Het proces van opgeloste stof wordt omringd door een oplosmiddel, wordt solvatie genoemd en de oploswaarde verwijst naar het aantal oplosmiddelmoleculen rond een ion. Over het algemeen neemt de mate van solvatie toe met de toename van het ladingsaantal en de afname van de ionenradius.
De reactiviteit van een soort neemt toe naarmate de mate van solvatie afneemt, naarmate de gesolvateerde moleculen de reactanten beschermen en de lading verspreiden.
Een deel van een molecuul kan gemakkelijker worden opgelost door een ander oplosmiddel. Bijvoorbeeld:
Dipolaire niet -protonenoplosmiddelen, zoals DMSO, solvaatkationen, waardoor het voor een ander deel van de anionen gemakkelijker kan reageren.
Kroonethers, gewoonlijk gebruikt als faseoverdrachtskatalysatoren (PTC), vormen ook complexen met kationen om de activiteit van anionische plaatsen te verbeteren.
In een oplosmiddelmengsel kunnen twee oplosmiddelen verschillende delen van moleculen oplossen, wat resulteert in een betere oplosbaarheid van het gemengde oplosmiddel dan een enkel oplosmiddel.
Er is een duidelijk voorbeeld van hoe de afname van de solvatiegraad van natriumhydroxide de reactiviteit beïnvloedt: de alkaliteit van vast natriumhydroxide (trihydraat) is 50000 keer hoger dan die van 15% natriumhydroxide (11hydraat). Van PTC wordt gezegd dat het 'blootgestelde anionen' produceert, maar een kleine hoeveelheid water is noodzakelijk, vooral voor fase-overdrachtsreacties van vaste vloeistof. Daarom. Het vochtgehalte is een belangrijke parameter bij de ontwikkeling van faseoverdrachtskatalyse. ) Solvatie is een van de vele belangrijke factoren om te overwegen bij het kiezen van een oplosmiddel.
De categorieën oplosmiddelen kunnen ook worden onderverdeeld in de volgende categorieën:
A. Protonische oplosmiddelen of waterstofbinding donor -oplosmiddelen (Lewiszuren), zoals water, ethanol, azijnzuur en ammoniak;
B. Waterstofbindingacceptor oplosmiddelen (Lewis -basen), zoals water, triethylamine, ethylacetaat, aceton en DMF;
C. Polaire niet -protonenoplosmiddelen, ook bekend als "niet -hydroxyloplosmiddelen", zoals DMSO, DMF en dimethylacetamide DMAC;
D. Gechloreerde alkaanoplosmiddelen, zoals dichloormethaan, chloroform en koolstoftetrachloride;
e. Fluorocarbon -oplosmiddelen, zoals hexafluoroisopropanol;
F. Koolwaterstofoplosmiddelen zoals hexaan, isooctaan en tolueen;
G. Ionische vloeistoffen;
H. Superkritische gassen, zoals superkritisch koolstofdioxide.
Het beste oplosmiddel zou het product direct moeten kunnen kristalliseren en neerslaan van de reactie. Hoewel dit soms moeilijk kan zijn om te bereiken, is het belangrijk om de volgende leidende punten te overwegen:
A. Bieden veilige en onschadelijke grootschalige productieomstandigheden voor apparatuur en operators;
B. De fysicochemische eigenschappen van oplosmiddelen, zoals polariteit, kookpunt en watergraad, beïnvloeden de reactiesnelheid, fasescheiding, kristallisatie -effect en de verwijdering van vluchtige componenten door azeotrope of droge vaste stoffen;
C. Andere fysische en chemische eigenschappen, zoals de viscositeit van het mengsel, beïnvloeden massa en warmteoverdracht, de vorming van bijproducten en fysiek transport;
D. De moeilijkheid om oplosmiddelen te recyclen en te hergebruiken heeft grote invloed op de kosten van het product (COG).
Het belangrijkste principe voor het selecteren van oplosmiddelen voor snel opschalen van processen is dat homogene reacties meestal veel sneller zijn en gemakkelijker op te schalen dan heterogene reacties. Als heterogene omstandigheden nodig zijn, moeten het oplosmiddel- en reactieomstandigheden worden geselecteerd om het reactiemengsel vloeistof te maken en gemakkelijk te mengen. Voor traditionele hydrogeneringsreacties is effectief roeren cruciaal vanwege het vloeistof-vaste gasdispersiesysteem. In veel gevallen kan productscheiding de reactie om door te gaan stimuleren. Het is het beste om te kristalliseren in plaats van neerslag of olieachtige stoffen te vormen, omdat dit de grondstoffen omvat.
Voor sommige reactieprocessen zijn heterogene omstandigheden voordelig. Heterogene omstandigheden kunnen reacties versnellen of de afbraak van producten onder reactieomstandigheden verminderen.
