa, instalazioak, etab) baina oso altua lanaren ikuspuntutik (eskulan, ikerketa, etab.). Adibidea: industria farmazeutikoa. bulk chemicals industrian kapitalaren inbertsioa handia da baina oso inbertsio baxua egin behar da lanaren ikuspuntutik.

4 Industria kimikoaren ezaugarriak Kiimika rganikoa II Saila Industria kimikoaren ezaugarriak Kiimika rganikoa II Saila Industria kimikoaren ezaugarriak eldutasuna: nde asko darama lan egiten munduko ekonomietan. azkundea konstante eta neurrizkoa da, gorabeherarik orokorrean Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila jaso gabe. Adibidez: Produktu kimiko basikoen beharrak (etileno, azido sulfuriko, bentzeno, propileno, etab.) ezagunak dira eta aldaketa handiak jaso gabe azioarteko egoerarekiko menpekotasuna: asierako lehengaiak (batez ere bulk chemicals arloan) iturri berriztaezinetatik datoz: Egoera geopolitikoaren arabera, lehengai hauen eskuragarritasuna eta balioa aldatzen da. Garatzen ari diren herrialdeekiko lehia: errialde hauek lehengaien beharrak asetu behar dira. rain hasi dira beraien industria kimiko propioa garatzen teknologia orain eskuragarri dutelako. Gainera hauek dauzkate munduko petrolioaren eta gas naturalaren iturri handienak. Eskala handiko industria: Industria kimikoak hobeto lan egiten du kopuru handiekin. onek esan nahi du erraz automatizatu daitekeela eta berez, inbertsio ekonomiko garrantzitsuena makinarian eta lantegietan egin behar dela ekoizten hasteko baina koste laboralak askoz txikiagoak izango dira hasieran. ( fine chemicals arloan izan ezik) Industria kimikoaren ezaugarriak onnahikotasuna eta ezinbestekotasuna: Industria kimikoa hasten da produktu gordinetatik (petrolioa) eta produktu elaboratuagoak lortzen dira (eteno, propileno...) baina produktu elaboratu hauek industria kimikoarentzat ere lehengai bihurtzen dira, produktu konplexuagoak ekoizteko. Era berean, beste industria mota guztiek erabiltzen dituzte Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila produktu kimikoak bere produkzio prozesuetan Adibidez 20. mendean herrialde baten garapen industriala neurtzeko azido sulfurikoaren produkzioa erabiltzen zen adierazle bezala. Gaur egun etilenoaren produkzioa erabiltzen da All other manufacturings 5% Instruments 1% mining 1% primary metals 1% non-metallic mineral products 1% Petroleum refining 1% Motor vehicles 2% Electrical and electronics 2% Construction 3% Paper & printing 4% Agriculture 5% Consumers 14% Furnishings & textile 6% services 9% ealth care 33% rubber & plastics 12% Final shipments $380.1 billion Exports $79.9 billion Intra-industry sales $93.0 billion Irudia: ork erosten ditu produktu kimikoak (EEBB, 2000). Chemical Industry Sales $460 billion Adibidez, errazagoa da 5 tona propenoarekin lan egitea edo garraiatzea, 5 kg baino. rkatuaren ezustekoen aurreko menpekotasuna: Industria kimikoan nahiko ohikoa da merkatuen ezustekoek eragindako aldaketa handiak sortzea, onerako edo txarrerako. Adibidez. Berun-gabeko gasolinaren agerpenak, rkatuan sartzeko askatasuna: Produktu kimikoak gehienetan hobeto ekoizten dira kopuru handietan eta horregatik kosteak bakarrik dira handiak planta martxan jartzerakoan, Gainera konposatu kimiko erabilienak ekoizteko prozesuak babesten zituzten patenteak amaitu dira. Beraz,, oso erraza da negozioan sartzea. Salbuespenak: industria farmazeutikoa eta agroalimentarioa.

5 Industria kimikoaren ezaugarriak Kiimika rganikoa II Saila Industria kimikoaren ezaugarriak Kiimika rganikoa II Saila Industria kimikoaren ezaugarriak sasuna eta segurtasun lege zorrotzak: Industria kimikoa kontrolatuenetarikoa da ikuspuntu legaletik. Arauak ingurumena ez ezik langileak eta gizartearen osasuna ere babesteko asmoz antolatuta daude. Konposatu kimikoak kaltegarriak dira baina aldi berean beharrekoak. Egoera hau arautzeko lege sistema konplexuak Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila sortu dira. Dena den, nahiz eta zenbait kasutan produktu kimiko bat kaltegarria dela jakin, oraindik ekoizten eta saltzen da. Adibidez: PVC, DDT,Bentzenoa, etab. ahiz eta arau internazionalak egon, errialde bakoitzak bere erakunde propioak ditu. adibidez: Ingurumena:: EEBB: EPA (Environmental Protection Agency) Europa: EEA (European Environment Agency). Sendagaiak EEBB: FDA daukate (Federal Drugs Administration) Europan EMA (European dicines Agency). Ikerketa eta garapen (IG) kostu altuak: Mundu osoan zientifikoen %15-a lan egiten ari da industria kimiko arloan ikerkuntza lanetan. fine chemicals arloan askoz garrantzitzuagoa. Irudia: (IG) Gastuak sektore kimikoean Basic industrial chemicals 5 0 Fertilizers Speciality chemicals Consumer products Pharmaceuticals and agrochemicals Taula: (IG) Gastuak zenbait enprestan Company Country R&D as % total sales Dupont US 5.58 Dow Chemical US 3.88 Ciba Speciality Chemicals C 3.38 Bayer D 3.33 Degussa D 2.67 Aventis F 2.28 Akzo obel L 2.07 enkel D 1.57 Praxair US 1.29 Air Liquide F 1.18 Solvay B 0.99 Totalfina Elf F 0.44 BASF D 0.29 Pharmaceutical companies Roche C ovartis C GlaxoSmithKline UK Aventis C Astra-Zeneca UK-Scand Industria kimiko handienak Taula: 25 Enpresa kimiko handienak (1999) Rank Enterprise Country Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Chemical sales ($ million) 1 BASF D DuPont US Dow Chemical US ExxonMobil US Bayer D TotalFina Elf F Degussa D Royal Dutch Shell UK/L ICI UK BP UK Akzo obel L Sumitomo Chemical J Mitsubishi Chemical J Mitsui Chemicals J untsman US General Electric US Chevron Phillips US Dainippon Ink & Chemicals J Equistar US DSM L enkel D Sabic SA Syngenta C Rhodia F Sinopec China so herrialde gutxi daude errepresentatuta: 50 enpresa kimiko handien sailkapenean agertzen dira baita ere India, Italia, Belgika orvegia, Taiwan eta Kanada. andienak petrokimikoak dira.

6 Industria kimikoaren ezaugarriak Kiimika rganikoa II Saila Produktu kimiko salduenak Taula: 25 Produktu kimiko salduenak Estatu Batuetan (2000) Rank Chemical Production (billion lb) 1 Sulfuric acid itrogen xygen Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 4 Ethylene Lime Ammonia Propylene Chlorine Phosphoric acid Sodium hydroxide Sodium carbonate Ethylene dichloride Benzene thyl tert-butyl ether Vinyl chloride itric acid Ammonium nitrate Urea Carbon dioxide Ethylbenzene thanol Styrene Potash ydrochloric acid Phtalic acid 9.22 Ezorganikoak: 2 S 4 oraindik da konposatu salduena. Ia saltzen den erdia fosfatoak eta amonio sulfato prestatzeko, (ongarriak). itrogeno, amoniako eta azido fosforikoa arlo berberean erabiltzen dira. xigenoa erabiltzen da industria metalurgikoa batez ere. Sodio karbonatoa beira egiteko eta kloroa paperaren industrian. rganikoak: Gehienak polimeroen osagaiak dira

7 Kiimika rganikoa II Saila Kiimika rganikoa II Saila Industria Kimikoan Erabilitako Konposatu Kimikoen Jatorria Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 2. Gaia: : PETRLITIK ETA GAS ATURALETIK LRTUTAK KPSATU KIMIKAK 1.- Industria kimikoan erabilitako konposatu kimikoen jatorria. 2.- Petrolioa eta gas naturalaren tratamendua Petrolioaren distilazio frakzionatua Gas aturalaren distilazio frakzionatua. 3.- Petrolioa eta gas naturaletik lortutako produktuak Petrolioaren frakzioen finketa. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Industrian erabilitako konposatuen jatorria Iturri berriztagarriak (Koipeak, azukreak, zelulosa, etanola..) Iturri mineralak: Petrolioa, Gas naturala, Ikatza) (iturri biologikoa) Taula: Konposatu kimiko organikoen jatorria. atural Gas and Petroleum Carbohydrates Ethylene Cellulose Propylene Starch Butenes and Butadiene Sugars Benzene Gums Toluene Xylenes thane Coal Fatty acids and derivatives Synthesis gas (C 2) Fats and oils Acetylene Egunero erabiltzen ditugun konposatuen iturri nagusia: Petrolioa Lehengai garrantzitsuenak (eteno, propeno, bentzeno,..) Petrolioaren arazoa: Produktu kimikoen lehengaia ala energia-iturria? Petrolioaren urritasunaren ondorioz: Gas naturalaren erabilera Beraz: Petroliaren eta gas naturalaren helburua (lehengaia ala energiaiturria): errialde bakoitzaren egoera ekonomikoaren arabera EEBB: Petrolioa batez ere erregai moduan Europa: Petrolioa konposatu kimikoen iturri moduan Ikatza: konposatu kimikoen lehengai garrantzitsuena II munduko guda arte. Gauregun: Synthesis gas ekoizteko Iturri berriztagarriak: Etorkizunari begira. Fine chemicals produktuen lehengaiak

