(Өөх тосны спирт) – гадаргуугийн идэвхт бодисын гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг

1. Юу вэтослог спирт

Тосны спиртүүд нь 8-22 нүүрстөрөгчийн атомын нүүрстөрөгчийн гинж бүхий алифатик спиртүүд юм. Тосны спиртүүд нь ихэвчлэн тэгш тооны нүүрстөрөгчийн атомтай бөгөөд нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээний төгсгөлд гидроксил бүлэгтэй байдаг.

Эдгээр нь угаалгын нунтагт хэрэглэдэг гадаргуугийн идэвхт бодисын түүхий эдүүдийн нэг бөгөөд ерөнхий томъёо нь ROH юм. Угаалгын нунтаг зэрэглэлийн спиртийн хувьд R нь ерөнхийдөө C12-C18 нүүрсустөрөгчийн бүлэг юм. Ийм өндөр нүүрстөрөгчтэй тослог спиртүүд нь амфифилийн шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн молекулууд нь нүүрсустөрөгчийн гинж зэрэг гидрофобик бүлгүүд болон гидроксил бүлэг зэрэг гидрофилийн бүлгүүдийг агуулдаг гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч усанд маш бага уусдаг тул гидрофилийн бүлгүүдийг нэмэх эсвэл гидроксил бүлгийг сульфатын бүлэг болгон хувиргах шаардлагатай. Зөвхөн гидрофилийн-липофилийн тэнцвэрийн утга шаардлагатай түвшинд хүрсэн тохиолдолд л өөхний спиртийн дериватив нь усанд уусаж, агрегатууд (мицелл) үүсгэх хангалттай гидрофилийн бүлгүүдийг олж авдаг тул өөхний спиртийн дериватив нь гадаргуугийн идэвхт бодисын үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, додеканол нь усанд уусдаггүй боловч натрийн додецил сульфат болгон хувиргахад сульфатын бүлэг (-SO) нэвтрүүлснээр түүний усанд уусах чадвар сайжирдаг.₃⁻), усанд мицелл үүсгэх боломжийг олгодог. Тодорхой концентрацид энэ нь маш сайн гадаргуугийн идэвхжил үзүүлдэг. Энэ шинж чанарыг ашиглан хүмүүс тослог спиртийг түүхий эд болгон ашиглан гайхалтай гүйцэтгэлтэй төрөл бүрийн гадаргуугийн идэвхт бодис үйлдвэрлэжээ.

2. Тослог спиртийн хөгжлийн үйл явц

Өөх тосны спиртийг анх спермацетаас гаргаж авдаг байжээ. Үүссэн холимог өөх тосны спиртүүд нь сульфонжуулж, саармагжуулсны дараа анхны анион угаалгын бодисын нэг болох сульфатуудыг үүсгэсэн. Хожим нь харьцангуй элбэг эх үүсвэр болох кокосын тос, далдуу модны тос, үхрийн өөхийг боловсруулж, түүхий эд болгон ашигласан. Гидролизийн аргаар гаргаж авсан өөх тосны хүчлийг дараа нь спирт болгон бууруулж, нийтдээ байгалийн өөх тосны спирт гэж нэрлэдэг. Нефтийн химийн үйлдвэрлэл хөгжсөний дараа газрын тосны бүтээгдэхүүнийг түүхий эд болгон ашиглаж үйлдвэрлэсэн өөх тосны спиртийг синтетик өөх тосны спирт гэж нэрлэх болсон. Өөх тосны спирт үйлдвэрлэх харьцангуй чухал аргуудад өндөр даралттай устөрөгчжүүлэлт, Зиглерийн процесс, оксо синтезийн процесс орно. Хэрэв үсний маск нь ханаагүй өөх тосны спирт агуулсан бол үсийг нөхөн сэргээж, тэжээж чадна; уруул өнгөлөгч дээр өөх тосны спирт нэмэх нь түрхэх явцад бүтээгдэхүүний жигд байдлыг сайжруулдаг.

