5-کلوروپینٹینائل کلورائڈ کے مصنوعی طریقے کیا ہیں؟

5-کلورویلیرل کلورائیڈ(لنک:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/5-chlorovaleryl-chloride-cas-1575-61-7.html) ایک نامیاتی مرکب ہے جس کی ساخت میں کاربو آکسیلک ایسڈ اور ہالوجن گروپ ہوتے ہیں۔ اس مرکب کو مختلف طریقوں سے ترکیب کیا جاسکتا ہے۔ ان میں سے کچھ طریقے ذیل میں بیان کیے گئے ہیں:

1. پینٹا کلورواسیٹک ایسڈ کی کلورینیشن:

پینٹا کلورواسیٹک ایسڈ کو کمرے کے درجہ حرارت پر اضافی ہائیڈروکلورک ایسڈ شامل کرکے تیار کیا جاتا ہے۔ درج ذیل اقدامات کیے جا سکتے ہیں۔

(1.) ریجنٹس تیار کریں:

پینٹا کلورواسیٹک ایسڈ، فاسفورس آکسی کلورائیڈ، ڈیونائزڈ پانی یا ڈیسیکینٹ

(2.) رد عمل کا مرکب تیار کریں:

خشک رد عمل کی بوتل میں، پینٹا کلورواسیٹک ایسڈ اور فاسفورس آکسی کلورائیڈ کو ڈیونائزڈ پانی یا ڈیسیکینٹ میں شامل کریں، جب کہ ری ایکشن مواد کو ہلاتے ہوئے اور ٹھنڈا کرتے ہوئے اسے 0 ڈگری سے نیچے رکھیں۔

(3.) شامل کریں 5-کلوروویریل کلورائڈ

درجہ حرارت کو 0 ڈگری سے کم رکھتے ہوئے رد عمل کے مرکب میں آہستہ آہستہ {{0}}کلوروویلیرل کلورائیڈ شامل کریں۔ اضافے کے مکمل ہونے کے بعد، رد عمل کا مرکب دودھیا سفید ہو جاتا ہے۔

(4.) مزید ردعمل کے لیے:

رد عمل کے آمیزے کو 0 ڈگری سے نیچے رکھیں اور 30 ​​منٹ تک ہلاتے رہیں، پھر ایک خاص مقدار میں ڈیونائزڈ پانی یا ڈیسیکینٹ ڈالیں تاکہ رد عمل کا مرکب ہلکا پیلا ہو جائے۔

(5.) الگ تھلگ مصنوعات:

رد عمل کے مرکب کو پروڈکٹ کو الگ کرنے کے لیے ویکیوم ڈسٹلیشن کا نشانہ بنایا گیا، اس وقت ابتدائی طور پر 5-Chlorovaleryl کلورائڈ پروڈکٹ حاصل کیا گیا تھا۔

(6.) مصفی مصنوعات:

مندرجہ بالا حاصل کردہ {{0}}کلورویلیرائل کلورائڈ پروڈکٹ کو 0 ڈگری سے نیچے ڈائمتھائل کاربونیٹ میں دوبارہ کرسٹلائزیشن کے ذریعے صاف کیا جا سکتا ہے، اور پھر خالص 5-کلورویلیریل کلورائڈ کو فلٹریٹ اور خشک کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے۔

واضح رہے کہ کلورینیشن کے طریقہ کار کے مراحل میں، ری ایکٹنٹس اور رد عمل کے مرکب کو خشک اور کم درجہ حرارت کے حالات میں رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ رد عمل کی کامیابی اور مصنوع کی صفائی کو یقینی بنایا جا سکے۔ اس کے علاوہ، رد عمل کے دوران فاسفورس آکسی کلورائیڈ کو خطرناک کیمیائی رد عمل سے بچنے کے لیے انتہائی احتیاط کے ساتھ سنبھالنے کی ضرورت ہے۔