8 Petrolioaren distilazio frakzionatua Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren distilazio frakzionatua Kiimika rganikoa II Saila Petrolioa eta Gas aturalaren Tratamendua Petrolioaren distilazio frakzionatua Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Petrolio gordina nahaste konplexua da Lurretik ateratzen den moduan ez du ezertarako balio C 3 C 3 C 4 C 3 C 2 C 3 3 C C C 3 3 C C C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 2 C 2 C 3 S C 3 C 3 Irudia: Petrolioan aurkitutako zenbait konposatu S C 3 3 C C 3C3 3 C C 3 Petrolioa erabilgarria izateko: 3 C C 3 3 C 3 C C 3 3 C S 3 C 3 C C 3 3 C C 3 Petrolioaren distilatuak Fraction 1. Gases thane (65-90%) Ethane, Propane Butane Boiling Point Range <20ºC Comments Similar to natural gas. Useful for fuel and chemicals. Also obtained from catalytic cracking and catalytic reforming. Some of it flared because of cost of recovery. -Butane, however is practically always recovered Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 2. aphta Light naphtha (C5, C6 hydrocarbons) eavy naphtha (C7-C9 hydrocarbons) ºC ºC aphtha is predominantly C5-C9 aliphatic and cycloaliphatic compounds. May contain some aromatics. Base for gasoline. Usful for both fuel and chemicals. Light naphtha now considered undesirable in gasoline because catalytic reforming yields benzene, which is toxic and has a relative low octane number 3.- Atmospheric Gas il Kerosene ºC Contains C9-C16 compounds useful for jet, tractor and heating fuel Diesel Fuel ºC Contains C15-C25 compounds, mostly linear. Useful for diesel and heating fuels. Gas oil is catalytically cracked to naphtha and may be steam cracked to olefins. 4.- eavy fractions Lubricating oil >370ºC Used for lubrication Residual or heavy fuel oil >370ºC Used for boiler fuel. Vacuum distillation gives vacuum gas oil for catalytic cracking. Asphalt and resid Used for paving and coating Irudia: Petrolioaren distilazioaren eskema eta petrolio-findegi baten argazkia. 1.- Distilazio Frakzionatua 2.- Finketa

9 Gas aturalaren distilazio frakzionatua Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen finketa Kiimika rganikoa II Saila Gas naturalaren distilazio frakzionatua Gas naturala: presio eta tenperatura arruntean gas egoeran Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila aurkitzen diren hidrokarburoen nahasketa da saketa aldakorra meatokiaren arabera Gehienetan petrolioarekin batera aurkitzen da sagaiak: tano (%85-%95) etano, propano, butano eta beste hidrokarburo.: rain dela 20 urte, gas naturala garraiatzeko eta gordetzeko teknologia ez zegoen garatuta eta oso garestia zen. orregatik erretzen zen. Gaur egun Gas naturala gordetzen da eta garraiatzen da presiopean jarri ondoren, egoera likido lortu arte. Distilazio frakzionatuan: LG (liquefied atural Gas) 1. FRAKZIA: tanoa 2. FRAKZIA: Etano propano, batez ere Frakzio hauek presiopean jartzen dira gordetzeko eta garraiatzeko tano likuatua GL (atural Gas Liquids) Petrolioa eta gas naturaletik lortutako konposatuak Petrolioaren Frakzioen finketa Distilaziotik lortutako frakzioak oraindik ez dira erabilgarriak. elburu nagusia: Gasolina ekoiztea Beste helburua: Konposatu organikoen lehengaiak ekoiztea. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Irudia: Petrolioaren frakzioen finketa prozesuak. Prozesu garrantzitsuenak azpimarraturik Cracking Steam cracking (lurrunpeko cracking-a): Alkano alifatikoak, alkano ziklikoak eta hidrokarburo aromatikoak eteno, propeno edo butadieno bihurtzen ditu. Alkeno hauek konposatu organikoen lehengai nagusiak dira Catalytic cracking (cracking katalitikoa): 5-12 karbonotako hidrokarburoak ematen ditu, gasolina bezala erabiltzeko egokiak, konposatu adarkatuak nagusiki eratzen direlako. Thermal cracking (cracking termikoa): Lehenenik asmatu zen cracking prozesua da baina gaur egun ez da ia erabiltzen. Petrolioaren deskonposaketa termikoa burutzen da pisu molekular txikiagoko alkanoak eta coke (%100 karbonoz osatutako hondakin solidoa) emateko. Polimerization Pisu molekular txikiko olefinak (alkenoak) konbinatzen dira gasolinetan erabiltzen diren alkano adarkatuetan (C 5 -C 12 ) bihurtzeko. raindik ez da oso erabilia baina prozeso berri bati esker oktano-zenbaki altuko berunik gabeko gasolina lortzeko balio duenez gauregun hasi da apur bat gehiago erabiltzen. Catalytic Reforming idrokarburo alifatikoak eta ziklikoak deshidrogenatzen dira, hidrokarburo aromatikoak emateko, platino-alumina (Pt-Al 2 3 ) edo Renio-alumnia (Re-Al 2 3 ) katalizatzaile bezala erabiliz. Batez ere egiten da EEBB-etako findegietan Alkylation lefina bat eta alkano alifatiko bat konbinatzen ditu molekula adarkatuak emateko. so garrantzitsua oktano-zenbaki altuko gasolinak ekoizteko Isomerization Erabiltzen da kate linealeko produktuak eratorri adarkatu bihurtzeko. Adibidez: n-butanoa metilpropano edo n-pentano dimetilpropano bihurtzeko. Coking Erabiltzen da petrolioaren distilazioan lortzen diren frakzioetatik metalak kentzeko. Frakzioa berotzen da airerik gabeko atmosferatan, coke (%100 karbono) emateko eta solidoaren barruan metalak adsorbaturik geratzen dira. ydrotreating Petroliaren frakzioetan aurkitzen den sufre, nitrogeno eta oxigeno 2 S, 3 eta 2 bihurtzen dira.

10 Petrolioaren frakzioen finketa Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen osagaiak: ALKAAK (funtzio talderik ez) Konposatu organikoak lortzeko konposatu funtzionalizatuak behar ditugu, erreakzioak egiteko ARAZAK: 1. Azetilenoa ekoiztea oso prozesu garestia da 2 CaC 2 2 Kaltzio karburoa 2. Azetilenoa oso gas lekerkorra eta sukoia da 2 Ca 2 Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila ELBURUA: Alkanoetatik alkenoak lortu cracking Petrolioaren frakzioen cracking -a asierako egoera: Zer konposatu kimiko zeuden eskuragarri cracking -a garatu baino lehen? Ikatzaren destilazioa: Konposatu aromatikoak (bentzenoa, toluenoa, naftalenoa.. Batez ere koloratzaileak prestatzeko Azetilenoa: so garrantzitsua industria-iraultzan. C C 3 C 2 2 Erreaktibitatea: C 2 C-C lotura hirukoitza Protoiaten azidotasuna 2 1) C 2) 2 Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 1900 inguruan Union Carbide izeneko enpresa batean garatu zen prozesu bat azetileno eteno bihurtzeko hidrogenazio katalitiko baten bidez. (prozesu garestia) Etenoa askoz errezago manipulatzen da eta ez da hain sukoia eta leherkorra. Etenotik azetilenotikhasita prestatzen diren produktu berberak lor daitezke Alkenoak ekoizteko metodo sinple eta merkea bat behar zen PETRLIA Petrolioaren frakzioak aldatzeko lehenengo urratsak: Thermal cracking Thermal Cracking izeneko prozesua Yale Unibertsitateko irakasle baten asmakuntza dela onartzen da (Benjamin Silliman). Irakasle honek iradoki zuen petrolioaren distilazioak tenperatura altuetan deskonposaketa partziala eragin behar zuela, balio ekonomiko zenbait produktu eratuz. ( Balio ekonomikoa 1855-an argia emateko errekuntza lortzeak esan nahi zuen: adibidez lanparetako kerosenoa) Urte batzuk pasatu ondoren, (1912), William Burton-ek, Standard il izeneko enpresan, asmatu zuen prozesu praktiko bat thermal cracking prozesua aplikatzeko instalazio batean. Fabrika honek proportzio berdinetan gasolina (garai hartan oraindik baliorik gabe), keroseno eta petrolioaren hondakinak ekoizten zituen.

11 Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Steam cracking Cracking termikoaren arazo nagusia: coke aren eraketa thermal cracking erreakzioaren barruan ur-lurruna sartzen baldin bada, hidrokarburoen presio partzialak txikiago bihurtzen dira. Beraz, tenperatura baxuagoan egin daiteke erreakzioa, coke - aren eraketa murriztuz.. Lurrunpeko cracking-aren mekanismoa Erreakzio erradikalarioak ASIERA: Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila STEAM CRACKIG Bai cracking termikoak, bai lurrunpeko cracking-ak produktu funtzionalizatuak (alkenoak) ematen dituzte. Lurrunpeko cracking-a gaur egun da industria kimikoaren bihotza eta arima, hiru lehengai garrantzitsuenak prozesu honen bidez ekoizten direlako: etenoa, propenoa eta butadienoa. Beste hidrokarburo batzuk ere lortzen dira kopuru baxuagoetan: isobuteno, 1-buteno, 2-buteno, zenbait C5 isomero, bentzenoa eta toluenoa. Arazo tekniko ugari gainditu behar izan dira prozesu hau gaur egun ezagutzen dugun bezain eraginkorra izateko. ain pisu molekular txikiko produktuak isolatzeko eta purifikatzeko metodologia fisiko eta mekanikoak behar izaten dira tik aurrera lurrunpeko cracking-a burutzeko erreaktorea estandar bihurtu zen eta erreaktore modernoak (hauetako bat eraikitzearen balioa gutxi gora behera 1000 milioi dolarrekoa da) erabiltzen dira esklusiboki etenoa eta propenoa ekoizteko mundu osoan. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila PRPAGAZIA: etab.. β-apurketak etab.. Adibidez: BASF izeneko enpresa alemaniarrak eta Fina izeneko enpresa Belgiarrak urtero tona produktu ekoizteko gai den erreaktore bat eraiki zuten EEBB-etan. AMAIERA: 2 C 3 C 4 C 3 C 3 C 3 C 3 etab..

