ग्लाइऑक्सिलिक एसिड कैसे संश्लेषित किया जाता है

ग्लाइऑक्सिलिक एसिडc2h2o3 के आणविक सूत्र के साथ एक कार्बनिक यौगिक है, जो एक एल्डिहाइड समूह (-cho) और एक कार्बोक्सिल समूह (-cooh) से बना है। इसका संरचनात्मक सूत्र होक्कूह, CAS 298-12-4 है, और इसका आणविक भार 74.04 है। हल्का पीला पारदर्शी तरल. पानी में घुलनशील, इथेनॉल, ईथर, बेंजीन आदि में थोड़ा घुलनशील। यह जलन और संक्षारकता वाला एक जहरीला पदार्थ है। चूहों का मौखिक LD50 70mg/kg है। ऑपरेटरों को श्रम सुरक्षा लेख पहनने पर ध्यान देना चाहिए, और त्वचा को छूते समय खूब पानी से धोना चाहिए। इसका उपयोग वैनिलिन, एथिल वैनिलिन, जैस्मोनल्डिहाइड (कैप्साइसिन), पी-मेथॉक्सीबेन्ज़ाल्डिहाइड (एनिसल्डिहाइड) आदि को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है। इन मसालों का व्यापक रूप से भोजन, दैनिक आवश्यकताओं, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग जल शुद्ध करने वाले एजेंट हाइड्रॉक्सी फॉस्फोरस कार्बोक्जिलिक एसिड के उत्पादन में, पॉलिमर क्रॉसलिंकिंग एजेंट, इलेक्ट्रोप्लेटिंग एडिटिव और उच्च दक्षता वाले तत्व उर्वरक (एथिलीनडायमाइन डी-ओ-हाइड्रॉक्सीफेनिल बड़े सोडियम फेरिक एसीटेट एडधा फेना) आदि के रूप में भी किया जा सकता है। इन अनुप्रयोगों में शामिल हैं पर्यावरण संरक्षण, सामग्री विज्ञान और अन्य क्षेत्र।

(उत्पाद लिंक: https://www.bloomtechz.com/synthetic-कैमिकल/ऑर्गेनिक-इंटरमीडिएट्स/ग्लायॉक्सिलिक-एसिड-सॉल्यूशन-कैस-298-12-4.html)

विधि 1: डाइक्लोरोएसेटिक एसिड विधि
1. डाइक्लोरोएसिटिक एसिड की तैयारी: मेथनॉल और क्लोरीन को रिएक्टर में पेश किया जाता है और डाइक्लोरोएसेटिक एसिड का उत्पादन करने के लिए उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत क्लोरीनीकरण किया जाता है। इस चरण का रासायनिक समीकरण है: CH3OH+Cl2 → h2c2o2+HCl।
2. डाइक्लोरोएसेटिक एसिड और सोडियम मेथॉक्साइड का संघनन: सोडियम डाइमेथॉक्सीएसीटेट का उत्पादन करने के लिए डाइक्लोरोएसेटिक एसिड और सोडियम मेथॉक्साइड को उचित तापमान और दबाव के तहत मिश्रित और संघनित किया जाता है। इस चरण के लिए रासायनिक समीकरण है: h2c2o2+CH3ONa → h2c2o2 · ch3o2na।
3. सोडियम डाइमेथॉक्सीसेटेट का हाइड्रोलिसिस: सोडियम डाइमेथॉक्सीसेटेट को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मिलाया जाता है और ग्लाइऑक्सिलिक एसिड और मेथनॉल का उत्पादन करने के लिए एक निश्चित तापमान और दबाव पर हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है। इस चरण का रासायनिक समीकरण है: h2c2o2 · ch3o2na+HCl → h2c2o2 · HCl+CH3OH।
4. पृथक्करण और शुद्धिकरण: उच्च शुद्धता वाले ग्लाइऑक्सिलिक एसिड प्राप्त करने के लिए ग्लाइऑक्सिलिक एसिड और मेथनॉल को अलग किया जाता है और आगे शुद्ध किया जाता है। यह चरण आमतौर पर आसवन, क्रिस्टलीकरण और अन्य तरीकों को अपनाता है।
उपरोक्त चरणों के माध्यम से, ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को डाइक्लोरोएसेटिक एसिड विधि द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पूरी प्रक्रिया को विशिष्ट तापमान और दबाव की स्थिति के तहत किया जाना चाहिए, और उत्पादों की गुणवत्ता और उपज सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया की स्थितियों को सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, सुरक्षा मुद्दों पर भी ध्यान देना आवश्यक है, खासकर जब क्लोरीनीकरण, संघनन, हाइड्रोलिसिस और अन्य प्रतिक्रियाएं की जाती हैं, तो विस्फोट, जंग और अन्य सुरक्षा दुर्घटनाओं को रोकने के लिए संबंधित सुरक्षा उपाय किए जाने चाहिए।
डाइक्लोरोएसेटिक एसिड द्वारा ग्लाइऑक्सिलिक एसिड संश्लेषण एक महत्वपूर्ण कार्बनिक रासायनिक उत्पादन विधि है, जिसमें व्यापक अनुप्रयोग संभावना और मूल्य है। इसके सतत विकास और दक्षता को सुनिश्चित करने के लिए, प्रौद्योगिकी अनुसंधान और नवाचार को मजबूत करना और उत्पादन लागत और पर्यावरण प्रदूषण को कम करने के लिए संबंधित पर्यावरण संरक्षण उपायों और ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों को अपनाना आवश्यक है।
व्यवहार में, सिंथेटिक प्रक्रिया को आवश्यकतानुसार अनुकूलित और समायोजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सोडियम मेथॉक्साइड के साथ डाइक्लोरोएसिटिक एसिड की संघनन प्रतिक्रिया में, प्रतिक्रिया दर और चयनात्मकता में सुधार के लिए उचित मात्रा में उत्प्रेरक जोड़ा जा सकता है; हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया में, प्रतिक्रिया तापमान और एकाग्रता को नियंत्रित करके हाइड्रोलाइज़ेट की शुद्धता और उपज में सुधार किया जा सकता है। इसके अलावा, संसाधनों के प्रभावी उपयोग को साकार करने और उत्पादन लागत को कम करने के लिए उप-उत्पादों की पुनर्प्राप्ति और पुन: उपयोग पर भी शोध और विकास किया जा सकता है।