3. Тослог спирт үйлдвэрлэх арга

3.1Өндөр даралттай устөрөгчжүүлэх арга

Тосны спиртийг амьтны болон ургамлын тосыг түүхий эд болгон ашиглан өндөр даралттай устөрөгчжүүлэх замаар гаргаж авдаг. Аж үйлдвэрийн хувьд түүхий тосыг эхлээд урьдчилан боловсруулж, устөрөгчжүүлэхээс өмнө тосны хүчил болгон хувиргахын тулд спиртжилтэд (өөрөөр хэлбэл трансэтерификаци) оруулдаг. Тосны спиртийг мөн тосны хүчлийг шууд устөрөгчжүүлэх эсвэл эфиржүүлсний дараа устөрөгчжүүлэх замаар гаргаж авч болно. Тосны хүчлийг шууд устөрөгчжүүлж тосны спирт үйлдвэрлэх нь тоног төхөөрөмжид өндөр материалын шаардлага тавьдаг.

Тосны хүчлийг тосны спирт болгон устөрөгчжүүлэх химийн урвалын тэгшитгэл:

RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O

Тосны хүчлийн эфирийг тосны спирт болгон устөрөгчжүүлэх химийн урвалын тэгшитгэл:

RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH

Өндөр даралтын устөрөгчжүүлэх арга нь тогтмол давхаргын процесс болон түдгэлзүүлсэн давхаргын процессыг агуулдаг боловч тэдгээрийн үндсэн технологийн процессууд нь ижил байдаг.

3.2. Зиглерийн арга

Этиленийг түүхий эд болгон ашиглан туршилт килалалюминий урвалд оруулснаар хөнгөн цагааны алкоксидын нэгдлүүдийг гинжин өсөлт ба исэлдэлтээр гаргаж авдаг бөгөөд дараа нь гидролиз, саармагжуулах, фракцийн нэрэлтээр тослог спиртийг гаргаж авдаг.

1954 онд К. Зиглерийн зохион бүтээсэн энэ аргыг анх 1962 онд АНУ-ын Континентал Ойл компани арилжааны зорилгоор ашиглаж, шулуун гинжин тэгш нүүрстөрөгчийн спирт үйлдвэрлэжээ. Энэхүү үйлдвэрлэлийн аргын гол урвалууд нь дараах алхмуудыг агуулна.

Триэтилалалюминий бэлтгэх (гидрогенжүүлэлт ба нэмэлт урвал):

Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H

3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃

Алкилаалюминий бэлтгэл (гинжин өсөлтийн урвал):

Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al

Хөнгөн цагааны алкоксид бэлтгэх (исэлдэлтийн урвал):

R₃Al + O₂ → Al(OR)₃

Тосны спирт бэлтгэх (гидролизийн урвал):

Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH

or

Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH

3.3. Оксо синтезийн арга

Олефин, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, устөрөгч нь катализатор болон даралттай нөхцөлд альдегид болж нийлэгждэг. Альдегид нь түүхий олефиноос нэг нүүрстөрөгчийн атомаар илүү байдаг. Тосны спиртийг альдегидийг устөрөгчжүүлэх замаар гаргаж авдаг.

Энэхүү олефины гидроформилжих урвалыг (OXO урвал) Германы химич О.Роелен 1938 онд нээсэн.

OXO урвал дараах байдалтай байна.

Гидроформилизацийн урвал

4. Тослог спиртийн бүтээгдэхүүний хэрэглээ ба зах зээлийн хөгжил

Байгалийн өндөр зэрэглэлийн тослог спирт нь угаалгын нунтаг, гадаргуугийн идэвхт бодис, хуванцар хуванцаржуулагч зэрэг нарийн химийн бүтээгдэхүүний үндсэн түүхий эд болдог. Тэдгээрээс мянга мянган нарийн химийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг бөгөөд эдгээрийг химийн үйлдвэрлэл, газрын тос, металлурги, нэхмэл эдлэл, машин механизм, уул уурхай, барилга, хуванцар, резин, арьс шир, цаас үйлдвэрлэл, тээвэр, хүнс, эм, эрүүл мэнд, өдөр тутмын химийн үйлдвэрлэл, хөдөө аж ахуй зэрэг салбарт өргөн ашигладаг.