12 Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Lurrunpeko crackinga Prozesuaren etekina iturriaren arabera da Petrolioaren erabilera nagusia betetzen: Cracking katalitikoa gasolina ekoizteko 100Kg naphta (Europa) 100Kg GL (EEBB) Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Ethylene 31.25Kg Ethylene 42.00Kg Propylene 13.20Kg Propylene 20.83Kg C4 lefins Pyrolysis Gasoline ydrogen, thane and other Remaining (higher olefins and undefined material) Pyrolysis gasoline 26% ydrogen, methane and other 7% 7.64 Kg C4 lefins 3.34Kg 3.12Kg 2.09Kg 4.52Kg 1.25Kg 26.40Kg Pyrolysis Gasoline 6.27 Kg Benzene 5.35Kg Benzene 2.10 Kg Toluene 3.47Kg Toluene - C5 olefins 2.50Kg C5 olefins - ther higher 15.08Kg ther higher 4.17Kg olefins (C6-C8) olefins (C6-C8) Steam cracking of naphta Remaining 15% C4 olefins 8% 7.00Kg ydrogen, thane and other 14.51Kg Remaining (higher olefins and undefined material) Ethylene 31% Propylene 13% ydrogen, methane and other 27% Pyrolysis gasoline 6% Steam cracking of GL C4 olefins 3% Remaining 1% Propylene 21% 27.09Kg 0.51Kg Ethylene 42% afta izeneko petrolioaren frakzioak C5-C9 hidrokarburoz osatuta dago eta hidrokarburo hauek likido sukoiak direnez, gasolina bezala erabil zitezkeen, BAIA idrokarburoak, batez ere linealak dira eta hauek ez dira egokiak barne-errekuntzako motorea ibiltzeko. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Adibidez: Motor bat lan egiteko n-heptanoa erabiltzen bada (0 oktano zenbakia dagokio) erregaia azkarregi lehertzen du eta pistoien mugimendua ezin da koordinatu, motorea desorekatuz eta geldiaraziz. 2,2,4-Trimetilpentano (isooktano: 100 oktano zenbakia dagokio) pistoiak abiadura egokia mugiarazten ditu, motorea ezin hobeto lan eginez. Lurrunkortasun egokia daukaten hidrokarburo adarkatuak behar dira CRACKIG KATALITIKA lehenengo cracking katalitikoa 1920-an A. J. oudry-k asmatu zuen. alkanoen nahasketa bat buztin baten aurrean ( zeolita izeneko buztina) berotu zuen eta lortutako produktua aztertu zuenean ikusi zuen alkano adarkatuen proportzioa izugarri handitu zela. oudry-ren katalizatzaileak maizko birsorkuntza behar izaten zuen, coke kopuru handian eratzen zelako, katalizatzailea desaktibatuz. Dena den, bi korporaziok: Socony Vacuum il Co. (Gaur egun ExxonMobil il Co) eta Sun il Co. instalazio batzuk eraiki zituzten oudry katalizatzailea cracking katalitikoan erabiltzeko. Garai hauetatik gaur egunera katalizatzaileak askoz hobetu egin dira eta orain zeolita sintetikoak erabiltzen dira, cracking katalitikoa askoz errazago, etekin hoberekin eta era garbiagoan burutzeko.

13 Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Cracking katalitikoaren mekanismoa Zeolitak: aluminosilikatoak Si 4 eta Al 4 tetrahedroz osatuta. Zeoliten barruan kanalak eratzen dira eta kanal hauen neurriak hidrokarburoen molekulen tamainaren antzekoak dira. Kanal hauetan azidotasuna izugarria da, beste azido arruntekin konparatuz. Cracking katalitikoaren mekanismoa Karbokatioiak berrantolatzen dira 3 C A representation of Zeolite Y with an acid centre impurity (red: Si; Blue: ; Magenta: Al: Green: A 3-D representation of Zeolite-Y and its Scanning Electron Microscopy Picture II Saila Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II MEKAISMA: Polarra, Karbokatioiak eratzen dira beroa C 2 -C 4 C 2 =C 2 C 2 -C 3 II Saila Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II Beste berrantolaketak Karbokatioien portaera vs erradikalen portaera. Zergatik erradikalak ez dira berrantolatzen? erradikalen arteko energiaren aldea nahiko txikia da, karbokatioien egoerarekin konparatuz. orrek esan nahi du β-apurketaren bidez molekulek egonkortasun handiagoa irabazten dutela Carbocation Radical C3 β-eliminazioa Irudia: Karbokatioien eta erredikalen eraketa-energia C3-C2 (C3)2-C (C3)3-C

14 Petrolioaren frakzioen finketa: Cracking Kiimika rganikoa II Saila Petrolioaren frakzioen finketa Kiimika rganikoa II Saila Cracking katalitikoa Cracking katalitikoak nagusiki alkano adarkatuak ematen ditu Gasolina egiteko denez, batez ere naftaren gainean aplikatzen da (EEBB) edo gasolio atmosferikoan (Europa) Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Taula: Gasolio atmosferikoaren cracking katalitikoaren produktuen banaketa Propylene Butenes Isobutane Branched isomers C5 to C9 Ethylene, ethane, butane Residue and coke Unreacted Gas-il 100Kg Atmospheric Gas-il Catalytic Reforming 3.10Kg 6.21Kg 3.14Kg 37.00Kg 6.90Kg 29.00Kg 14.65Kg Unreacted Gas-il 15% Residue and coke 29% Ethylene, ethane, butane 7% Butenes 6% Propylene 3% Branched isomers C5 to C9 37% Isobutane 3% Catalytic Reforming izeneko prozesuak hidrokarburo alifatiko eta/edo ziklikoak konposatu aromatiko bihurtzen ditu. Europako konposatu aromatikoen iturria, lurrunpeko cracking-ean eratzen den pyrolysis gasoline izeneko frakzioa da nagusiki (aromatikoak lortzen dira zuzenean), EEBB-etan, non bentzeno eta toluenoaren beharrak baxuagoak diren, konposatu aromatikoak catalytik reforming izeneko porzesuaren bidez prestatzen dira. ori dela eta, prozesu hau burutzeko lehengaia nafta izaten da. Catalytic Reforming Prozesu honetan zenbait erreakzio burutzen dira, garrantzitsuenak isomerizazioa, deshidroziklazioa eta deshidrogenazioa izanez. iso-alkanes (e.g. methylpentane) Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila isomerization n-alkanes (e.g. n-hexane) Taula: Pyrolysis gasoline izeneko frakzioaren eta naftaren catalytic reforming izeneko prozesuak emandako produktuen banaketa Catalytic reforming of 100kg Pyrolisis Gasoline Catalytic reforming of 100Kg naphta Benzene 20.00Kg Benzene 11.00Kg Toluene 14.00Kg Toluene 55.00Kg C5 olefins 10.00Kg Xylenes 29.00Kg ther higher olefins (C6-C8) 56.00Kg ther higher olefins (C6-C8) 5.00Kg Alkylation Prozesu hau erabiltzen da gasolinen oktano-zenbakia hobetzeko. Alkenoak eta hidrokarburo adarkatuak tratatzen dira katalizatzaile azido sendo baten aurrean ( 2 S 4 edo F, normalean) tenperatura baxuagoetan (10-50ºC), hidrokarburo adarkatuak emanez. dehydrocyclization alkylcyclopentanes (e.g. methylcyclopentane) dehydro cyclization dehydro cyclization isomerization cyclohexanes dehydrocyclization (e.g. cyclohexane) dehydrogenation aromatics [Pd] - 2 [Pd] - 2

