بررسی جنس الکترودهای مختلف برای سنتز پاراآمینوفنل از نیتروبنزن با آزمایشات ولتامتری

---

تاریخ انتشار روی سایت: 20 اردیبهشت ماه 1403

تاریخ انتشار بر روی ژورنال: فروردین ماه 1367

نویسندگان: P SUBBIAH, M NOEL, S CHIDAMBARAM and K S UDUPA

URI: cecri.csircentral.net/id/eprint/1572

نگارشگر خلاصه نامه: سید امیرحسین میرصدری

نيتروبنزن يكي از مهمترين تركيبات صنايع شيميايي و پيش ماده بسياري از مواد موثره صنایع شیمیایی محسوب میشود. احیای نیتروبنزن از معروفترین واکنش های شیمیایی محسوب میشود که میتواند به ترکیبات موثره مختلفی تبدیل شود. در این مسیر گروه نیترو حلقه بنزنی، با احیا نهایتا تبدیل به آمین و حلقه را نهایتا تبدیل به آنیلین میکند. در پژوهش های مختلف سعی شده بود که از احیای الکتروشیمیایی نیتروبنزن به ماده با اهمیت پارا آمینوفنل برسند ولی این مسیر 4 الکترونی با مشکلاتی همراه بود. یکی از این مشکلات واکنش رقابتی حد واسط آن فنیل هیدروکسیل آمین (C6H5NHOH) به پارا آمینوفنل و یا آنیلین بود. به این معنا که در کنار پاراآمینوفنل حتما آنیلین نیز سنتز میشود که این خواست سنتز کاران پاراآمینوفنل نیست و باید آن را به حداقل برسانند. بسیاری از پژوهشگران تلاش کرده اند تا با آن بهینه کردن دما، چگالی جریان، اضافه کردن نمکهای معدنی، ایجاد تداخلات جریانی و استفاده از الکلها با اسید سولفوریک (ایزوپروپانولیک سولفوریک اسید) این واکنش جانبی را به حداقل برسانند. در این پژوهش سعی شده است به بررسی سنتز این محصولات با الکترودهای مختلف پرداخته شود. سه الکترود انتخهاب شد و عبارت بودند از سرب (Pb) و مس (Cu) و کربن شیشه ای (glass carbon - GC)

خود سولفوریک اسید برای نوآرایی این واکنش به سوی پاراآمینوفنل از اهمیت بسیاری برخوردار است ولی الکترود سرب در محیط سولفوریک اسید تبدیل به فیلم سرب سولفات شده و از این واکنش جلوگیری میکند و بنابراین کلا از این الکترود کمتر استفاده میشود. الکترود مس در پتانسیل های منفی 65/0 میلی ولت باعث ایجاد گاز هیدروژن شده و عملا بجای احیای نیتروبنزن، هیدروژن تولید میشود و بازده کمتری دارد. اما الکترود کربنی احیای هیدروژن در پتانیل های منفی تر 25/1- دارد و احیای نیتروبنزن راحتتر انجام میپذیرد. اما مشکل اساسی این الکترود نسبت به الکترود مس این است که ضریب انتقال این الکترود کمتر از مس بوده و بنابراین هرچه ضریب انتقال کمتر باشد، پتانسیل قله پیک احیایی به سمت پتانسیل های مثبتتر شیفت پیدا میکند و بنابراین به اعمال پتانسیل و انرژی بیشتری برای احیای آن نیاز است. در این آزمایش مولکول پارانیتروفنل و اورتونیتروفنل ایجاد شده از نیتروبنزن بر روی الکترود مس هم توانست به بازده نسبتا خوبی از آمینوفنل برسد و این واکنش بر روی الکترود مس 6 الکترونی پیش میرود.

اما تفاوت مس با گلس کربن همان نزدیکی پتانسیل احیای هیدروژن به پتانسیل احیای نیتروبنزن بود که منجر به تولید هیدروژن میشد. تولید هیدروژن در سطح الکترود میتواند باعث ایجاد آنیلین شود و تولید پاراآمینوفنل را کمتر کند. بنابراین برای اینکه بازده خوب و بهتری داشته باشیم بهتر است از الکترود کربنی که پتانسیل احیایی بیشتر و منفیتری دارد استفاده کنیم تا پاراآمینوفنل بیشتری تولید شود. در این مقاله از ولتامتری پویش خطی استفاده شده بود و همچنین تاثیر غلظت اسید بر روی شیفت قله پیک و تاثیر غلظت نیتروبنزن و پارانیتروفنل و تاثیر سرعت روبش بر ارتفاع پیک مورد بررسی قرار گرفت و درنهایت الکترود کلس کربن به عنوان بهترین الکترود برای احیای نیتروبنزن به پاراآمینوفنل انتخاب شد.