2. کاربو آکسیلک ایسڈ اور 5- کلوروپنٹانوک ایسڈ کا ہالوجنیشن:

5-chloropentanoic ایسڈ فاسفورس ایسڈ ٹرائیکلورائڈ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ 5-کلوروپینٹینوک ایسڈ کلورائیڈ تیار کرے۔ اس کے بعد مرکاپٹوتھانول کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے ایک مرکاپٹوسٹر بناتا ہے، جس کے بعد ہیلو ایسڈ میں پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ کاربو آکسیلک ایسڈ اور ہالوجنیشن کے رد عمل اور ان کے تفصیلی اقدامات۔

(1.) کاربو آکسیلک ایسڈ کا رد عمل 5-کلوروویریل کلورائیڈ

سب سے پہلے، 5-Chlorovaleryl کلورائڈ کے کاربو آکسیلک ایسڈ کے رد عمل کے لیے ایسیٹون-HCl کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

مرحلہ 1: دو خشک گول نچلے فلاسکس میں 5-کلوروویریل کلورائڈ اور ایسٹون الگ الگ شامل کریں۔

مرحلہ 2: ہائیڈروجن کلورائیڈ گیس کو نیچے کے گول فلاسکس میں سے ایک میں پمپ کیا گیا اور کمرے کے درجہ حرارت پر 2 گھنٹے تک رد عمل ظاہر کیا۔

مرحلہ 3: رد عمل کے مرکب کو الگ کرنے والے فنل میں منتقل کریں اور پروڈکٹ کو ایتھر کے ساتھ نکالیں۔

مرحلہ 4: ایک ایک کرکے پتلا ہائیڈروکلورک ایسڈ محلول، پانی اور مرتکز NaOH شامل کریں، اور آخر میں ایتھر کی تہہ کو اینہائیڈروس سوڈیم سلفیورک ایسڈ کے ساتھ خشک کیا جاتا ہے اور پھر حتمی مصنوع 5-کلوروویریل کلورائیڈ حاصل کرنے کے لیے کشید کیا جاتا ہے۔

(2.) 5-کلوروویریل کلورائڈ کا ہالوجنیشن رد عمل

5-کلوروویریل کلورائڈ کی ہالوجنیشن فاسفورس کلورائد کے ذریعے کی جاتی ہے۔

مرحلہ 1: 5-کلوروویریل کلورائد اور فاسفورس کلورائڈ کو رد عمل کے فلاسک میں ڈالیں، اور شیشے کی چھڑی کو ہلانے کے لیے داخل کریں۔

مرحلہ 2: فاسفورس کلورائیڈ کے وزن کے مطابق N,N-diethylformamide (DMF) شامل کریں، اور اختلاط اور ہلچل جاری رکھیں۔

مرحلہ 3: N,N-diethylformamide شامل کرنا جاری رکھیں، ہلائیں، اور درجہ حرارت کو 35 ڈگری سے زیادہ نہ ہونے پر قابو رکھیں۔

مرحلہ 4: ردعمل مکمل کرنے کے بعد، مصنوعات کو پانی سے پتلا کریں۔

مرحلہ 5: سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی ایک چھوٹی سی مقدار شامل کی گئی، اور اوپری نامیاتی مرحلے کو ایتھر کے ساتھ نکالا گیا۔

مرحلہ 6: ایتھر کی تہہ کو اینہائیڈرس سوڈیم سلفیورک ایسڈ سے خشک کریں اور حتمی مصنوع 5-کلوروویریل کلورائیڈ حاصل کرنے کے لیے کشید کریں۔

خلاصہ:

مندرجہ بالا کاربو آکسیلک ایسڈ اور 5-کلوروویریل کلورائڈ کے ہالوجنیشن ری ایکشن کے مراحل ہیں۔ یہ رد عمل عام طور پر نامیاتی کیمسٹری میں استعمال ہونے والے طریقے ہیں۔ ان ردعمل کے ذریعے، نامیاتی مرکبات کی ایک سیریز کی ترکیب کی جا سکتی ہے، جو نامیاتی کیمسٹری کی تحقیق کے لیے اہم ذرائع اور طریقے فراہم کرتے ہیں۔