15 Quimika rganikoa II Saila Quimika rganikoa II Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 3. Gaia: : ETILETIK ETA PRPILETIK LRTUTAK PRDUKTUAK 1.- Etileno eta propilenoaren garrantzia. 2.- Etilenotik eta propilenotik lortutako polimeroak Etilenoaren polimerizazio erradikalarioa: LDPE Propilenoaren polimerizazioa: PP Etilenoaren Ziegler-atta polimerizazioa: DPE eta LLDPE Beste zenbait polietileno. 3.- Etilenotik lortutako beste zenbait produktu Binil kloruroa eta PVC (PolyVinylChloride) Azetaldehidoa Binil azetatoa Etileno oxidoa Etanola. 4.- Propilenotik lortutako beste zenbait produktu Akroleina, azido akrilikoa eta akrilonitriloa Azetona eta iso-propanola Propileno oxidoa Alil kloruroa Butiraldehidoa eta iso-butiraldehidoa til metakrilatoa Etileno eta propilenoaren garrantzia Konposatu kimiko garrantzitsuen zerrendan, lehenengo lekuetan propileno eta etileno agertzen dira. Etilenoa da industria kimikoaren lehengai garrantzitsuena. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Poly(vinyl acetate) n-butanol 3 C Acetic acid ethyleneglycol 3 C vinyl acetate C 3 acetaldehyde styrene oxide C 3 C 2 ethanol ethylene dichloride ethylbenzene vinyl chloride Low density polyethylene igh density polyethylene styrene xidation reactions Polimerization reactions Friedel-Crafts reactions Taula: Etilenotk lortutako beste zenbait konposatu Polymers and copolymers Chemicals Very high density polyethylene Propionaldehyde Trichloroethylene Very low density polyethylene Propionic acid Tetrachloroethylene Ethylene-vinylacetate n-propanol Diethyleneglycol, Ethylene-vinyl alcohol Ethyl chloride and ethyl bromide Glycol ethers and esters Ethylene-ethyl acrylate Chemicals from acetaldehyde (acetic acid, etc.) Ethylene carbonate Ethylene-methylmethacrilate tal complexes (Et4Pb, etc) 1,3-Propanediol Ethylene- Butylacrylate Ethylenediamine Vinyl fluoride Polyethylene-nylon blends Ethylamines Vinyl ethers and ethers Ethylene-Propylene elastomers Ethylene dibromide Vinyl acetate 2% Ethylene oxide 12% Ethylbenzene 6% Ethylene dichloride 11% Ethanol 1% Acetaldehyde 1% olefins 5% DPE 22% ther 13% LDPE 13% LLDPE 14% Vinyl acetate 1% Ethylene oxide 10% Ethylbenzene 7% Ethylene dichloride 14% Acetaldehyde 2% DPE 23% olefins 2% PVC polystyrene Irudia: Etilenotik lortutako produktu kimikoak EEBB-etan eta ndebaldeko Europan (1999) Ethanol 1% ther 6% LDPE 25% LLDPE 9%

16 Etileno eta propilenoaren garrantzia Quimika rganikoa II Saila Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila Etilenoren atzetik, hurrengo konposatu garrantzitsuena propilenoa da. Etilenoa bezala, propilenoaren erabilera nagusia polimeroak lortzea da, baina beste konposatu garrantzitsu batzuk ere lortzeko balio du. Erreaktibitatearen ikuspuntutik, propilenoak du ezaugarri kimiko Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila karakteristikoa: hidrogeno alilikoak. (aktibazio alilikoa). epoxy resins glycerol polyuretanes CR Acrylates Phenol epichlorhidrin C Acrylic acid acetone Allyl chloride C Acrylonitrile C Acrolein isopropylbenzene (cumene) C 3 3 C iso-propanol C 3 Irudia: Propilenotik lortutako produktu kimikoak EEBB-etan eta ndebaldeko Europan (2001) Cumene 10,3% Polypropylene xidation reactions Polimerization reactions Friedel-Crafts reactions n-butanol 4,5% Acrylic acid 3,9% Propylene oxide 10,5% iso-propanol 3,9% Acrylonitrile 11,6% ther 4,2% Polypropylene 51,1% acetone 3 C 1-Chloro-2-propanol Butyraldehyde 3 C Propylene oxide 3 C C 3 3 C C 3 Propylene oxide tert-butanol 3 C C C C 3 iso-butyraldehyde n-butanol C 3 3 C iso-butanol Allylic activation reactions iso-propanol n-butanol 3% Acrylic acid ther 8% 0% 10% Cumene 7% Propylene oxide 10% Acrylonitrile 9% Polypropylene 53% Etileno eta propilenotik lortutako polimeroak Etilenoaren polimerizazio erradikalarioa: LDPE (Low Density PolyEthylene) Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Polietilenoaren aurkikuntza ustegabekoa izan zen. Polietilenoak, ezaugarri fisiko oso interesgarriak ditu: Urtuta, oso moldagarria da, nahi den itxura eman ahal izateko eta, gainera, oso isolatzaile ona da. Irudia: LDPE-z egindako zenbait eguneroko produktu kanismoa: Erradikalarioa ASIERA PRPAGAZIA R AMAIERA 2 R n-1 R R R R R R R n-1 n-1 R (n-1) R 2n Irudia. LDPE-aren ikurra R n-1 C 3 3 C 2n polietilenoa

17 Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila BAIA: LDPE-aren egitura adarkatua da. Adarkatze honek malgutasuna ematen dio polimeroari. (Polimeroaren dentsitatea baxuagoa da). Adarkatze prozesu honen azalpena: Molekula organikoetan sei atomoetako antolamendu ziklikoek egonkortasun maila nabaria lortzen da, tentsio angeluarrik eta bihurdura-tentsiorik gabeko egiturak direlako Propilenoaren polimerizazioaren aurkikuntza, berriro, kasualitatez gertatu zen. Prozesu hau garatzeagatik 1963-an Karl Ziegler-ek eta Giulio atta-k obel saria eskuratu zuten Polimerizazioa gertatzen da titanio edo zirkonio katalisatzaile baten aurrean. kanismo polarra. Erreakzioa metalaren koordinazio-esferan gertatzen da eta metalak (katalisatzaileak) aktibatzen du alkenoa polimerizazio erreazkioa gertatzeko. Alkenoa lotzen da metalarekin, bere π-elektroien bidez eta, olefinaren gainean hutsune elektronikoa gertatzen da. Jose LDPE M σ-bond Jose Kimika Kimika rganikoa rganikoa II L. Vicario Propilenoaren polimerizazioa: PP (Polypropylene) Propilenoaren polimerizazio erradikalarioa ezinezkoa da. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II C C L. Vicario ASIERA PRPAGAZIA R R R II Saila Saila R C 3 C 3 R R C 3 C 3 R Ti X X (Ti 2 katalisatzaile solidoa) Tratamendua 07 Ikasturtea π-backbond M C C π σ C C M LUM empty d-orbital tal filled π-orbital filled empty d-orbital π -orbital Alkene LUM M M π C C M kanismoa: II Saila Saila R Ti X Ziegler katalisatzailea C 3 Ikasturtea R Ti C 3 Ti R C 3 C 3 σ Ti R C 3 C 3 R C 3 C 3 C 3 R C 3 C 3 C 2 R C 3 C 3 C 2 C 3 C 3 C 3 Ti C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 R C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 R Ti Polipropilenoa C 3 R Ti C 3 C 3 R n

18 Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila ESTEREKIMIKA garrantzitsua da. iru polipropileno mota dago C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 R C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 R C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 R Estereokimikaren kontrola: Katalisatzaile kirala behar da, propilenoaren bi aurpegi enantiotopikoak desberdintzeko gai. Polipropileno isotaktikoa n Polipropileno sindiotaktikoa n Polipropileno ataktikoa n oso polimero sendoa eta gogorra polimero likatsua Sindiotaktiko antzekoa Irudia: Polipropileno isotaktikoz egindako zenbait eguneroko produktu II Saila Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II Katalisatzaile heterogeneoak erabili beharrean, gauregun konposatu disolbagarriak erabiltzen dira (talen konplexuak). talaren atomo guztiak aktiboak dira. Ti Kontrola dezakegu leku katalitikoaren inguru kimikoa, erreakzioaren produktuaren estereokimika eta erreakzioaren etekina kontrolatuz. Askotan, katalisatzaile hauei single-site katalisatzaieak deritze. Konplexu erabilienak Sandwich motatakoak dira C 3 Irudia. Polipropilenoaren ikurra Ti Ti C 3 C 3 C 3 3 C Ti C 3 II Saila Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II Etilenoaren Ziegler-atta polimerizazioa: DPE eta LLDPE Ziegler-atta baldintzak etilenoaren polimerizazioan aplikatzen badira, adarrik gabeko polietilenoa lortzen da, oso polimero sendo eta kristalinoa. Berotzean, urtzen da, sendotasuna hoztean berreskuratuz. (moldakorra) Zuntzak lortzeko balio du idrofoboa da. Ti 2 C C 2 2 C C 2 Ti Ti Ti n C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 Polipropilenoa Ti C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 Ti DPE n Ti Ti

