Processen med opløst stof, der er omgivet af et opløsningsmiddel, kaldes solvation, og opløsningsværdien henviser til antallet af opløsningsmiddelmolekyler, der omgiver en ion. Generelt stiger graden af solvation med stigningen i ladningsnummeret og faldet i ionradius.
En arts reaktivitet øges, når solvationsgraden falder, da de solvaterede molekyler beskytter reaktanterne og spreder ladningen.
En del af et molekyle kan lettere solves med et andet opløsningsmiddel. For eksempel:
Dipolære ikke -protonopløsningsmidler, såsom DMSO, solvate kationer, hvilket gør det lettere for en anden del af anionerne at reagere.
Kronethere, ofte anvendt som faseoverførselskatalysatorer (PTC), danner også komplekser med kationer for at forbedre aktiviteten af anioniske steder.
I en opløsningsmiddelblanding kan to opløsningsmidler solvere forskellige dele af molekyler, hvilket resulterer i bedre opløselighed af det blandede opløsningsmiddel end noget enkelt opløsningsmiddel.
Der er et klart eksempel på, hvordan faldet i solvationsgrad af natriumhydroxid påvirker dets reaktivitet: alkaliniteten af fast natriumhydroxid (trihydrat) er 50000 gange højere end for 15% natriumhydroxid (11hydrat). PTC siges at producere "udsatte anioner", men en lille mængde vand er nødvendig, især for faste-væskefaseoverførselsreaktioner. Derfor. Fugtighedsindholdet er en nøgleparameter i udviklingen af faseoverførselskatalyse. ) Solvation er en af de mange vigtige faktorer, der skal overvejes, når man vælger et opløsningsmiddel.
Kategorierne af opløsningsmidler kan også opdeles i følgende kategorier:
en. Protoniske opløsningsmidler eller brintbindingsdonoropløsningsmidler (Lewis -syrer), såsom vand, ethanol, eddikesyre og ammoniak;
b. Hydrogenbindingsacceptoropløsningsmidler (Lewis -baser), såsom vand, triethylamin, ethylacetat, acetone og DMF;
c. Polære ikke -protonopløsningsmidler, også kendt som "ikke -hydroxylopløsningsmidler", såsom DMSO, DMF og dimethylacetamid DMAC;
d. Chlorerede alkanopløsningsmidler, såsom dichlormethan, chloroform og carbontetrachlorid;
e. Fluorcarbonopløsningsmidler, såsom hexafluoroisopropanol;
f. Hydrocarbonopløsningsmidler såsom hexan, isooctan og toluen;
g. Ioniske væsker;
h. Superkritiske gasser, såsom superkritisk kuldioxid.
Det bedste opløsningsmiddel skal være i stand til direkte at krystallisere og udfælde produktet fra reaktionen. Selvom dette til tider kan være vanskeligt at opnå, er det vigtigt at overveje følgende vejledende punkter:
en. Give sikre og ufarlige store produktionsbetingelser for udstyr og operatører;
b. De fysisk -kemiske egenskaber ved opløsningsmidler, såsom polaritet, kogepunkt og vandblanding, påvirker reaktionshastigheden, faseseparation, krystallisationseffekt og fjernelse af flygtige komponenter gennem azeotrope eller tørre faste stoffer;
c. Andre fysiske og kemiske egenskaber, såsom blandingen af blandingen, påvirker masse og varmeoverførsel, dannelsen af biprodukter og fysisk transport;
d. Problemet med genanvendelse og genbrug af opløsningsmidler påvirker i høj grad omkostningerne ved produktet (COG).
Det centrale princip for valg af opløsningsmidler til hurtig processkalering er, at homogene reaktioner normalt er meget hurtigere og lettere at skalere op end heterogene reaktioner. Hvis heterogene tilstande er nødvendige, skal opløsningsmidlet og reaktionsbetingelserne vælges for at gøre reaktionsblandingen væske og let at blande. For traditionelle hydrogeneringsreaktioner er effektiv omrøring afgørende på grund af det væskesolid gasdispersionssystem. I mange tilfælde kan produktseparation få reaktionen til at fortsætte. Det er bedst at krystallisere i stedet for at danne bundfald eller olieagtige stoffer, da dette vil involvere råmaterialerne.
For nogle reaktionsprocesser er heterogene tilstande fordelagtige. Heterogene tilstande kan fremskynde reaktionerne eller reducere nedbrydningen af produkter under reaktionsbetingelser.
