Glyoxylzuuris een organische verbinding met de molecuulformule c2h2o3, die is samengesteld uit een aldehydegroep (-cho) en een carboxylgroep (-cooh). De structuurformule is hoccooh, CAS 298-12-4, en het molecuulgewicht is 74,04. Lichtgele transparante vloeistof. Oplosbaar in water, enigszins oplosbaar in ethanol, ether, benzeen, enz. Het is een giftige stof met irritatie en corrosiviteit. De orale LD50 van ratten bedraagt 70 mg/kg. Operators moeten letten op het dragen van arbeidsbeschermingsartikelen en zich wassen met veel water wanneer ze de huid aanraken. Het kan worden gebruikt voor het synthetiseren van vanilline, ethylvanilline, jasmonaldehyde (capsaïcine), p-methoxybenzaldehyde (anisaldehyde), enz. Deze kruiden worden veel gebruikt in voedsel, dagelijkse benodigdheden, cosmetica en andere gebieden. Het kan ook worden gebruikt bij de productie van waterzuiveringsmiddel hydroxyfosforcarbonzuur, als polymeerverknopingsmiddel, galvanisch additief en hoogefficiënte elementmeststof (ethyleendiamine di-o-hydroxyfenyl groot natriumijzeracetaat eddha FENa), enz. Deze toepassingen omvatten milieubescherming, materiaalkunde en andere gebieden.
(Productlink: https://www.bloomtechz.com/synthetisch-chemisch/organische-tussenproducten/glyoxylzuur-oplossing-cas-298-12-4.html)
Methode 1: dichloorazijnzuurmethode
1. Bereiding van dichloorazijnzuur: methanol en chloor worden in de reactor gebracht en onder invloed van een katalysator gechloreerd om dichloorazijnzuur te produceren. De chemische vergelijking van deze stap is: CH3OH+Cl2 → h2c2o2+HCl.
2. Condensatie van dichloorazijnzuur en natriummethoxide: dichloorazijnzuur en natriummethoxide worden gemengd en gecondenseerd onder de juiste temperatuur en druk om natriumdimethoxyacetaat te produceren. De chemische vergelijking voor deze stap is: h2c2o2+CH3ONa → h2c2o2 · ch3o2na.
3. Hydrolyse van natriumdimethoxyacetaat: natriumdimethoxyacetaat wordt gemengd met zoutzuur en bij een bepaalde temperatuur en druk gehydrolyseerd om glyoxylzuur en methanol te produceren. De chemische vergelijking van deze stap is: h2c2o2 · ch3o2na+HCl → h2c2o2 · HCl+CH3OH.
4. Scheiding en zuivering: het glyoxylzuur en de methanol worden gescheiden en verder gezuiverd om glyoxylzuur met hoge zuiverheid te verkrijgen. Bij deze stap worden gewoonlijk destillatie, kristallisatie en andere methoden gebruikt.
Via de bovenstaande stappen kan glyoxylzuur worden gesynthetiseerd met de dichloorazijnzuurmethode. Opgemerkt moet worden dat het hele proces moet worden uitgevoerd onder specifieke temperatuur- en drukomstandigheden, en dat de omstandigheden van de chemische reactie nauwkeurig moeten worden gecontroleerd om de kwaliteit en opbrengst van producten te garanderen. Daarnaast is het ook noodzakelijk om aandacht te besteden aan veiligheidskwesties, vooral wanneer chlorering, condensatie, hydrolyse en andere reacties worden uitgevoerd. Er moeten overeenkomstige veiligheidsmaatregelen worden genomen om explosies, corrosie en andere veiligheidsongevallen te voorkomen.
Glyoxylzuursynthese door dichloorazijnzuur is een belangrijke organisch-chemische productiemethode, die een breed toepassingsperspectief en een brede waarde heeft. Om de duurzame ontwikkeling en efficiëntie ervan te garanderen, is het noodzakelijk om technologisch onderzoek en innovatie te versterken en overeenkomstige milieubeschermingsmaatregelen en energiebesparende technologieën te nemen om de productiekosten en de milieuvervuiling terug te dringen.
In de praktijk kan het syntheseproces worden geoptimaliseerd en indien nodig worden aangepast. Bij de condensatiereactie van dichloorazijnzuur met natriummethoxide kan bijvoorbeeld een geschikte hoeveelheid katalysator worden toegevoegd om de reactiesnelheid en selectiviteit te verbeteren; Bij de hydrolysereactie kunnen de zuiverheid en de opbrengst van het hydrolysaat worden verbeterd door de reactietemperatuur en concentratie te regelen. Daarnaast kan ook de terugwinning en het hergebruik van bijproducten worden onderzocht en ontwikkeld om een effectief gebruik van hulpbronnen te realiseren en de productiekosten te verlagen.
Methode 2: Ozonatiereductiemethode met maleïnezuuranhydride
De gedetailleerde stappen zijn als volgt:
1. Bereiding van maleïnezuuranhydride: ten eerste moeten maleïnezuur en anhydride met elkaar worden gereageerd om maleïnezuuranhydride te produceren. De chemische vergelijking van deze stap is: c4h2o4+C2H2O2 → 2ch2o2. In de praktijk wordt maleïnezuur gewoonlijk opgelost in een geschikte hoeveelheid oplosmiddel, vervolgens wordt anhydride langzaam toegevoegd en wordt de temperatuur gecontroleerd om het optreden van nevenreacties te voorkomen.
