디에틸아연 CAS 557-20-0

할로겐화에탄(요오도에탄, 브로모에탄 등)과 활성화된 아연분말의 산화{0}}환원반응을 통해 직접적으로 디에틸진을 생성하는 방법입니다. 반응식은 다음과 같습니다.
2 C₂H₅X + Zn → (C₂H₅)₂Zn + ZnX₂
그 중 X는 할로겐 원자(I, Br)를 나타낸다. 반응과정에서 아연분말 표면의 전자이동은 할로겐화탄화수소의 탄소할로겐결합의 파괴를 촉진하여 탄소아연결합을 형성하여 최종적으로 목적산물을 생산하게 된다.

아연분말 전처리
장비: 바닥 튜브가 있는 1000mL 유리병
조작 : 아연분말(6N급) 600g을 넣고 건조수소가스를 투입하여 테일가스통에 살짝 거품을 낸 후 천천히 온도를 200도까지 올려 30분간 유지한 후 테일가스관 벽에 수증기가 응결되는 것을 관찰하고 산화층이 제거된 것을 확인한 후 상온으로 식힌다.
목적: 아연분말의 표면산화층을 제거하고 활성점을 노출시키며 반응효율을 향상시킨다.

불활성 환경 구축
장비: 1000mL 4구 유리 플라스크(구형 응축기 튜브, 정압 깔때기, 온도계 슬리브, 스테인레스 스틸 교반기 장착)
작동: 질소 시스템을 연결하고 질소로 채우고 3회 교체하여 반응 시스템의 산소 함량이 0.1ppm 미만이 되도록 합니다.

반응 개시 및 온도 제어
작업:
전처리된 아연분말을 첨가하고 요오드에탄/브로모에탄 혼합용액(부피비 1:1) 10mL, 요오드화구리(촉매) 10g, 요오드화나트륨 30g을 순차적으로 적하한다.디에틸아연(창시자).
온도가 58~60도까지 올라가면 역류가 가속화됩니다. 80도까지 가열한 후 남은 혼합용액을 첨가한다. 용액을 첨가한 후 140도까지 가열하고 그 온도에서 1시간 동안 유지합니다.

핵심 사항:
트리거링 단계에서는 국부적인 과열과 부반응을 방지하기 위해 엄격한 온도 제어가 필요합니다.
요오드화 구리는 반응의 활성화 에너지를 감소시키고 개시 시간을 단축할 수 있습니다(보통<40 minutes);
단계적 가열 전략은 반응 속도와 제품 순도의 균형을 맞출 수 있습니다.
제품 분리 및 정제

작업:
70도까지 자연 냉각되면 재료가 응고됩니다. 냉각이 완료되면 저온-온도 수신 장치(병 온도 수신 장치)를 연결합니다.<-35 ℃).
30~50도에서 기상 온도 분획을 수집하려면 진공 증류(압력 -0.08~-0.09MPa)를 사용하고, 50~60도에서 혼합물을 수집하려면 2차 증류를 사용합니다.
순도지수 : 디에틸아연 순도 99.9% 이상, 아연 불순물 농도 10ppm 이하, 납 불순물 농도 1ppm 이하.

어떤 기업이 대규모 생산을 위해 500L 반응 주전자를 채택하면{1}}다음과 같은 개선을 통해 연간 생산 능력이 30% 증가합니다.

원료 사전 혼합: 적하 첨가 시간의 변동을 줄이기 위해 요오도에탄과 브로모에탄을 1:1.2의 비율로 사전 혼합합니다.
경사 가열: 80도, 120도, 140도의 3단계-온도 제어 프로그램을 설정하여 단열 시간을 45분으로 단축합니다.
연속 증류: 2단계 증류탑 시리즈 공정을 채택하여 1단계에서는 미반응 할로겐화 탄화수소를 분리하고, 2단계에서는 디에틸 아연을 정제하여 제품 순도 99.95%를 달성합니다.

디에틸 아연을 생성하기 위해 알킬 알루미늄(예: 트리에틸알루미늄)과 염화아연의 이중 분해 반응을 사용하면 반응식은 다음과 같습니다.
ZnCl₂ + 2 Al(C₂H₅)₃ → (C₂H₅)₂Zn + 2 Al(C₂H₅)₂Cl
이 방법은 반응물의 몰비(보통 ZnCl 2 : Al(C 2 H ₅) ∝=1:2.2)와 반응 조건(예: 온도, 용매)을 제어하여 높은 선택성 합성을 달성합니다.