3. کاربونیلیشن اور ایسیٹون کا ہالوجنیشن:

سب سے پہلے، ہمیں ایسیٹون کے کاربونیلیشن کے عمل کو سمجھنے کی ضرورت ہے۔ اس عمل کو ایسٹون کے وسط میں کاربن کاربن ڈبل بانڈ کو کاربونیل گروپ میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اس لیے کاربونیلیشن کے دوران ایسٹون کی سالماتی ساخت بدل جاتی ہے۔ اس عمل کے ردعمل کی مساوات مندرجہ ذیل ہے:

چودھری₃COCH₃علاوہ H₂O پلس H^پلس→ CH₃COCH₂اوہ^{2 پلس}

سادہ الفاظ میں، جب ایسیٹون تیزابی حالات کے سامنے آتا ہے، تو یہ ایک ہائیڈروکسیل آئن کھو دیتا ہے اور اسے ہائیڈروجن آئن سے بدل دیتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایسیٹون کے کاربونیلیشن کی ڈگری بڑھ جائے گی.

اب، ہم 5-کلوروویریل کلورائڈ اور ایسٹون کے رد عمل کو دریافت کرنا شروع کر سکتے ہیں۔ اس عمل کو دو مراحل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: پہلا مرحلہ ایسٹون کا کاربونیلیشن ہے، اور دوسرا مرحلہ 5-کلوروویریل کلورائیڈ کا ہالوجنیشن ہے۔ ذیل میں تفصیلی اقدامات کی تفصیل ہے۔

پہلا قدم: ایسیٹون کا کاربونیلیشن:

ہم اس قدم کو تیزابیت والے حالات میں کریں گے، الکحل کو ایک اتپریرک کے طور پر شامل کریں گے۔ کوئی بھی پتلا تیزاب کا محلول، جیسے سلفورک یا ہائیڈروکلورک ایسڈ، استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مندرجہ ذیل کے طور پر آگے بڑھیں:

1. ایسیٹون، ہائیڈروکلورک ایسڈ اور میتھانول کو مکس کریں۔ 1:1:1 کا تناسب عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے، لیکن ضرورت کے مطابق اس کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔

2. مرکب کو رد عمل کے درجہ حرارت پر گرم کریں (عام طور پر تقریباً 80-100 ڈگری)، اور رد عمل کی رفتار کو تیز کرنے کے لیے مرکب میں کچھ سلفیورک ایسڈ کیٹیلسٹ شامل کریں۔

3. ایک خاص مدت کے لیے ری ایکشن ہونے کے بعد، ہم ری ایکشن پروڈکٹ کو صاف کرنے کے لیے اس مرکب کو پانی سے پتلا کر دیں گے۔

4. پانی اور نامیاتی مرکبات کو الگ کرنے کے لیے الگ کرنے والے فنل کا استعمال کریں۔

اس مرحلے کے ذریعے، ہم ایسیٹون میں C=C بانڈ کو کاربونیل گروپ میں تبدیل کر سکتے ہیں، اس طرح CH پیدا ہوتا ہے۔₃COCH₂اوہ^{2 پلس}، ایسیٹون کا ہومو کاربونیل مرکب۔ یہ بعد کے جوابات کے لیے بہت اہم ہے۔

دوسرا مرحلہ: 5-کلوروویریل کلورائڈ کا ہالوجنیشن:

یہ مرحلہ 5-کلوروویریل کلورائڈ کو رد عمل کے نظام میں متعارف کروانا اور ایسیٹون کے اعلی کاربونیل مرکب کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنا ہے۔ مندرجہ ذیل کے طور پر آگے بڑھیں:

