Nghiên cứu quá trình tổng hợp axit tricloiso-xianuric bằng phương pháp lý thuyết hàm mật độ

Trichloroisocyanuric acid synthesis process was studied by using DFT method. The obtained results demonstrate that the keto-enol isomerization of the cyanuric acid is a base-catalyzed reaction. It is possible that in the presence of NaOH the process of moving hydrogen in the cyanuric acid molecule and the reaction of neutralizing cyanuric acid can execute consecutively. And in this case NaOH plays the role as a donor of hydroxyl group catalyzing the movement of hydrogen and as neutralizing agent in an exothermal process. Regarding the trichloroisocyanuric acid synthesis process, the reaction is probable to implement between cyanuric acid and hypochlorous acid, formed due to the interaction of chlorine gas with water. This reaction requires an activation energy equal to 43.56 kcal/mol. After forming N-Cl bond the chlorinated cyanuric acid becomes more stable.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu quá trình tổng hợp axit tricloiso-xianuric bằng phương pháp lý thuyết hàm mật độT¹p chÝ Hãa häc, T. 43 (1), Tr. 66 - 70, 2005Nghiªn cøu qu¸ tr×nh tæng hîp axit tricloiso-xianuric b»ng ph ¬ng ph¸p lý thuyÕt hµm mËt ®é §Õn Tßa so¹n 17-2-2004 Mai Tuyªn , Ng« §¹i Quang1, §Æng §×nh B¹ch2, NguyÔn Quang Tïng2 1 1 ViÖn Hãa häc c«ng nghiÖp, Bé C«ng nghiÖp 2 §¹i häc S) ph¹m H+ Néi Summary Trichloroisocyanuric acid synthesis process was studied by using DFT method. The obtained results demonstrate that the keto-enol isomerization of the cyanuric acid is a base-catalyzed reaction. It is possible that in the presence of NaOH the process of moving hydrogen in the cyanuric acid molecule and the reaction of neutralizing cyanuric acid can execute consecutively. And in this case NaOH plays the role as a donor of hydroxyl group catalyzing the movement of hydrogen and as neutralizing agent in an exothermal process. Regarding the trichloroisocyanuric acid synthesis process, the reaction is probable to implement between cyanuric acid and hypochlorous acid, formed due to the interaction of chlorine gas with water. This reaction requires an activation energy equal to 43.56 kcal/mol. After forming N-Cl bond the chlorinated cyanuric acid becomes more stable. I - Më ®Çu h íng cho nh÷ng c¶i tiÕn c«ng nghÖ, trong c«ng tr×nh n*y chóng t«i ®Æt nhiÖm vô nghiªn cøu chi Axit tricloisoxianuric (TCCA) ® îc dïng tiÕt h¬n ph¶n øng clo hãa CA trong qu¸ tr×nhhiÖu qu¶ trong xö lý n íc sinh ho¹t, b¶o qu¶n tæng hîp TCCA b»ng ph ¬ng ph¸p lý thuyÕtthùc phÈm, trong y tÕ v* trong ch¨n nu«i. Qu¸ h*m mËt ®é (DFT), mét ph ¬ng ph¸p ® îc sötr×nh tæng hîp TCCA th êng b¾t ®Çu tõ axit dông nhiÒu trong thêi gian gÇn ®©y ®Ó nghiªnxianuric (CA) qua ph¶n øng clo hãa. cøu c¸c ph¶n øng hãa häc. Ph¶n øng clo hãa th êng ® îc thùc hiÖn ënhiÖt ®é kh«ng cao v* ¸p suÊt khÝ quyÓn. Tuy II - Ph#¬ng ph¸pnhiªn, vÒ m«i tr êng ph¶n øng, th× kÕt qu¶nghiªn cøu thu ® îc cho thÊy pH thay ®æi trong C¸c phÐp tÝnh ® îc thùc hiÖn theo ch ¬nggiíi h¹n réng tõ 1,7 ®Õn 12 [1, 2]. ë pH thÊp tr×nh Gaussian 98 víi h*m B3LYP v* bé c¬ së 6-kh¶ n¨ng ph¶n øng cña HOCl cao h¬n [1] v* 31G(d) [4]. N¨ng l îng ph©n tö E thu ® îc sauviÖc thªm NaOH ®Ó n©ng cao gi¸ trÞ pH trong khi tèi u hãa h×nh häc. TÝnh tÇn sè ® îc thùcqu¸ tr×nh ph¶n øng cã thÓ thuËn lîi cho sù t¹o hiÖn trªn cÊu tróc ®W tèi u hãa ®Ó kh¼ng ®Þnhth*nh NCl3 g©y ra næ m¹nh, hay l îng d NaOH h×nh häc tèi u hãa to*n côc khi ®¹t Nimag=0cã thÓ kh«ng cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ, v× tiªu tèn v* kÕt qu¶ thu ® îc cßn cho phÐp nghiªn cøuqu¸ nhiÒu clo v* l*m ph¸ vì cÊu tróc triazin cña tÝnh chÊt nhiÖt ®éng hãa häc. Entanpi ph©n töph©n tö CA [3]. b»ng tæng cña n¨ng l îng ph©n tö E v* n¨ng l îng ®iÒu chØnh cho entanpi Hcorr. Entanpi cña §Ó cã thªm nh÷ng b»ng chøng lý thuyÕt cho ph¶n øng Hreact b»ng hiÖu sè gi÷a entanpi cñanh÷ng quan s¸t thùc nghiÖm ®W cã v* ®Þnh66c¸c s¶n phÈm v* entanpi cña c¸c chÊt ph¶n øng: III - KÕt qu¶ v- th¶o luËn Hreact (E + H corr ) (E + H corr ) . Tr¹ng th¸i c©n b»ng xeto-enol cña cña ph©n Pr oduct Re ac tan t tö CA cã thÓ tån t¹i theo 3 ph ¬ng tr×nh ph¶n Tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp TS ® îc ®Þnh vÞ b»ng øng nh s¬ ®å 1.c¸ch tÝnh QST2, sau ®ã tÝnh tèi u hãa v* tÝnh KÕt qu¶ tÝnh cho thÊy entanpi cña c¸c ph¶ntÇn sè ®Ó x¸c nhËn cÊu tróc cña TS víi mét tÇn øng th*nh phÇn, còng nh cña ph¶n øng tængsè ¶o (Nimag = 1). §Ó kh¼ng ®Þnh cÊu tróc cña (b¶ng 1), l* nh÷ng ®¹i l îng d ¬ng, tøc l*tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp, ®W tÝnh IRC v* tõ ®ã tÝnh nh÷ng ph¶n øng thu nhiÖt, trong ®ã, qu¸ tr×nhn¨ng l îng ho¹t ®éng hãa cña qu¸ tr×nh ph¶n chuyÓn dÞch nguyªn tö hi®r« ®Çu tiªn ®ßi háiøng. cung cÊp nhiÖt n¨ng lín ...