2 つ以上の化学物質が反応すると、新しい物質が生成されます。この単純なステートメントは、毎年大量の化合物を製造する大規模な化学産業。
化合物の製造とは、すでに設計された化学合成スキームを使用して、物質のある形態を別の形態に変換することを意味します。言い換えれば、化学産業は、私たちがすでに持っているさまざまな化学反応と化合物を使用して、新しい化合物を製造します.
たとえば、石炭の燃焼は化学反応であり、二酸化炭素が発生します。アンモニアは水素と窒素で合成され、さまざまな化合物の製造に使用されます。
化合物の製造には何が含まれますか?
化合物の製造には、反応して既知の新しい化合物を形成する試薬または反応物として知られる合成前の化合物が含まれます。温度、圧力、一定量の投入化合物など、特定の一定の条件下での製品として。
このような反応によって生成される生成物の量は、反応収率として知られています。反応収率に基づいて、反応プロセスが経済的か非経済的かが決定されます。
合成は、複数ステップまたは単一ステップのプロセスです。
化合物の製造には、結合の生成と切断を含む化学反応が含まれます。要素間の結合が壊れた後に製品が形成され、新しい結合が形成されます。
変換する官能基が存在するため、製造が可能になります (通常、有機の場合化合物）
化合物製造における合成法の考え方と評価
化合物の製造にはいくつかの重要な要素を考慮する必要があります.
コスト:化合物の工業的および大規模な製造の場合、コストは最大の懸念事項です。
合成による環境への影響:環境への関心が高まる中、生産者は常に、反応によって有害な化合物が生成されないようにする必要があります。生産者は、最も安全ですぐに入手できる試薬を使用して合成を行う必要があります。そのような製造プロセスでは、グリーン ケミストリーの原則に従う必要があります。
収量：合成の収量が低い場合、経済的ではないため、大規模に行うことはできません.その後、生産者は別のプロセスを使用する必要があります。プロセスは 100% 原子効率的でなければなりません (原子経済 – グリーンケミストリーの原則)。
達成しやすい反応条件:温度や圧力などの反応条件は、合成のために容易に達成できる必要があります。
精製:他の化合物の存在によって製品が汚染されないようにすることが重要です。場合によっては、各ステップで精製が必要になります。
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コンパウンド製造におけるさまざまな課題
化合物を製造するために、生産者は伝統的な方法に頼るのではなく、化学反応の非伝統的な方法を採用することを検討しなければなりません.たとえば、非常に高い温度で特定の反応を行う代わりに、マイクロ波技術を使用します。
生産に関わる材料費、人件費、エネルギー費の削減に重点を置く必要があります。
廃棄物を最小限に抑えることは非常に重要です。廃棄物が発生したら廃棄するよりも、廃棄物を出さないほうがよい。廃棄物処理には余分な時間と労働力の割り当てが必要です。
製造工程で使用される安全で無害な試薬および物質を使用することによる危険の軽減。
生産者は、製造された化合物の高純度を確保する必要があります。
現在、製造プロセスの持続可能性は非常に重要です。生産プロセスでは、再生可能な出発原料を使用するか、再生可能な資源から得られた材料を使用する必要があります。たとえば、アルコールを使用する代わりに、特定の状況では水を製造プロセスで溶媒として使用できます。
製造は、環境への害が最小限またはほとんどない方法で行う必要があります。
触媒の選択により、反応速度が変化し、反応が速くなります。反応をより速くするために、過酷な条件の代わりに触媒を使用する必要があります。
ナノスケールの反応は未来です。
化合物を製造するためのいくつかの重要な工業プロセス
ハーバー法：鉄を触媒として水素と窒素からアンモニアを製造する方法。
ハーバープロセス
クレメンセン還元:このプロセスは、触媒として亜鉛と HCl の存在下で、アルデヒドとケトンを対応する炭化水素に変換します。還元反応です。
コルベ反応:カルボン酸およびカルボン酸の塩を電気分解して、炭化水素を調製します。
Hall Herault プロセス:このプロセスでは、アルミニウムは酸化アルミニウムの電気分解によって調製されます。
