Glyoxylic acidje organsko jedinjenje sa molekulskom formulom c2h2o3, koje se sastoji od aldehidne grupe (-cho) i karboksilne grupe (-cooh). Njegova strukturna formula je hoccooh, CAS 298-12-4, a molekularna težina je 74,04. Svijetlo žuta prozirna tekućina. Rastvorljiv u vodi, slabo rastvorljiv u etanolu, eteru, benzenu itd. To je toksična supstanca sa iritacijom i korozivnošću. Oralni LD50 pacova je 70 mg/kg. Rukovaoci treba da obrate pažnju na nošenje sredstava za zaštitu rada i da se umiju sa dosta vode kada dodiruju kožu. Može se koristiti za sintezu vanilina, etil vanilina, jasmonaldehida (kapsaicin), p-metoksibenzaldehida (anisaldehida) itd. Ovi začini se široko koriste u hrani, dnevnim potrepštinama, kozmetici i drugim poljima. Također se može koristiti u proizvodnji sredstva za pročišćavanje vode hidroksi fosfor karboksilne kiseline, kao sredstvo za umrežavanje polimera, aditiv za galvanizaciju i visokoučinkovito elementsko gnojivo (etilendiamin di-o-hidroksifenil veliki natrijum-feri acetat eddha FENa), itd. zaštita životne sredine, nauka o materijalima i druge oblasti.
(Link proizvoda: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/glyoxylic-acid-solution-cas-298-12-4.html)
Metoda 1: metoda dihloroctene kiseline
1. Priprema dihlorosirćetne kiseline: metanol i hlor se unose u reaktor i hlorišu pod dejstvom katalizatora da bi se dobila dihloroctena kiselina. Hemijska jednačina ovog koraka je: CH3OH+Cl2 → h2c2o2+HCl.
2. Kondenzacija dihloroctene kiseline i natrijum metoksida: dihloroctena kiselina i natrijum metoksid se mešaju i kondenzuju pod odgovarajućom temperaturom i pritiskom da bi se dobio natrijum dimetoksiacetat. Hemijska jednačina za ovaj korak je: h2c2o2+CH3ONa → h2c2o2 · ch3o2na.
3. Hidroliza natrijum dimetoksiacetata: natrijum dimetoksiacetat se meša sa hlorovodoničnom kiselinom i hidrolizira na određenoj temperaturi i pritisku da bi se dobila glioksilna kiselina i metanol. Hemijska jednačina ovog koraka je: h2c2o2 · ch3o2na+HCl → h2c2o2 · HCl+CH3OH.
4. Odvajanje i prečišćavanje: glioksilna kiselina i metanol se odvajaju i dalje prečišćavaju da bi se dobila glioksilna kiselina visoke čistoće. Ovaj korak obično usvaja destilaciju, kristalizaciju i druge metode.
Kroz gore navedene korake, glioksilna kiselina se može sintetizirati metodom dihloroctene kiseline. Treba napomenuti da se cijeli proces mora odvijati pod određenim temperaturnim i tlakovnim uvjetima, a uvjeti kemijske reakcije moraju biti precizno kontrolirani kako bi se osigurao kvalitet i prinos proizvoda. Osim toga, potrebno je obratiti pažnju i na sigurnosna pitanja, posebno kada se provode hlorisanje, kondenzacija, hidroliza i druge reakcije, potrebno je poduzeti odgovarajuće sigurnosne mjere kako bi se spriječile eksplozije, korozija i druge sigurnosne nezgode.
Sinteza glioksilne kiseline dihloroctenom kiselinom je važna metoda organske hemijske proizvodnje, koja ima široku perspektivu i vrijednost. Kako bi se osigurao njegov održivi razvoj i efikasnost, potrebno je ojačati tehnološka istraživanja i inovacije, te poduzeti odgovarajuće mjere zaštite životne sredine i tehnologije za uštedu energije radi smanjenja troškova proizvodnje i zagađenja životne sredine.
U praksi se sintetički proces može optimizirati i prilagoditi prema potrebi. Na primjer, u reakciji kondenzacije dihloroctene kiseline sa natrijum metoksidom, može se dodati odgovarajuća količina katalizatora da bi se poboljšala brzina reakcije i selektivnost; U reakciji hidrolize, čistoća i prinos hidrolizata mogu se poboljšati kontrolom temperature i koncentracije reakcije. Osim toga, oporavak i ponovna upotreba nusproizvoda se također može istražiti i razviti kako bi se ostvarila efektivna upotreba resursa i smanjili troškovi proizvodnje.
Metoda 2: Metoda redukcije ozoniranja anhidrida maleinske kiseline
Detaljni koraci su sljedeći:
1. Priprema anhidrida maleinske kiseline: prvo, maleinska kiselina i anhidrid treba da reaguju kako bi se proizveo anhidrid maleinske kiseline. Hemijska jednačina ovog koraka je: c4h2o4+C2H2O2 → 2ch2o2. U praksi se maleinska kiselina obično rastvara u odgovarajućoj količini rastvarača, zatim se polako dodaje anhidrid, a temperatura se kontroliše kako bi se sprečila pojava nuspojava.
