Технологія отримання ваніліну

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Кафедра органічного синтезу та нанотехнологій

Дисципліна принципи «зеленої» хімії та технології

РЕФЕРАТ

з предмету: Принципи «зеленої» хімії та технології

Тема роботи:

«Технологія отримання ваніліну»

Виконав студент    

Роботу захищено з оцінкою                             

«          »                     20__ р.

Харків – 2018

ЗМІСТ

ВСТУП        3

1.        Принципи зеленої хімії        4

2.        Характеристика ваніліну        7

2.1        Методи виробництва        8

2.2        Використання ваніліну        9

2.3        Механізм дії і токсичність        10

2.4        Синтез ваніліну        11

3.        Аналіз технології відповідно до принципів зеленої хімії        14

3.1        Аналіз технологій        14

3.2        Пропозиції щодо отримання        15

ВИСНОВОК        16

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ        17

ВСТУП

Ванілі́н — З-метокси-4-гідроксибензальдегід, C8H8O3, біла кристалічна речовина, із запахом ванілі. Розчинний у воді, спирті, ефірі, хлороформі та інших розчинниках. Ванілін широко застосовують у харчовій та парфумерній промисловості, а також для виготовлення ліків.

У природі зустрічається в складі багатьох етерних олій. Ванілін у вигляді глікозидів міститься (до 3 %) у ванільних бобах — плодах ліан родини орхідних Vanilla planifolia i Vanilla pompona, що паразитують на какао. Натуральний ванілін виділяють із ванілі методом екстракції (ванільні екстракти) або отримують біотехнологічним методом.

Крім того, існує низка синтетичних і напівсинтетичних шляхів його одержання. Ванілін одержують із сульфітних відходів при виробництві паперу: лігнін обробляють суміші продуктів, з якої потім виділяють ванілін; очищують методом рекристалізації.

Ванілін широко використовують як ароматизатор у фармацевтичних, парфумерних, харчових продуктах, напоях та кондитерських виробах, забезпечуючи характерний смак та запах натуральної ванілі, а також як стабілізатор у харчових продуктах. В аналітичній хімії — як реагент та напівпродукт у синтезі багатьох фармацевтичних речовин (напр. метилдопа).

1. Принципи зеленої хімії

Зелена хімія (Green Chemistry) — науковий напрямок у хімії, до якого можна віднести будь-яке вдосконалення хімічних процесів, що позитивно впливає на навколишнє середовище. Як науковий напрямок, виникло у 90-ті роки XX століття.

Нові схеми хімічних реакцій та процесів, що розробляються у багатьох лабораторіях світу, покликані кардинально скоротити вплив на навколишнє середовище великотоннажних хімічних виробництв. Хімічні ризики, що неминуче виникають під

, Зелена хімія — це свого роду мистецтво, що дозволяє не просто отримати потрібну речовину, але отримати її таким шляхом, який в ідеалі не шкодить навколишньому середовищу на всіх стадіях свого отримання.

У 1998 р. П. Анастасом і Д. Уорнер сформульована нова концепція хімії, в основу якої покладено 12 принципів «зеленої» хімії, які заслуговують на те, щоб зупинитися на них докладніше.

Три основні точки, що стосуються рамок зеленої хімії, можна резюмувати так:

1. Зелена хімія проектує на всіх етапах хімічного життєвого циклу.
2. Зелена хімія прагне спроектувати властиву природу хімічних продуктів і процесів, щоб зменшити їх властиву небезпеку.
3. Зелена хімія працює як зв’язкова система принципів чи критеріїв проектування.

Її головні принципи:

1. Краще запобігати утворенню викидів та побічних продуктів, ніж займатися їх утилізацією, очищенням та знищенням. Наприклад, якщо в процесі ми використовуємо відомий окислювач дихромат калію, то в продукті буде токсична сіль хрому (III); при використанні «зелених» окислювачів: кисню, пероксиду водню, закису азоту отримаємо воду та азот відповідно, що дозволить нам залишити
2. таким чином, щоб до складу кінцевого продукту включалося якнайбільше атомів застосовуваних вихідних реагентів. Так, при синтезі аміаку з азоту та водню використовується 100% взятих атомів, і це добре.
3. По можливості слід прагнути до використання або синтезу речовин, нетоксичних або малотоксичних для людини та навколишнього середовища.
4. Технології повинні забезпечувати створення нових матеріалів, що володіють найкращими функціональними характеристиками та найменшою токсичністю. Наприклад, використання добрив у формі, коли вони поміщаються в інертну матрицю і витрачаються поступово, доцільніше порівняно з традиційними способами, коли значна частина їх втрачається (за рахунок вимивання опадами) та забруднює навколишнє середовище.
5. Слід по
6. середовище та мінімізовані. По можливості хімічні процеси мають проводитися за низьких температур і тисків.
7. Сировина для отримання продукту повинна бути відновлюваною, а не вичерпною, якщо це економічно доцільно та технічно можливо. Відновлюваною сировиною є: рослинні олії (особливо пальмова), целюлоза, хітин, біомаса, побутове сміття, вуглекислий газ. В якості сорбентів краще використовувати рослинне вугілля, цеоліти, глини та відходи різних виробництв.
8. Слід мінімізувати або взагалі відмовитися від проміжних похідних та стадій. Прекрасний приклад дотримання цього принципу з металургії: використання прямих методів одержання заліза, що виключають стадію одержання чавуну.
9. Каталітичні системи та процеси (якнайбільше селективні) у всіх випадках краще, ніж стечні.
10. Слід прагнути до легкої біорозкладності вихідних речовин і одержуваних продуктів, щоб по закінченні їх використання вони не накопичувалися у целюлози).
11. Речовини та їх агрегатний стан у хімічних процесах повинні вибиратися таким чином, щоб мінімізувати можливість хімічних аварій, таких як викиди отруйних речовин, вибухи, пожежі. Слід виключити отримання та використання в технології отруйних речовин, насамперед суперекотоксикантів, що мають високу рухливість у біосфері, для яких відсутнє поняття ГДК (діоксини, ртуть, кадмій, свинець).
12. Для запобігання утворенню небезпечних відходів слід використовувати

, і це також позитивно впливає на екологічну та економічну оцінку виробництва.

1. Характеристика ваніліну

[pic 1]

Ваніль вирощували та використовували як ароматизатор жителі доколумбової Америки.

Ванілін був вперше виділений у відносно чистому вигляді в 1858 році Теодором Ніколя Гоблом, який отримав його, випарувавши екстракт ванілі, а потім перекалігувавши отриману речовину з гарячої води.