19 Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila Etileno eta propilenoatik lortutako polimeroak Quimika rganikoa II Saila Etenoaren polimerizazioa egin daiteke beste olefina baten aurrean (1- buteno, 1-hexeno, 1-okteno). (LLDPE) LDPE-arekin konparatuz LLDPE polimeroan, adarrak sortzen dira era erregularean. Egoera erregular honek, molekulen arteko kontaktua errazten du, polimeroaren kristalinitatea eta sendotasuna handituz. LLDPE erabiltzen da filmak., plastikozko moldeak eta poteak egiteko, LDPE bezala, baina apur bat sendoagoak eta indartsuagoak. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Ti Ti Ti Ti n LDPE Radical Polymerization Branched M.p. 80ºC % Crist.= 45% o comonomer d = Stretchable film. Electric insulator. Translucent. Very flexible Cable coatings, balloons, plastic bags DPE Ti Ti DPE talocene polymerization Unbranched M.P. 160ºC % Crist.= o comonomer d = Stiff solid. Moldable when heating. paque Tubing, bottles, tanks, stiff plastic objects Irudia: DPE-z eta LLDPE-z egindako zenbait eguneroko produktu LLDPE Ti LLDPE talocene polymerization Slightly branched M.p ºC % Crist.= 55 1-Butene, 1-hexene or 1- octene d = Stretchable film. Transparent Food films, plastic bags Irudia. DPE-aren ikurra Beste zenbait polietileno Ziegler-atta baldintzak aplikatuz plimero ugari sor daitezke, monomero desberdinak erabiliz Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Polimeroa Komonomeroa Ezaugarriak Etileno-Binil azetatoa (EVA) Etileno-Binil alkohola Etileno-Azido akrilikoa Etileno-Azido metakrilikoa Etileno-Etil akrilatoa Etileno-Butil akrilatoa Propileno Kopolimero fotodegradakorrak Etileno- Etilenotereftalatoa Ac Binil azetatoa C Azido metakrilikoa <50% Binil azetatoa erabiltzen denean dentsitate baxuagoko polimeroa lortzen da: Filmak egiteko erabiltzen da. ekazaritza arloan da erabilia transparenteagoa delako eta hobeto mantentzen du eguzkiaren beroa. Beste aplikazioa sendagaien administrazioan daukagu, kapsula semipermeableak eratzeko balio du, farmakoa denbora joana hala askatzeko (nikotina-partxeetan edo nitroglizerina-kapsuletan, adibidez) <50% Binil azetatoa erabiltzen denear itsasgarri moduan erabiltzen den goma bat lortzen da. so moldakorra da, zabaltzen da egoera likidoan eta berehala solido bihurtzen da, itsasgarri sendo bat sortuz. Gainera, ondo jasaten du ura eta horregatik kableak eztaltzeko ere erabiltzen da. Polimero hau oxigenoaren eta karbono monoxidoaren aurreko barrera onak dira, hidroxilo funtzio-talde polarrari esker. Erabiltzen da plastikozko garagardo Binil alkohola botiletan, non oxigenoaren bidezko etanolaren oxidazioa saihestu behar den eta C2-a likidoan disolbaturik mantendu behar den garagardoa kontserbatzeko. C Karboxilo taldei esker, egitura ionikoak sortzen dira (ionomeroak). Ioi hauei esker, metalak sar daitezke (a Azido akrilikoa, K ) eta honen ondorioz oso polimero sendo eta gogorra sortzen da. Ginera elkarrekintza ioninoak apurtzen dira tenperatura altuetan baina CEt Etil Akrilatoa C n Bu Butil Akrilatoa C Propileno berreskuratzen dira inguru tenperaturatan (portaera termoplastikoa). orrek esan nahi du, berotzean urtzen direla, moldagarri bihurtuz. oztean, sendotasuna eta gogortasuna berreskuratzen dute. Eskiatzeko botak edo golf pilotak egiteko erabiltzen da, adibidez. ndo jasaten du ura. Kableak eztaltzeko erabiltzen da ndo jasaten du ura eta ezaugarri fisikoak ondo mantentzen ditu tenperatura baxuetan. Elikagai izoztuak estaltzeko filmetan erabiltzen da, adibidez Elastomero ez-kristalinoa da. Gomak egiteko balio du. so gogorra, oxidazioaren aurreko iraupen oso ona du eta hori dela eta bizitza luzeko gomak izaten dira. Gurpiletan eta autoetako osagaietan, teilatuetan, gas-hodietan, besteak beste erabiltzen da. C Karbono monoxidoarekin polimerizatzean karbonilo funtzio-taldeak agertzen dira Karbono polimeroak eta hauek apurtzen dira ultramore argiaren aurrean. monoxido Supermerkatuetako plastikozko poltsak egiteko erabiltzen da. auxe da errazen birziklatzen den plastikoa. Ur-botiletan, olio-botiletan eta antzeko poteak egiteko erabiltzen da C Azido tereftalikoa

20 Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Binil kloruroa eta PVC (PolyVinylChloride) asieran, orain dela urte asko, binil kloruroa azetilenoaren gaineko azido klorhidrikoaren adizioaren bidez prestatzen zen. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Binil kloruroa Etilenotik lortutako lehenengo binil kloruroa prestatzen zen etilenoaren diklorazioa burutuz eta jarraian -aren eliminazioa gauzatuz. δ- δ 2 Binil kloruroa Beroa 1,2-Dikloroetano Arazoak: -aren eraketa eta 2 -aren erabilera (Prestatu behar da a-aren elektrolisiaren bidez (garestia) Alternatiba: Prozesu berri bat. Eratutako -a 2 bihurtzen da inguruan bertan Cu(II)-kat. 2 beroa 2 2 beroa PVC: Sintesia eta erabilera Binil kloruroaren erabilera nagusia PVC izeneko polimero plastikoa ekoiztea da. PVC-a binil kloruroaren polimerizazio erradikalarioaren bidez prestatzen da, Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Zentru estereogenikoak eratzen dira, baina polimero ataktikoa lortzen da. ASIERA R R PRPAGAZIA R AMAIERA 2 R n-1 R R R R R n-1 n-1 (n-1) R n-1 R R 2n n PVC (ataktikoa) Tenperatura altuetan ur daiteke eta hoztean gogortasuna berreskuratzen du (moldakorra). so plastiko sendoa eta egonkorra osatzen du xidazioaren aurreko eta uraren aurreko oso portaera ona erakusten du. Erabilera nagusia iturgintzan daukagu, non gaur egun erabiltzen diren tutuak PVC-az eginak diren. Irudia: PVC-z egindako zenbait eguneroko produktu Irudia. PVC-aren ikurra

21 Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Azetaldehidoa Batez ere n-butanola eta azido azetikoa ekoizteko erabiltzen zen baina, prozesu berriak agertu dira azken urteetan hauek prestatzeko eta horregatik azetaldehidoaren ekoizpena gutxitu egin da. n-butanola erabiltzen da beste azidoen n-butil esterrak prestatzeko Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila eta disolbatzaile moduan, (uretan oinarritutako margoetan). Azido azetikoak, beste zenbait erabileren artean, binil azetatoa egiteko balio du (poli (binil azetato)-aren monomeroa. asieran azetaldehidoa azetilenoaren hidrataziotik zetorren. (ximerkuriazioa/demerkuriazioa) g 2 Azetaldehidoa g 2 Azetaldehidoa etanolaren oxidaziotik lor daiteke, Etanola, etilenotik dator beste prozesu batzuen bidez. C 2 =C 2 C 3 C 2 Gaureguneko prozedura: Wacker prozesua C 2 =C 2 2 Cu (kat) g Fe(II) g 2 2 Fe(III) 2 g g 2 C 3 2 Ag kat. Azetaldehidoa Pd 2 kat. C 3 Azetaldehidoa MEKAISMA C 3 Azetaldehidoa Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Pd Cu 2 Pd 0 Pd 2 2Cu Pd 2 β-eliminazioa Pd I Pd II Pd II 2 2 asieran erreakzio estekiometrikoa zen paladioan kanismoa ezagututa, garatu zen prozesu katalitikoa

22 Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Azetaldehidoaren erabilera: n-butanola eta Ac asieran, n-butanola prestatzen zen erreakzio aldoliko gehi, hidrogenazio katalitiko baten bidez. C 3 K C 2 C 2 C 3 C C 2 δ- δ C 3 Binil azetatoa Azetaldehidoa bezala, hasieran binil azetatoa prestatzen zen azetilenotik hasita g 2 g 2 Fe(III) g Fe(II) C 3 C g g Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila n-butanola 2 Kat. 3 C Krotonaldehidoa Azido azetikaaren ekoizpena aitzitik ezaguna da, eta bide arrunta hartzidura zen (ozpina %3-tako azido azetikoaren disoluzioa da). Bide garbiago eta eraginkorragoa azetaldehidoaren oxidazioa da. au oso errez gertatzen da oxigenoaren aurrean. 2 3 C Azetaldehidoa 3 C 3 C K Irudia. n-butanola erabiltzen da disolbatzaile moduan, uretan oinarritutako margoetan 3 C Azido azetikoa Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila g 2 Baina orain Wacker prozesua aplikatzen da aac, 2 Ac C 2 =C 2 Cu (kat) Pd 2 (kat) Binil azetatoa Binil azetatoaren erabilera: poli(binil azetatoa) Poli(binil azetatoa) material itsasgarria da baina bere erabilera garrantzitsuena uretan oinarritutako margoen osagai nagusia izatea da. Uretan disolbagarria da baina lehortzean, ura aldaratzen duen geruza bat osatzen du, materiala babestuz eta garbitzen baimenduz. Poli(binil azetatoa) prestatzen da polimerizazio erradikalario baten bidez. Poli(binil azetatoa)-ren gaineko hidrolisia eginez, poli(binil alkohola) lortzen da. onek zuntzak osatzen ditu eta oihalak egiteko erabiltzen da. Poli(binil alkohola)-k butiraldehidoarekin erreakzionatzen du poli(binil butanal) emateko (PVB). onek filmak osatzen ditu kristalaren errefrakzio-indize berberarekin (segurtasun kristalak egiteko). Ac Ac Ac Ac n poli(binil azetatoa) (ataktikoa) K 2 n poli(binil alkohola) n poli(binil butanal)

23 Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Etilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Etileno oxidoa asieran, etileno oxidoa prestatzen zen lehenik, azido hipoklorosoaren adizioa burutuz eta jarraian ura gehituz. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila C 2 =C 2 Ca 2 2 Etileno oxidoa C 2 =C 2 so prozesu zaila eta garestia 2 Ca() 2 2 Klorhidrina Azido hipoklorosoa eratzen zen inguruan bertan 2 uretan disolbaturik eta kloroa gas toxikoa eta korrosiboa da. Kloro atomoak alferrik galtzen dira, azken produktuaren egitura ez baitago kloro atomorik. ahi den produktuarekin batera hondakin asko osatzen dira. Adibidez: tona bat etileno oxidoa ekoizteko bi tona kloro eta bi tona kaltzio hidroxidoa behar izaten ziren. Ca 2 helburu produktutik banatzea zaila da eta bere tratamendua hondakin moduan oso garestia. Gaur egun, etileno oxidoa lortzen da etilenoa eta oxigenoaren arteko erreakzioaren bidez, zilar katalizatzaile baten gainean. C 2 =C 2 2 Ag(0) kat. Etileno oxidoa Etileno oxidoaren erabilera: Etilenglikola Etilenglikola, prestatzen da etileno oxidoaren irekieraren ondorioz, Katalisi azidoaren bidezko uraren erasoa jasan ondoren Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 2 Etileno oxidoa 2 δ- δ Erreakzioaren arazoa: Erreakzioaren lehen produktua alkoxido anioia da, eta hau ura baino askoz nukleozale hobea da (oligomeroak eratuz). Industria kimikoaren erantzuna: Etileno oxidoaren Etanola 2 lortzeko prozesua eta etilenglikolaren prestaketa lantegi berberean jartzea. Etilenglikola erabiltzen da, poliester polimeroak eratzeko eta nagusiki, izotz-kontrako likidoa ekoizteko. Sistema hidraulikoetan eta baita ere hozte-likidoa edo likido bero- e moduan Etilenglikola Etanolaren ekoizpena, beti burutu egin da hartziduraren bidez, (artoa). Etanola, etilenotik lortzeko alkenoaren hidratazioa besterik ez da egin behar Etanola Erreakzioak energia handia behar izaten du (300ºC eta 69bareko presiopean), horregatik oso prozesu garestia da. Gainera, lortutako etanola ura/alkohol nahasketa bat da %96-a etanola edukiz. %100 etanol absolutua lortzeko destilazio azeotropikoa burutu behar da bentzenoarekin nahastuz eta honek prozesua are garestiago bihurtzen du.