2. Reakcija ozoniranja: zatim, stvoreni anhidrid maleinske kiseline reaguje sa rastvorom vodikovog peroksida da bi se stvorio intermedijarni proizvod ozoniranja. Hemijska jednačina ovog koraka je: ch2o2+H2O2 → ch2o2 · H2O. Reakcija ozoniranja zahtijeva određene temperaturne i tlačne uvjete i obično se izvodi u određenom reaktoru. U procesu reakcije, koncentracija i brzina dodavanja vodikovog peroksida moraju se strogo kontrolirati kako bi se osigurala sigurnost reakcije.
3. Reakcija redukcije: zatim, mirisni oksid reaguje sa redukcionim agensom i stvara glioksilnu kiselinu. Hemijska jednačina ovog koraka je: ch2o2 · H2O+NAH → CH3COOH+NaOH. Hidrid se obično koristi kao redukciono sredstvo u reakciji redukcije, kao što su natrijum, kalijum itd. Tokom procesa reakcije potrebno je kontrolisati temperaturu i pritisak kako bi se obezbedila potpuna reakcija redukcije. Istovremeno, potrebno je obratiti pažnju i na sigurnosna pitanja, kao što je sprečavanje curenja vodonika.
4. Odvajanje i prečišćavanje proizvoda: konačno, stvorena glioksilna kiselina se odvaja od reakcionog rastvora i pročišćava. Ovaj korak obično usvaja destilaciju, kristalizaciju i druge metode. Glioksilna kiselina i druge hlapljive nečistoće mogu se odvojiti destilacijom, dok se glioksilna kiselina može odvojiti iz otopine kristalizacijom radi daljeg pročišćavanja. U procesu odvajanja i prečišćavanja proizvoda, treba obratiti pažnju na kontrolu temperature i stabilnost rada kako bi se izbjegao gubitak i propadanje proizvoda.
Metoda redukcije ozoniranja anhidridom maleinske kiseline je uobičajena metoda za sintetizaciju glioksilne kiseline s visokim prinosom i čistoćom. Međutim, ova metoda treba potrošiti veliki broj sirovina kao što su anhidrid maleinske kiseline i vodikov peroksid, te će proizvesti određenu količinu otpadnih voda i otpadnog plina. Stoga je potrebno poduzeti odgovarajuće mjere zaštite okoliša i tehnologije za uštedu energije kako bi se smanjili troškovi proizvodnje i zagađenje okoliša.
Metoda 3: hemijska oksidacija
Osnovni koraci su sljedeći:
1. Priprema sirovina: prvo pripremite potrebne sirovine, kao što su mravlja kiselina, acetat ili etilen glikol. Ove sirovine su osnova za sintezu glioksilne kiseline.
2. Reakcija oksidacije: sirovina reaguje sa oksidansom da bi se dobila glioksilna kiselina. Uobičajeni oksidansi uključuju dušičnu kiselinu, kalijum permanganat, vodikov peroksid, itd. Hemijska jednadžba za ovaj korak ovisi o sirovinama i korištenim oksidansima. Na primjer, koristeći mravlju kiselinu kao sirovinu i dušičnu kiselinu kao oksidans, jednačina reakcije je: HCOOH+2hno3 → hcoono2+2H2O. Ako se acetat koristi kao sirovina, a kalijum permanganat kao oksidans, jednačina reakcije je: CH3COO (-)+MnO4 (-)+H (+) → CH3COOH+Mn (IV). Ako se etilen glikol koristi kao sirovina, a vodikov peroksid kao oksidans, jednačina reakcije je hoch2ch2oh+H2O2 → ohccho+2H2O.
3. Odvajanje i prečišćavanje proizvoda: nakon što je reakcija završena, stvorena glioksilna kiselina treba da se odvoji od reakcionog rastvora i prečisti. Ovaj korak obično usvaja ekstrakciju, destilaciju, kristalizaciju i druge metode. Ovim metodama, glioksilna kiselina se može odvojiti od drugih nečistoća kako bi se dobili proizvodi visoke čistoće.
4. Post tretman: konačno, glioksilna kiselina nakon odvajanja i prečišćavanja se naknadno tretira, kao što je sušenje, pakovanje, itd. Ovaj korak je da se osigura kvalitet i sigurnost proizvoda.
Hemijska oksidacija je uobičajena metoda za sintezu glioksilne kiseline visokog prinosa i čistoće. Međutim, ova metoda treba potrošiti veliki broj oksidansa i sirovina, te će proizvesti određenu količinu otpadnih voda i otpadnog plina. Stoga je potrebno poduzeti odgovarajuće mjere zaštite okoliša i tehnologije za uštedu energije kako bi se smanjili troškovi proizvodnje i zagađenje okoliša.
U praktičnim primenama, izbor odgovarajućih metoda sinteze treba sveobuhvatno razmotriti u skladu sa stvarnim potrebama i uslovima. Različite metode sinteze imaju različite prednosti i nedostatke, kao što su cijena, efikasnost, zaštita okoliša i tako dalje. Stoga je prilikom odabira metoda sinteze potrebno sveobuhvatno razmotriti niz faktora kako bi se odredila najprikladnija metoda. Osim toga, potrebno je ojačati tehnološka istraživanja i inovacije kako bi se promovirao održivi razvoj organske kemijske industrije i društveno-ekonomski napredak.