1. ایسیٹون اور 5-کلوروویریل کلورائڈ کے اعلی کاربونیل مرکب کو مکس کریں۔ عام طور پر، 4.5 moles acetone اور 1 mole 5-Chlorovaleryl chloride کو مکس کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، لیکن مخصوص تناسب کو ضرورت کے مطابق ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔

2. سوڈیم کاربونیٹ کیٹیلسٹ شامل کریں اور ری ایکٹنٹس کو مکس کریں۔

3. پھر مرکب کو رد عمل کے درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے (عام طور پر تقریباً 80-110 ڈگری)۔

4. رد عمل کے دوران، ری ایکٹنٹس کو تیزابی کیٹلیزڈ رد عمل کے ذریعے ہالوجنیٹ کیا جائے گا، اور اس وقت حتمی مصنوعہ تشکیل پائے گا: 5-کلورو-3-آکسوپینٹانویل کلورائیڈ۔

5. آخر میں، ہم نتیجے میں آنے والے مرکب کو پانی سے پتلا کرتے ہیں اور پانی کو نامیاتی مرکب سے الگ کرکے الگ کرتے ہیں۔

5-Chloro-3-oxopentanoyl chloride ایک درمیانی مرکب ہے جسے دوسرے نامیاتی مرکبات کی ترکیب کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پورے ردعمل کے عمل کی رد عمل کی مساوات مندرجہ ذیل ہے:

چودھری₃COCH₂اوہ^{2 پلس}پلس سی₅H₉CLO پلس Na₂شریک₃ → C₇H₁₀CLO₂علاوہ CO₂علاوہ H₂O پلس NaCl

یہ رد عمل کی مساوات حتمی مصنوع کو حاصل کرنے کے لیے ایسیٹون کے کاربونیلیشن اور 5-کلوروویریل کلورائڈ کے ہالوجنیشن کے پورے عمل کا احاطہ کرتی ہے۔

4. کلوروپنٹینول کی ہیلوجنیشن 5-:

5-کلوروپینٹینول کو تھیونائل کلورائڈ کے ساتھ 5-کلوروپینٹین میں تبدیل کیا گیا۔ اس مواد کو پھر فاسفورس ایسڈ ٹرائکلورائڈ کے ساتھ رد عمل کے ذریعے 5-کلوروویلیریل کلورائڈ میں تبدیل کیا جا سکتا ہے جس کے بعد ڈائیکلورومیتھین اور ڈائیتھائل ٹیٹراسیٹیٹ کا اضافہ کر کے 5-کلورویلیرک ایسڈ ہیلو ایسڈ تیار کیا جا سکتا ہے۔ سب سے پہلے، ہمیں لیبارٹری کی ضروریات کو تیار کرنے کی ضرورت ہے، بشمول:

1. ری ایکٹر یا گول نیچے فلاسک (100 ملی لیٹر)؛

2. سوڈیم ہائیڈروکلورائڈ (NaCl) اور ہائیڈروکلورک ایسڈ (HCl)؛

3. 5-کلوروپینٹانول اور اینہائیڈروس فیرک کلورائڈ (FeCl₃);

4. ایلومینیم آکسائیڈ (Al₂O₃) اور کاربن ٹیٹرا کلورائڈ (CCl₄);

5. ایتھر سالوینٹس، پانی کا غسل اور برف کا غسل۔

اگلا، ہم 5-کلوروپینٹانول کا ہالوجنیشن مرحلہ شروع کرتے ہیں:

مرحلہ 1: ایک خشک گول نیچے فلاسک میں 5-کلوروپینٹانول (10 ملی لیٹر، 10 ملی میٹر) شامل کریں۔

مرحلہ 2: ایک گول نیچے فلاسک میں ہائیڈروکلورک ایسڈ (2 ملی لیٹر، داڑھ کا تناسب 1:1) شامل کریں، اسے کمرے کے درجہ حرارت پر 15 منٹ تک گرم کریں۔