24 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Akroleina, azido akriliko eta akrilonitriloa Akrilonitrilo erabiltzen da batez ere monomeroa bezala, zenbait polimero egiteko. II munduko gudan sartuta, nitrilo gomak akrilonitriloan oinarritzen Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila ziren. Askoz geroago aurkitu zen poli(akrilonitrilo)ak zuntzak osatzeko gai zela, bere aplikazioak izugarri zabalduz. Adibidez, oso ezagunak diren orlon, acrilan edo courtelle oihalak. Beste adibide adierazgarria ABS erretxinak dira. auek estireno, akrilonitrilo eta butadieno kopolimeroak dira. Material hauek solido sendoak, urratzeko zailak eta zenbait formulaziotan metalaren antzekoak dira (autoen edo elektrotresnen panelak egiteko erabiltzen dira) eta beste formulaziotan plastiko zurruna eta ez-eroaleak dira, adibidez, ordenagailuen eta telefonoen karkasak egiteko. ABS-erretsinaz egindako zenbait artukilu rlonez egindako zenbait artukilu Azido akrilikoa eta beraien esterrak arlo berberean erabiltzen dira, Azido poliakrilikoa uraren absorbatzaile oso eraginkorra da eta umeen oihaletan aurki dezakegu. Beste aplikazio garrantzitsua detergenteetan aurki dezakegu, fosfatoak ordezkatzeko. Azido poliakrilikoa magnesio eta sodio katioiak oso ondo konplexatzen ditu. Poli(akrilato esterrak) latex oihalak egiteko erabiltzen dira eta baita ere margotutako gainazalak ultramore argiak eragindako deskonposaketaren aurrean babesteko filmak egiteko balio dute, beraien argiaren aurreko egonkortasun altuagatik ean, akrilonitriloa ekoizteko bide bakarra azetilenoaren gaineko azido zianhidrikoaren adizioan zetzan. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Arazoak: Azetilenoa (sukoia eta leherkorra), C, pozointsua, C C C Akrilonitriloa Garai hauetan, azido akrilikoa akrilonitriloaren hidrolisiaren bidez edo akroleinaren oxidazioaren bidez prestatzen zen. Akroleina, kondentsazio aldolikoaren bidez prestatzen zen. 3 C Formaldehido Azetaldehido C K Akrilonitriloa 2 C K/ 2 2 C Azido akrilikoa 2 Akroleina Gaur egun akrilonitriloa zein azido akrilikoa propilenoaren oxidazioaren bidez prestatzen dira, metal katalisatzaile baten aurrean. Propilenoaren hidrogeno alilikoak aktibatzeko gain den baina lotura bikoitza ukitzen ez duen katalizatzaile selektibo bat behar da. Akronitriloa lortzeko erreakzioa amoniakoaren aurrean egiten da (amoxidazioa) 2 Kat. C 3 2, 3 C 2 kat. Kat. C Akrilonitriloa C 2 C 2 Bi Mo n 2 Akroleina Katalisatzaile batzuk 2 2 Azido akrilikoa Sb Sb Sb Sb n

25 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Azetona eta iso-propanola Wacker prozesuak etilenoan aplikatuta azetona ematen du, eta honen erredukzioak (hidrogenazio katalitikoa) iso-propanola ematen du. xidazioa erregioselektiboa da, Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Azetonaren erabilera garrantzitsuena disolbatzaile bezala izaten da. onetaz aparte, metil metakrilatoa (poli(metakrilato) egiteko), eta bisfenol-a (epoxi erretxinak egiteko) erabiltzen da. C3 2 Cu (kat.) Pd 2 (kat) Azetona 2 kat. iso-propanola au ez da azetona lortzeko bide erabiliena (prozesu hau bakarrik Japonen erabiltzen dute). Ekoizten den azetona gehiena kumenotik datoz eta hau, bentzeno eta propilenoaren arteko erreakziotik Propileno oxidoa Lehenengo hurbilketa etileno oxidoaren ekoizpena bezalakoa da. Erreakzio erregioselektiboa (Markovnikov produktua) Ca 2 C 3 3 C 2 2 Propileno oxidoa C 3 3 C 3 C 3 C 2 Ca() C 3 C Klorhidrina Prozesu hau oso garestia da, Zoritzarrez, propilenoaren kasuan, zilarraren bidezko oxidazio zuzena ezin da aplikatu, hidrogeno aliliko aktibatueengatik. C 2 =C 2 C 2 =C-C 3 2 Ag(0) kat. 2 Ag(0) kat. Etileno oxidoa 3 C Propileno oxidoa Bide alternatiboa: Peroxido eta perazidoen bidezko epoxidazioa. Kontuan hartu behar da perazidoak oso material garestiak direla eta peroxidoak, nahiz eta merkeagoak izan, ez nahikoak hain bolumen handiko prozesu batean erabiltzeko. Irtenbidea: Ezaguna zen alkenoek, oxigenoaren aurrean, adizioa Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila R 3 R 4 jasaten dutela, alkil hidroperoxido bat eratuz. Beraz, bi erreakzio hauen akoplatu zituzten. R 2 R 1 2 R 3 R 4 R 1R2 Alkil hidroperoxidoa C 3 R 4 R 3 Erreakzioan hidroperoxidoari dagokion alkohola eratzen da. orregatik, prozesuaren balioa handitzeko hasierako alkanoa isobutanoa izaten da, prozesua terc-butanolaren ekoizpenean aplikatzeko. terc-butanolak, deshidratazioaren bidez isobutenoa ematen du eta honek azido metakriliko (poli(metakrilatoak) egiteko) ematen du. Isobutenoa eta metanolaren arteko erreakzioak metil terc-butil eterra (MTBE) ematen du (Et 4 Pd ordezkatzen du) C 3 2 C 3 isobutenoa 2 C 3 C 3 terc-butil hidroperoxidoa C 3 Etilbentzenoa C 3 C 3 C 3 R 1 R 2 3 C C 3 terc-butanola Propileno oxidoa C 3 1-Feniletanola 3 C Propileno oxidoa C 3 C 3 R 3 R 4 R 1R2 Alkohola C C 3 Azido metakrilikoa Estirenoa 3 C C 3 3 C C 3 MTBE beste alternatiba: kumenoa hidroperoxido moduan. 1-feniletanola lortzen da, zeinen deshidratazioak estirenoa ematen duen, poliestirenoaren monomeroa.

26 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propileno oxidoaren erabilera: Propilenglikola Propileno oxidoa, erabiltzen da dagokion glikola lortzeko 3 C 2 Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Propileno oxidoa 2 δ- δ C C 3 C Propilenglikola Propilenglikolaren erabilera: izotz-kontrako likidoa, sistema hidraulikoetako fluidoak edo hozte-likidoa ala likido bero- e moduan, etilenglikola bezala Etilenglikolarekin konparatuz, propilenglikola ez da toxikoa. Propileno oxidoaren erabilera: Poli(propilenglikola) Propilenglikola, batez ere, oligomeroak prestatzeko erabiltzen da. Erreakzio kemoselektiboa 3 C C 3 C 3 3 C n=7-35 C 3 n Poli(propilenglikol) polimeroak erabiltzen dira poliuretano polimeroak prestatzeko, kate linealetan hasieran eta amaieran agertzen diren hidroxilo taldeez baliatuz. Poliuretano polimeroak goma-aparrak egiteko erabiltzen dira, (oso dentsitate baxuko solidoak) bere barruan gas burbuilak sortzen direlako polimerizazio prozesuan. C 3 3 C C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 Alil kloruroa Propilenoaren klorazio erradikalarioaren bidez prestatzen da. Erreakzioa tenperatura altuetan egin behar da (500ºC), alde batetik erradikalak sortzeko eta bestetik, lotura bikoitzaren klorazioa ez gertatzeko. (alkenoaren gaineko adizioa hidrogeno alilikoaren erreakzio Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila erradikalarioa baino exotermikoagoa delako). Erreakzio regioselektiboa (aktibazio alilikoa) Aktibazio alilikoak saiesten du propilenoaren polimerizazioa C ºC Alil kloruroaren erabilera: epiklorhidrina ekoiztea. Epiklorhidrina bai glizerola, bai polimero elkargurutzatuak prestatzeko (epoxi erretxinak, poliuretanoak, etab.) ezinbesteko osagaia da. Alil kloruroaren erabilera: epiklorhidrina Alil kloruroaren halogenazioa gehi ordezkapen nukleozalea Erreakzio erregioselektiboa (Markovnikov) a 2 2 Epiklorhidrina ordezkapen nukleozaleko azken pausoa oso erraz gertatzen da, molekulan bi kloro atomo eskuragarri daudelako orregatik, kasu honetan posible da a base moduan erabiltzea, Ca2 hondakinaren eraketa saiestuz. Lehen aipatu denez, prozesu hau garestia da. Kloroa eratu behar da (a-aren elektrolisiaren bidez), amaitzeko kloro atomorik azken molekulan ez edukitzeko, beste arazoen artean 2 a 2

