Ftalsyraanhydrid produceras industriellt genom den katalytiska oxidationen av orto-xylen med vanadium pentoxid (V2O5) som katalysatorn. Här är en uppdelning av mekanismen:
Steg 1:Oxidation av orto-xylen till ftalsyra
* Orto-xylen (C8H10) reagerar med syre (O2) i närvaro av V2O5 vid höga temperaturer (cirka 350-400 ° C) och tryck (cirka 1-2 atm).
* Katalysatorn V2O5 hjälper till att aktivera syremolekylen och underlätta oxidationsprocessen.
* Två metylgrupper (-CH3) på orto-xylenmolekylen oxideras till karboxylsyrogrupper (-COOH) som bildar ftalinsyra (C8H6O4).
Steg 2:Dehydrering av ftalinsyra till ftals anhydrid
* Den ftalinsyran som bildas i steg 1 dehydratiseras sedan genom att värma den ytterligare (cirka 200-300 ° C).
* Denna process tar bort en molekyl vatten (H2O) från ftalinsyra, vilket leder till bildning av ftal anhydrid (C8H4O3).
Övergripande reaktion:
C8H10 + 3O2 → C8H4O3 + 2H2O
Obs:
* Reaktionen är mycket exoterm och ger en betydande mängd värme.
* Närvaron av en katalysator är avgörande för att reaktionen inträffar i en rimlig takt.
* Reaktionen utförs vanligtvis i en kontinuerlig process med en fast bädd av katalysator.
* Den ftaliska anhydriden renas sedan genom destillation.
Alternativa metoder:
Medan den katalytiska oxidationen av orto-xylen är den vanligaste industriella metoden, finns det andra metoder för att producera ftal anhydrid. Dessa inkluderar:
* oxidation av naftalen :Denna metod involverar oxidation av naftalen med användning av luft i närvaro av en vanadiumkatalysator.
* diels-alder-reaktion :Denna metod involverar reaktionen av manlig anhydrid med cyklopentadien.
Oxidationen av orto-xylen föredras emellertid i allmänhet på grund av dess höga utbyte och relativt låga kostnader för råvaror.