이점:
낮은 원자재 비용: 트리에틸알루미늄 가격은 요오드에탄의 1/5에 불과합니다.
재활용 가능한 부산물-: 염화디에틸알루미늄(Al(C 2 H ₅) 2 Cl)은 알킬화 시약으로 재활용할 수 있습니다.
높은 산업적 타당성: 온화한 반응 조건(상온 ~ 80도), 낮은 장비 부식성.

도전:
원자재의 순도 요구 사항은 엄격합니다. 트리에틸알루미늄의 수소화물 농도는 0.01-0.10wt% 사이로 제어해야 합니다. 그렇지 않으면 침전이 발생하여 장비를 차단할 수 있습니다.
제품 분리의 난이도가 높습니다. 디에틸진과 염화디에틸알루미늄의 끓는점이 가깝기 때문에(전자의 경우 98도, 후자의 경우 150도) 진공 증류 또는 추출 증류 기술을 사용해야 합니다.

원료 준비:
트리에틸알루미늄(순도 99.5% 이상)과 백색 오일(희석제)을 1:1 부피비로 혼합하여 반응 강도를 줄입니다.
염화아연(무수등급)을 200도의 고온에서 4시간 동안 건조하여 결정수를 제거합니다.

반응 제어:
질소 보호 하에서 트리에틸알루미늄 용액에 염화아연을 천천히 첨가하고 온도가 60도를 초과하지 않도록 공급 속도를 조절합니다.
반응이 완료된 후 n-헥산(용매)으로 시스템을 희석하여 점도를 낮추고 분리를 촉진합니다.

제품 분리:
감압 증류(압력 -0.095MPa):
1단계: 30~50도 분획(미반응 트리에틸알루미늄)을 수집합니다.
2단계: 60-150도에서 분획을 수집합니다. 여기서 60-98도는 디에틸 아연이고 98-150도는 디에틸 알루미늄 염화물입니다.
순도 검증: 가스 크로마토그래피(GC) 검출을 통해 디에틸진의 순도는 99.9% 이상이고, 염화디에틸알루미늄의 순도는 99.5% 이상입니다.

아연 구리 합금(Zn Cu) 또는 아연 나트륨 합금(Zn Na)의 표면 촉매 활성을 활용하여 할로겐화 에탄에서 탄소 아연 결합 형성을 촉진합니다. 아연 구리 합금을 예로 들면, 반응식은 다음과 같습니다.
Zn-Cu + C2H₅X → C2H₅ZnX → (C2H₅)2Zn + ZnX2
합금의 구리 또는 나트륨은 아연의 전자 구조를 변경하고 반응 활성화 에너지를 감소시키며 반응 속도를 증가시킬 수 있습니다.

합금 준비:
불활성 분위기에서 아연분말과 구리분말(질량비 9:1)을 녹여 혼합하여 블록합금으로 주조하는 단계;
후속 반응을 위해 200메시 분말로 분쇄합니다.

반응 최적화:
온도 조절: 국부적 과열을 피하기 위해 30-150도 온도 변화 가열;
낙하 가속도: 요오도에탄/브로모에탄 혼합 용액(부피비 1:1)의 낙하 가속도는 2-3mL/min입니다.
혼합강도 : 합금분말의 충분한 분산을 위해 자기교반(500rpm 속도)을 사용합니다.

제품 정화:
감압 증류(압력 -0.1 MPa):
초기 끓는점: 수집<50 ℃ fractions (unreacted halogenated hydrocarbons);
주요 분수: 순도가 99.5% 이상인 50-98도에서 분수를 수집합니다.
Tail fraction:>98도 분율(끓는점이 높은 불순물).

어떤 기업은 아연동합금 공법을 채택하여 연간 생산량 10톤의 생산라인을 건설했다.디에틸아연. 주요 개선 사항은 다음과 같습니다.

합금의 연속 준비: 입자 크기 분포 D50=150 μm를 갖는 합금 분말의 연속 생산을 달성하기 위해 용융 원자화 장치를 설계합니다.
반응기 설계: 유동층 반응기를 채택하여 기체-고상 접촉을 강화하고 반응 시간을 4시간으로 단축합니다.
에너지 절약 증류: 히트펌프 기술을 활용하여 증류 폐열을 회수하여 에너지 소비를 40% 절감합니다.