27 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila ALTERATIBA: Paladioaren bidezko erreakzioa Paladioak alil hidrogenoak aktibatzeko gai da C 3 Propilenoa Ac, 2 Pd 2 kat. Cu 2 Kat. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila MEKAISMA: 1. Pausoa 3 C Alil azetatoa C 3 Pd 0 Pd 0 (azetatoaren erasoa eliminazio erreduzitzailea) urrengo pausoak C 3 a 2 Ac Epiklorhidrina C 3 Alil azetatoa 2 2 2Cu 2 2CuPd C Pd II 2 a Alkohol alilikoa C 3 (aktibazio alilikoa) Pd II 3 C edo Epiklorhidrina Pd II C 3 C Pd II a 2,3-dikloro-1-propanola Alil kloruroaren erabilera: glizerola Glizelola, aintzinatik lortzen zen xaboiak egiteko erabiltzen zen koipeen saponifikazioaren bidez. Gaur egun, glizerola epiklorhidrina inguru basiko urtsuan berotzean ekoizten da. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Epiklorhidrina a 2, 100ºC Glizerola idroxilo taldeek hidrofilotasun handia ematen diote molekulari, (ura adsorbatzeko gaitasun handia). Glizerina, tabakoa umeltzeko, zelofan papera egiteko eta oso kopuru garrantzitsu batean kosmetikoen arloan, (biskositateagatik). Gainera, glizerola ez dauka inolako toxikotasunik eta hori dela eta, edarietan eta janarietan erabiltzen da gehigarri bezala. Beste erabilera: ITRGLIZERIA Glizerola 2 S 4, itroglizerina so konposatu egongaitza da (eztanda egiten du presioa jasatean,) eta ezin zen modu seguruan erabili 1967-an obelek zabaldu zuen patente bat non silizio oxido motatako euskarri solido batean adsorbaturiko nitroglizerinaren prestaketa azaltzen zen. (dinamita) dikuntza arloan, gorputzean xurgaturik, miokardioa erlaxatzeko gaitasuna dauka, angina pectoris tratatzeko oso aproposa izanez

28 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Beste erabilera: PLIURETAAK Eguneroko bizitzan aurkitzen dugun polimero ugarienetarikoa da. Tresnak babesteko plastikoak, espuma isolatzaileak, esponjak, koltxoiak, etab. poliuretanoz eginda daude. Poliuretanoen eraketaren erruduna isozianato funtzio-taldea da. Funtzio-talde hau oso erreaktiboa da eta hori aprobetxatzen da oso Jose azkar lotura berriak eta molekula handiak eraikitzeko. Isozianatoek nukleozaleekin erreakzionatzen dute funtzio-talde desberdinak eratuz. ukleozalea alkohola baldin bada, karbamato bat eratzen da eta amina baldin bada, urea izeneko talde bat lortzen da. R 1 R 1 Urea R 2 R 2 R 2 Jose L. L. Vicario Vicario C R 1 δ- δ Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila R 2 R 2 C R 1 R 2 2 R 1 isozianatoa C R 1 δ- δ R 2 R 1 karbamatoa ukleozalea,, ura baldin bada, azido karbamikoa eratzen da, zein oso konposatu ezegonkorra den C 2 lortzeko joera handia edukiz, amina bat emateko. (offman berrantolaketa) R 2 Glizerola isozianato batekin nahastean hidroxilo talde guztiek erreakzionatzen dute isozianato taldeekin urea taldeak eratuz eta polimero bat haziz. Gainera, glizerolak hiru hidroxilo talde eskuragarri ditu lotura berriak eratzeko eta beraz, polimero elkargurutzatua sortzen da, dimentsio guztietan haziz. C 3 C C Tolueno diisozianatoa Kimika Kimika rganikoa rganikoa II Br 2 Br a R 2 a R R C 2 R 2 R Azido karbamikoa Br Br R R R edo C R 2 C R δ- δ isozianatoa 2 II Saila Saila C 3 C 3 Gainera, polimerizazio-nahasketari ura gehitzen bazaio (eta ez ur nahikoa dauden isozianato talde guztiekin erreakzionatzeko), isozianato taldeekin erreakzionatzen du, dagokion azido karbamikoa eratuz, zeinek deskarboxilazioa jasaten duen, C 2 -a askatuz. au harrapatuta geratzen da polimeroaren egituran, burbuilak eratuz eta materialaren egitura poroduna mantenduz. C 3 3 C Poliuretano zurrunak ere badaude eta adibidez, hegazkinen azala aerodinamikoagoak egiteko gaineztatzen dituzten materialak edo zuntzak egiteko balio duten poliuretano linealak ere garatu egin dira (spandex, adibidez). Spandex-ez egindako artukilu baten adibidea

29 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Spandex, lycra edo elasthan, 1959-an DuPont korporazioak garatutako fibra polimerikoa da. Polimero lineala da, karbamato eta urea motatako loturez osatuta. Bere egituran bi monomero desberdin aurki daitezke. Alde batetik zati malgua daukagu, oxytetrametileno taldez osatuta eta hauek lotzen dira zati zurrunarekin, di(p-aminofenil)metil unitateez osatuta. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Zati zurrunek mantentzen dute polimeroaren egitura lineala eta bitartean, oximetileno zatiek malgutasuna ematen diote kate linealari honi, C- loturak oso malguak direlako. Gainera, urea eta karbamatoen artean edo bi karbamatoen artean hidrogeno-loturak era intramolekularrean eratzeko aukera sortzen da, bi molekula, bata bestearen aurrean kokatzeko joera handiarekin. rduan, zuntza luzatzen dugunean, hidrogeno-lotura hauek apurtzen dira, baina hidrogeno-lotura hauek berreskuratzen dira tentsioa desagertzen denean, hasierako forma eta luzera berreskuratuz. Zati malgua n Zati zurruna Spandex polimeroaren egitura Zati malgua molekulen barruko hidrogeno-loturak Butiraldehidoa eta iso-butiraldehidoa butiraldehidoa prestatzeko bide bat ikusi dugu azetaldehidotik hasita. Butiraldehidoa eta isobutiraldehidoa propilenoaren hidroformilazioaren bidez prestatzen da. Propilenoaren hidroformilazioaren ondorioz bi erregioisomero era daitezke: n-butana (nagusi) eta 2-metilpropanal. Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila C 3 C, 2 Co(C) 4, kat. Butiraldehidoa MEKAISMA: idroborazioarena bezalakoa, C 2 C Co C C C Co C C C C 3 ERREGISELEKTIBITATEA C 3 C C Co C C C 3 Isobutiraldehidoa C 3 C Co C C C C C Co C C C 3 C 3 vs 3 C Zati zurruna C C Co C C C Co C

30 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila ERREGISELEKTIBITATEA: Katalisatzailearen arabera C, 2 C 3 katalizatzailea 2006 katalizatzailea Butiraldehidoa Isobutiraldehidoa Co(C) Co(C) 2 PPh Rh(C) Rh(C)(PPh 3 ) til metakrilatoa til metakrilato poli(metil metakrilato)-aren monomeroa da.(plexiglas ). Plexiglas plastiko gardena eta zurruna da, ezaugarri optiko oso onekin eta era berean, oso moldakorra, beira baino arinagoa eta askoz iraunkorragoa. Gainera, kristal hauskaitzak egiteko ere erabil daiteke Poli(metil metakrilato)-a prestatzen da metil metakrilatoaren gaineko polimerizazio erradikalarioa burutuz. t Bu t Bu t Bu t Bu t Bu P Rh P C Jose t Bu Erabilera 07 Ikasturtea Kimika Kimika rganikoa rganikoa II L. Vicario II Saila Saila Ikasturtea idroformilazioa baita ere aplikatzen da beste olefinetan, dagokion aldehidoa lortzeko. C 2 =C 2 C, 2 katalizatzailea propanala n-propanola erabiltzen da batez ere disolbatzaile moduan, (tintak prestatzeko inprimagailuen tonerretan). n-propanola n-propil esterrak egiteko ere erabiltzen da, beste monomero lortzeko. Azido propionikoa janariaren kontserbatzaile moduan erabiltzen da. Butiraldehidoa batez ere, n-butanola, lortzeko erabiltzen da, hidrogenazio katalitikoaren bidez erreduzituz. n-butanolaren erabilera nagusia zenbait monomero azidoen n-butil esterrak eratzea da, gero dagozkien polimeroak eratzeko. n-butanola disolbatzaile moduan ere erabiltzen da, adibidez, uretan oinarritutako margoetan. Isobutiraldehidoa arlo berberetan erabiltzen da. 2 kat. 2 kat. n-propanola Azido propionikoa Azetona II Saila Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II Beste zenbait azido metakrilikoaren esterrak presta daitezke. Poli (alkil metakrilato) polimero batzuk oso ondo disolbatzen dira motorretako olioetan, jariakortasuna eta biskositatea altua mantenaraziz tenperatura baxuetan. Lehenengo sintesia 2 takrilamida 2 S 4 2 C a, kat C 2 2 C C 2 C zianhidrina 2 til metakrilatoa 2 S 4 C 2 2 C C 4 S 4