2. Ozonisatiereactie: vervolgens laat men het gegenereerde maleïnezuuranhydride reageren met waterstofperoxide-oplossing om het tussenproduct ozonisatie te genereren. De chemische vergelijking van deze stap is: ch2o2+H2O2 → ch2o2 · H2O. De ozonisatiereactie vereist bepaalde temperatuur- en drukomstandigheden en wordt gewoonlijk in een specifieke reactor uitgevoerd. Tijdens het reactieproces moeten de concentratie en de snelheid van het toevoegen van waterstofperoxide strikt worden gecontroleerd om de veiligheid van de reactie te garanderen.
3. Reductiereactie: vervolgens reageert het geurige oxide met het reductiemiddel om glyoxylzuur te genereren. De chemische vergelijking van deze stap is: ch2o2 · H2O+NAH → CH3COOH+NaOH. Hydride wordt meestal gebruikt als reductiemiddel bij een reductiereactie, zoals natrium, kalium, enz. Tijdens het reactieproces is het noodzakelijk om de temperatuur en druk te regelen om de volledige reductiereactie te garanderen. Tegelijkertijd is het ook nodig om aandacht te besteden aan veiligheidskwesties, zoals het voorkomen van waterstoflekkage.
4. Productscheiding en -zuivering: tenslotte wordt het gegenereerde glyoxylzuur gescheiden van de reactieoplossing en gezuiverd. Bij deze stap worden gewoonlijk destillatie, kristallisatie en andere methoden gebruikt. Glyoxylzuur en andere vluchtige onzuiverheden kunnen worden gescheiden door destillatie, terwijl glyoxylzuur door kristallisatie uit de oplossing kan worden gescheiden voor verdere zuivering. Tijdens het proces van productscheiding en -zuivering moet aandacht worden besteed aan de controle van de temperatuur en de stabiliteit van de werking om productverlies en bederf te voorkomen.
Maleïnezuuranhydride-ozonisatiereductiemethode is een veelgebruikte methode om glyoxylzuur met hoge opbrengst en zuiverheid te synthetiseren. Deze methode vereist echter een groot aantal grondstoffen, zoals maleïnezuuranhydride en waterstofperoxide, en zal een bepaalde hoeveelheid afvalwater en afgas produceren. Daarom moeten overeenkomstige milieubeschermingsmaatregelen en energiebesparende technologieën worden genomen om de productiekosten en de milieuvervuiling terug te dringen.
Methode 3: chemische oxidatie
De basisstappen zijn als volgt:
1. Grondstofvoorbereiding: bereid eerst de benodigde grondstoffen voor, zoals mierenzuur, acetaat of ethyleenglycol. Deze grondstoffen vormen de basis voor de synthese van glyoxylzuur.
2. Oxidatiereactie: de grondstof wordt gereageerd met een oxidatiemiddel om glyoxylzuur te genereren. Veel voorkomende oxidatiemiddelen zijn onder meer salpeterzuur, kaliumpermanganaat, waterstofperoxide, enz. De chemische vergelijking voor deze stap is afhankelijk van de gebruikte grondstoffen en oxidatiemiddelen. Als je bijvoorbeeld mierenzuur als grondstof en salpeterzuur als oxidatiemiddel gebruikt, is de reactievergelijking: HCOOH+2hno3 → hcoono2+2H2O. Als acetaat als grondstof wordt gebruikt en kaliumpermanganaat als oxidatiemiddel, is de reactievergelijking: CH3COO (-)+MnO4 (-)+H (+) → CH3COOH+Mn (IV). Als ethyleenglycol als grondstof en waterstofperoxide als oxidatiemiddel wordt gebruikt, is de reactievergelijking hoch2ch2oh+H2O2 → ohccho+2H2O.
3. Productscheiding en -zuivering: nadat de reactie is voltooid, moet het gegenereerde glyoxylzuur van de reactieoplossing worden gescheiden en gezuiverd. Bij deze stap worden gewoonlijk extractie, destillatie, kristallisatie en andere methoden gebruikt. Via deze methoden kan glyoxylzuur worden gescheiden van andere onzuiverheden om producten met een hoge zuiverheid te verkrijgen.
4. Nabehandeling: tenslotte wordt het glyoxylzuur na scheiding en zuivering nabehandeld, zoals drogen, verpakken, etc. Deze stap is bedoeld om de kwaliteit en veiligheid van het product te waarborgen.
Chemische oxidatie is een gebruikelijke methode voor de synthese van glyoxylzuur met hoge opbrengst en zuiverheid. Deze methode vereist echter een groot aantal oxidatiemiddelen en grondstoffen, en zal een bepaalde hoeveelheid afvalwater en afgas produceren. Daarom moeten overeenkomstige milieubeschermingsmaatregelen en energiebesparende technologieën worden genomen om de productiekosten en de milieuvervuiling terug te dringen.
Bij praktische toepassingen moet de selectie van geschikte synthesemethoden uitgebreid worden overwogen op basis van de werkelijke behoeften en omstandigheden. Verschillende synthesemethoden hebben verschillende voor- en nadelen, zoals kosten, efficiëntie, milieubescherming enzovoort. Daarom is het bij het selecteren van synthesemethoden noodzakelijk om een verscheidenheid aan factoren uitgebreid in overweging te nemen om de meest geschikte methode te bepalen. Daarnaast is het ook noodzakelijk om technologisch onderzoek en innovatie te versterken om de duurzame ontwikkeling van de organisch-chemische industrie en de sociaal-economische vooruitgang te bevorderen.