Тосны спиртийг олон тооны дериватив үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Спирт дээр суурилсан гадаргуугийн идэвхт бодисууд 1980-аад оноос хойш бүх төрлийн гадаргуугийн идэвхт бодисын дунд хамгийн хурдацтай хөгжиж буй ангилалд багтаж байна. Идэвхтэй угаалгын нунтаг найрлага болохын хувьд тэдгээр нь хүчтэй угаалгын бодис, сайн нийцтэй байдал, бага хөөсөрч, бэлэн био задралд ордог, хатуу усны эсэргүүцэл, бага температурт усанд сайн угаах зэрэг маш сайн шинж чанартай байдаг. Эдгээр нь шугаман алкилбензолын сульфонат (LAS) болон додецилбензолсульфоны хүчилийг аажмаар орлож, гурав дахь үеийн угаалгын нунтаг түүхий эд болж байна. Энд хамгийн төлөөлөл болсон бүтээгдэхүүнүүдэд тосны спирт болон этилен ислээс нийлэгжсэн AEO3-ээс AEO9 хүртэлх бүтээгдэхүүнүүд багтдаг бөгөөд тэдгээрийг цаашид сульфонжуулж AES үүсгэж болно. Эдгээр спирт дээр суурилсан гадаргуугийн идэвхт бодисууд нь өргөн хүрээний хэрэглээтэй бөгөөд зах зээлийн эрэлт хэрэгцээ ихтэй, өдөр тутмын амьдрал, амьдралын чанарыг сайжруулахтай нягт холбоотой бөгөөд өргөн хүрээний бодит болон боломжит зах зээлтэй. Тиймээс тэдгээр нь тосны спирт, ялангуяа байгалийн тосны спирт үйлдвэрлэх харьцангуй өргөн хүрээний хөгжлийн орон зайг бүрдүүлдэг.

Хуванцар нэмэлт нь хуванцар үйлдвэрлэлийн туслах түүхий эд бөгөөд нэмэлтийн үйлдвэрлэл нь хуванцар үйлдвэрлэлийн салбартай зэрэгцэн хөгжиж байна. Хятадын хуванцар үйлдвэрлэлийн хурдацтай хөгжил сайн мэдэгдэж байна. 1985 онд дэлхийн янз бүрийн хуванцар нэмэлтийн хэрэглээ 13 сая тоннд хүрч, хуванцаржуулагч нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хуванцар нэмэлтүүдийн нэг юм. Одоогийн байдлаар хуванцаржуулагчийн гадаад үйлдвэрлэлийн хүчин чадал 4.5 сая тонноос давсан бол Хятадын хүчин чадал 500,000 тонноос давсан байна. Хуванцаржуулагчдын дунд дибутил фталат (DBP) болон диоктил фталат (DOP) нь бүтээгдэхүүний гол хувийг эзэлдэг. Фталын ангидридаас гадна бутанол, октанол нь тэдгээрийн үйлдвэрлэлийн гол түүхий эд юм. Одоогийн байдлаар Хятад улс эдгээр хоёр хуванцаржуулагчийг үйлдвэрлэхэд жилд 300,000 гаруй тонн бутанол, октанол хэрэглэдэг. Гэсэн хэдий ч бутанол ба октанол нь харьцангуй богино нүүрстөрөгчийн гинжтэй бөгөөд тэдгээрээс гаргаж авсан хуванцаржуулагч нь халуунд тэсвэртэй, цаг агаарын тэсвэртэй, цахилгаан тусгаарлагчийн хувьд хуванцар боловсруулах үйлдвэрлэлийн хөгжлийн хэрэгцээг хангахаа больсон. Одоогийн байдлаар C10, C12, C14, C16, C18 зэрэг урт гинжин тослог спиртийг бутанол ба октанолыг орлох туршилт хийж байгаа бөгөөд эдгээр нь маш сайн халуунд тэсвэртэй, цаг агаарын тэсвэртэй, цахилгаан тусгаарлагчтай хуванцар бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд ингэснээр хуванцарын хэрэглээг өргөжүүлж байна. Тиймээс хуванцар хуванцаржуулагчийн үйлдвэрлэлд урт гинжин тослог спиртийг хэрэглэх хэтийн төлөв нэлээд ирээдүйтэй байна.

Байгалийн тослог спирт нь өдөр тутмын химийн хэрэглээнд синтетик спиртээс илүү давуу талтай байдаг. Физик болон химийн чанарын үзүүлэлтүүд нь ижил байсан ч хэрэглэгчид байгалийн спиртийг илүүд үздэг бөгөөд энэ нь зонхилох "ногоон" чиг хандлага болж байна. Тиймээс байгалийн тослог спирт нь гоо сайхны салбарт шингэн болон тослог саван, шүдний оо, гоо сайхны эмульс зэрэг бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд тохиромжтой түүхий эд болдог.