31 Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Propilenotik lortutako beste zenbait konposatu Quimika rganikoa II Saila Azken pausoaren mekanismoa Ashai prozesua 2 2 takrilamida Kimika rganikoa II Kimika rganikoa II Saila Saila 07 Ikasturtea 2 til metakrilatoa Prozesu hau sinplea: Sustratoak, beroa, metanol eta azido sulfuriko besterik ez da erabili behar. Arazoak: C oso gas pozoitsua da Amonio bisulfato hondakinak oso garestiak dira tratatzeko. 3 4 Jose Isobutenoa 2 katalisatzailea Isobutenotik hasten da Mitsubishi prozesua Jose L. L. Vicario Vicario Kimika rganikoa Isobuteno gutxi ekoizten da petrolioaren finketaren bidez Isobuteno behar da MTBE-a prestatzeko. Isobutenoa 2S 4 kat. Kimika rganikoa II Azetona C a, kat C zianhidrina Mn 2 kat 2 2 α-hidroxiamida II Saila Saila Birziklatu C til metakrilatoa Beroa 2 Formamida Ikasturtea α-hidroxiamida til metakrilatoa Azken hiru urteetan MTBE ez da ia erabiltzen (ingurugiroarekin lotutako arazoak) MTBE BASF prozesua C, 2 C 2 =C 2 Co kat. Propanala C Basea - 2 til metakrilatoa Azido metakrilikoa xidazioa takroleina C-a birziklatzen da Amonio bisulfatoa ez da eratzen hondakin moduan. Etenotik hasten da

32 Quimika rganikoa II Saila Gaia: : BETZETIK LRTUTAK PRDUKTUAK Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 1.- Bentzenoaren jatorria eta garrantzia. 2.- Bentzenoaren gaineko ordezkapen elektroizalea Kumenoaren sintesia Kumenotik lortutako produktuak: Fenola eta azetona Bisfenol A eta epoxi eta polikarbonato erretsinak Etilbentzenoaren sintesia: Poliestirenoa 3.- Bentzenotik lortutako beste zenbait produktu Ziklohexanona, kaprolaktama eta azido adipikoa ylon itrobentzeno eta anilina

33 Quimika rganikoa II Saila Bentzenoaren jatorria eta garrantzia Kopuru txikiagoan ekoizten da. Iturri desberdinak Irudia: Bentzenoaren jatorria EEBB-etan eta ndebaldeko Europan (1999) Coke oven distilate 2% Toluene disproport ionation 12% Toluene hydrodeal kylation 7% Coke oven distilate 5% Toluene disproport ionation 3% Toluene hydrodeal kylation 10% Catalytic reforming 25% Pyrolysis gasoline 24% Kimika Kimika rganikoa rganikoa II ther 4% EEBB Catalytic reforming 51% Pyrolysis gasoline 54% Europa ther 3% Erabilera: Azetona eta polimeroen monomeroak prestatzeko. II Saila Saila Phenol acetone isopropylbenzene Ethylbenzene Styrene (cumene) itrobenzen Chlorobenzene 1% Cyclohexane 13% itrobenzene 8% Alkylbenzenes 2% Cumene 27% Chlorobenz ene 1% Cyclohexan e 12% e 11% Alkylbenzen es 3% Cumene 22% ther 1% Ethylbenzene 47% ther 2% Ethylbenzen e 50%

34 Bentzenotik lortutako produktuak: kumenoa Quimika rganikoa II Saila Bentzenoaren gaineko ordezkapen elektroizalea Kumenoaren sintesia 2006 Friedel-Crafts alkilazioa. Al 3 Kat. kat. Kumenoa 07 Ikasturtea Jose Al 4 Jose L. L. Vicario Vicario Kimika Kimika rganikoa rganikoa II Arazoa: Polialkilazioa. Produktua sustrato baina erreaktiboagoa da. II Saila Saila Al 3 Kat. kat. Kumenoa Irtenbidea: Bentzeno soberan erabiltzea. Ikasturtea Arazoa: Al 3 toxikoa eta korrosiboa da. Gaur egun erreakzio honetarako diseinatutako zeolitak erabiltzen dira katalisatzaile azido moduan

35 Bentzenotik lortutako produktuak: kumenoa Quimika rganikoa II Saila Kumenotik azetona eta fenola lortzen dira Azetona eta fenola ekoizteko bide garrantzitsuena. 1) 2, 2 2) 2 S 4 Kumenoa Fenola kanismoa:. o Lehenengo pausoa: Erradikalarioa. Azetona ASIERA PRPAGAZIA AMAIERA 2 2 Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila (-triplete) idrogeno bentzilikoak oso aktiboak dira. kumeno hidroperoxidoa o Bigarren pausoa: berrantolaketa. 2 2 (rdezkapen elektroizale aromatikoa emiazetal 2 Berrantolakeka sigmatropikoa emiazetalaren hidrolisia oreka da: Produktuak distilatu behar dira.

36 Bentzenotik lortutako produktuak: kumenoa Quimika rganikoa II Saila Bisfenol A eta epoxi eta polikarbonato erretsinak Fenolaren erabilera nagusia epoxi eta polikarbonato erretsinen osagai baten sintesia da (Bisfenol A). Bisfenol A konposatuaren sintesian azetona ere erabiltzen da Jose Fenola kanismoa: Azetona kat. Bisfenol A L. Vicario II Saila Saila Kimika Kimika rganikoa rganikoa II (rdezkapen elektroizale aromatikoa): para 2 Bisfenol A p,p' isomeroa 2 (rdezkapen elektroizale aromatikoa): para Arazoa: poliadizioa. Arazoa: Erregioselektibitatea (orto/para 2:1) p,p' isomeroa p,o' isomeroa o,o' isomeroa Irtenbidea: Kristalketa. p,p isomeroa simetrikoa da (molekulen arteko kontaktua eta apilamendua errezagoa, besteetan baino)

37 Bentzenotik lortutako produktuak: kumenoa Quimika rganikoa II Saila Bisfenol A konposatuaren erabilera: Epoxi erretsinak Epoxi erretsinak: Polimero itsasgarriak eta batez ere azalak estaltzeko Polimero elkargurutzatuak dira Bi osagai daukate. ahastean haien arteko erreakzioa gertatzen da (curing), polimero elkargurutzatua eratuz. Behin bi osagaiak nahastuta azkar zabaldu behar da nahasketa, polimerizazioa hasi baino lehen Lehenengo osagaia: Jose L. L. Vicario Vicario Jose Kimika Kimika rganikoa rganikoa II kanismoa: Bi aukera Ikasturtea 07 Ikasturtea Bisfenol A eta epiklorhidrinatik prestatzen da II Saila Saila Base (erregioselektiboa) Bigarren osagaia: ukleozale bidentatua: diamina edo diol bat 2 2

38 Bentzenotik lortutako produktuak: kumenoa Quimika rganikoa II Saila Curing izeneko prozesua: 2 2 Emaitza: 07 Ikasturtea Polimiero elkargurutzatua Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila Ikasturtea Epoxi erretsina karbono fibrekin nahasten bada oso material sendoa eta arina lortzen da (espaziountzietako konponenteak egiteko ) Bigarren osagaia alkohola baldin bada, erreakzioa azkoz motelagoa da (aminak alkoholak baino nukleozale hobeak dira). rduan beroa behar da erreakzioa gertatzeko (esmalteak)

39 Bentzenotik lortutako produktuak: kumenoa Quimika rganikoa II Saila Bisfenol A konposatuaren erabilera: Polikarbonato erretsinak Polikarbonato erretsinak: so material erabilgarriak. Ekoizten den prozesuaren arabera metal itxura eta sendotasuna duen materiala sortzen da edo material gardena (sendoa eta arina baina moldakorra) adib. CD-ak egiteko. Bisfenol A eta fosgenoaren arteko erreakzioa Prozesu garestia da: Materialaren prezioa altua da Bisfenol A Fosgeno Kimika rganikoa II Kimika rganikoa 07 Ikasturtea Polikarbonato II Saila Saila Ikasturtea Arazoa: Fosgeno oso toxiko eta pozoitsua da. Alternatiba: Difenilkarbonatoa

40 Bentzenotik lortutako produktuak: estirenoa Quimika rganikoa II Saila Estirenoaren sintesia: Poliestirenoa Lehenengo pausoa: Friedel-Crafts alkilazioa. (zeolita) kat Etilbentzenoa Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila 2 C C 2 3 C C 2 3 C C 2 Planta arrunta batean urtero Kg ekoizten dira Polialkilazioa ez da arazo nagusia: Produktua ez da ondo sartzen zeolitaren kanaletan Bigarren pausoa: Deshidrogenazioa. Kat. (Cr edo i) - 2 Estirenoa Alternatiba: Propileno oxidoaren sintesian. 3 C Propileno oxidoa 2 C 3 Etilbentzenoa C 3 C 3 K 100ºC C 3 1-Feniletanola Estirenoa

41 Bentzenotik lortutako produktuak: Estirenoa Quimika rganikoa II Saila o Estirenoaren erabilera: Poliestirenoa Polimerizazio erradikalarioa ASIERA R R R Kimika Kimika rganikoa rganikoa II II Saila Saila PRPAGAZIA R Ph AMAIERA 2R Ph Ph n-1 R R R Ph Ph Ph Ph n-1 Ph n-1 R Ph Plastiko erabiliena (botilak, edalontziak, poteak.) R Ph (n-1) Ph R 2n Ph R Ph Ph n-1 Ph Ph Ph Ph poliestirenoa n