विधि 2: मैलिक एनहाइड्राइड ओजोनेशन कमी विधि
विस्तृत चरण इस प्रकार हैं:
1. मैलिक एनहाइड्राइड की तैयारी: सबसे पहले, मैलिक एनहाइड्राइड का उत्पादन करने के लिए मैलिक एसिड और एनहाइड्राइड पर प्रतिक्रिया की जानी चाहिए। इस चरण का रासायनिक समीकरण है: c4h2o4+C2H2O2 → 2ch2o2. व्यवहार में, मैलिक एसिड को आमतौर पर उचित मात्रा में विलायक में घोल दिया जाता है, फिर एनहाइड्राइड को धीरे-धीरे जोड़ा जाता है, और साइड प्रतिक्रियाओं की घटना को रोकने के लिए तापमान को नियंत्रित किया जाता है।
2. ओजोनेशन प्रतिक्रिया: फिर, मध्यवर्ती उत्पाद ओजोनेशन उत्पन्न करने के लिए उत्पन्न मैलिक एनहाइड्राइड को हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। इस चरण का रासायनिक समीकरण है: ch2o2+H2O2 → ch2o2 · H2O. ओजोनेशन प्रतिक्रिया के लिए कुछ तापमान और दबाव की स्थिति की आवश्यकता होती है, और यह आमतौर पर एक विशिष्ट रिएक्टर में किया जाता है। प्रतिक्रिया प्रक्रिया में, प्रतिक्रिया की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड की सांद्रता और जोड़ने की गति को सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
3. कमी प्रतिक्रिया: फिर, गंधयुक्त ऑक्साइड कम करने वाले एजेंट के साथ प्रतिक्रिया करके ग्लाइऑक्सिलिक एसिड उत्पन्न करता है। इस चरण का रासायनिक समीकरण है: ch2o2 · H2O+NAH → CH3COOH+NaOH। हाइड्राइड का उपयोग आमतौर पर कमी प्रतिक्रिया में कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है, जैसे सोडियम, पोटेशियम, आदि। प्रतिक्रिया प्रक्रिया के दौरान, पूर्ण कमी प्रतिक्रिया सुनिश्चित करने के लिए तापमान और दबाव को नियंत्रित करना आवश्यक है। साथ ही, हाइड्रोजन रिसाव को रोकने जैसे सुरक्षा मुद्दों पर भी ध्यान देना आवश्यक है।
4. उत्पाद पृथक्करण और शुद्धिकरण: अंत में, उत्पन्न ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को प्रतिक्रिया समाधान से अलग किया जाता है और शुद्ध किया जाता है। यह चरण आमतौर पर आसवन, क्रिस्टलीकरण और अन्य तरीकों को अपनाता है। ग्लाइऑक्सिलिक एसिड और अन्य वाष्पशील अशुद्धियों को आसवन द्वारा अलग किया जा सकता है, जबकि ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को आगे शुद्धिकरण के लिए क्रिस्टलीकरण द्वारा समाधान से अलग किया जा सकता है। उत्पाद पृथक्करण और शुद्धिकरण की प्रक्रिया में, उत्पाद के नुकसान और गिरावट से बचने के लिए तापमान के नियंत्रण और संचालन की स्थिरता पर ध्यान दिया जाना चाहिए।
मैलिक एनहाइड्राइड ओजोनेशन रिडक्शन विधि उच्च उपज और शुद्धता के साथ ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को संश्लेषित करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। हालाँकि, इस विधि में बड़ी संख्या में कच्चे माल जैसे मैलिक एनहाइड्राइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपभोग करने की आवश्यकता होती है, और एक निश्चित मात्रा में अपशिष्ट जल और अपशिष्ट गैस का उत्पादन होगा। इसलिए, उत्पादन लागत और पर्यावरण प्रदूषण को कम करने के लिए संबंधित पर्यावरण संरक्षण उपायों और ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों को अपनाने की आवश्यकता है।

विधि 3: रासायनिक ऑक्सीकरण
बुनियादी कदम इस प्रकार हैं:
1. कच्चे माल की तैयारी: सबसे पहले, आवश्यक कच्चे माल, जैसे फॉर्मिक एसिड, एसीटेट या एथिलीन ग्लाइकॉल तैयार करें। ये कच्चे माल ग्लाइऑक्सिलिक एसिड के संश्लेषण का आधार हैं।
2. ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया: ग्लाइऑक्सिलिक एसिड उत्पन्न करने के लिए कच्चे माल को ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। सामान्य ऑक्सीडेंट में नाइट्रिक एसिड, पोटेशियम परमैंगनेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड आदि शामिल हैं। इस चरण के लिए रासायनिक समीकरण उपयोग किए गए कच्चे माल और ऑक्सीडेंट पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कच्चे माल के रूप में फॉर्मिक एसिड और ऑक्सीडेंट के रूप में नाइट्रिक एसिड का उपयोग करते हुए, प्रतिक्रिया समीकरण है: HCOOH+2hno3 → hcoono2+2H2O। यदि एसीटेट को कच्चे माल के रूप में और पोटेशियम परमैंगनेट को ऑक्सीडेंट के रूप में उपयोग किया जाता है, तो प्रतिक्रिया समीकरण है: CH3COO (-)+MnO4 (-)+H (+) → CH3COOH+Mn (IV)। यदि एथिलीन ग्लाइकॉल को कच्चे माल के रूप में और हाइड्रोजन पेरोक्साइड को ऑक्सीडेंट के रूप में उपयोग किया जाता है, तो प्रतिक्रिया समीकरण hoch2ch2oh+H2O2 → ohccho+2H2O है।
3. उत्पाद पृथक्करण और शुद्धिकरण: प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, उत्पन्न ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को प्रतिक्रिया समाधान से अलग करने और शुद्ध करने की आवश्यकता होती है। यह चरण आमतौर पर निष्कर्षण, आसवन, क्रिस्टलीकरण और अन्य तरीकों को अपनाता है। इन विधियों के माध्यम से, उच्च शुद्धता वाले उत्पाद प्राप्त करने के लिए ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को अन्य अशुद्धियों से अलग किया जा सकता है।
4. उपचार के बाद: अंत में, ग्लाइऑक्सिलिक एसिड को अलग करने और शुद्ध करने के बाद उपचार किया जाता है, जैसे कि सुखाना, पैकेजिंग करना आदि। यह कदम उत्पाद की गुणवत्ता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए है।
उच्च उपज और शुद्धता के साथ ग्लाइऑक्सिलिक एसिड के संश्लेषण के लिए रासायनिक ऑक्सीकरण एक सामान्य विधि है। हालाँकि, इस विधि में बड़ी संख्या में ऑक्सीडेंट और कच्चे माल का उपभोग करने की आवश्यकता होती है, और एक निश्चित मात्रा में अपशिष्ट जल और अपशिष्ट गैस का उत्पादन होगा। इसलिए, उत्पादन लागत और पर्यावरण प्रदूषण को कम करने के लिए संबंधित पर्यावरण संरक्षण उपायों और ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों को अपनाने की आवश्यकता है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, वास्तविक आवश्यकताओं और स्थितियों के अनुसार उपयुक्त संश्लेषण विधियों के चयन पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है। विभिन्न संश्लेषण विधियों के अलग-अलग फायदे और नुकसान हैं, जैसे लागत, दक्षता, पर्यावरण संरक्षण इत्यादि। इसलिए, संश्लेषण विधियों का चयन करते समय, सबसे उपयुक्त विधि निर्धारित करने के लिए विभिन्न कारकों पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है। इसके अलावा, जैविक रसायन उद्योग के सतत विकास और सामाजिक-आर्थिक प्रगति को बढ़ावा देने के लिए तकनीकी अनुसंधान और नवाचार को मजबूत करना भी आवश्यक है।