مرحلہ 3: ری ایکٹنٹ میں 30 فیصد NaCl محلول (2 mL) شامل کریں، اسے گرم کرنے کے لیے پانی کے غسل میں ڈالیں۔

مرحلہ 4: مکمل گرم کرنے اور ہلانے کے بعد، پانی کی تہہ اور نامیاتی تہہ کو الگ کرنے کے لیے الگ کرنے والے فنل کا استعمال کریں، اور نامیاتی تہہ کو ایک صاف گول نیچے فلاسک میں جمع کریں۔

مرحلہ 5: اینہائیڈروس فیرک کلورائیڈ (5 جی) اور ایلومینا (5 جی) کو گول نیچے فلاسک میں شامل کریں اور کمرے کے درجہ حرارت پر 30 منٹ تک ہلائیں۔

مرحلہ 6: نکالنے کے لیے کاربن ٹیٹرا کلورائیڈ (10 ملی لیٹر) شامل کریں، لکڑی کے سٹاپ پر ایک الگ کرنے والا فنل ڈالیں، نامیاتی تہہ اور پانی کی تہہ کو الگ کریں، اور نامیاتی تہہ کو ایک صاف گول نیچے فلاسک میں جمع کریں۔

مرحلہ 7: نامیاتی تہہ کو تیزاب کرنے کے لیے مرتکز ہائیڈروکلورک ایسڈ محلول کا استعمال؛

مرحلہ 8: نامیاتی مادے کو ایتھر سالوینٹ میں تحلیل کرنا، فلٹر کرنا اور خشک کرنا؛

مرحلہ 9: سالوینٹس کو ہٹانے کے لیے روٹری ایوپوریٹر کا استعمال کریں 5-کلوروپینٹانول کی ہیلوجینیٹڈ پروڈکٹ، 5-کلوروپینٹانول حاصل کرنے کے لیے۔

عام طور پر، یہ ردعمل نسبتا مستحکم اور محفوظ ہے، اور متوقع مصنوعات کو تجربے میں حاصل کیا جا سکتا ہے. ہالوجنیشن کے رد عمل کا انعقاد کرتے وقت، آنکھوں اور جلد کے halides کے ساتھ رابطے سے بچنے کے لیے خاص خیال رکھنا چاہیے، اور اچھی وینٹیلیشن فراہم کی جانی چاہیے۔ اگر رد عمل میں کوئی غیر معمولی کیمیائی رد عمل ہوتا ہے تو، رد عمل کو فوری طور پر روکیں اور مناسب حفاظتی اقدامات کریں۔

5. بروموبیوٹیرک ایسڈ کا ہالوجنیشن ردعمل:

5-Chlorovaleryl کلورائد اور bromobutyric ایسڈ کا ہالوجنیشن رد عمل ایک عام نامیاتی ترکیب کا رد عمل ہے، اور ان کے کیمیائی ڈھانچے میں رد عمل والے فنکشنل گروپس کو نئے نامیاتی مرکبات حاصل کرنے کے لیے متبادل رد عمل کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ردعمل کے اقدامات مندرجہ ذیل ہیں:

(1.) ری ایکٹنٹس کی تیاری: سب سے پہلے، 5-کلوروویریل کلورائیڈ اور بروموبیوٹیرک ایسڈ کے ری ایکٹنٹس کو تیار کرنے کی ضرورت ہے۔ 5-کلورویلیریل کلورائڈ کو 5-کلورویلیرک ایسڈ اور تھیونائل کلورائڈ کی کلورینیشن کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے۔ Bromobutyric ایسڈ بیوٹانول اور برومین کے متبادل رد عمل سے تیار کیا جا سکتا ہے۔

(2.) رد عمل کے محلول کی تیاری: تیار شدہ 5-کلورویلیرل کلورائیڈ اور بروموبیوٹیرک ایسڈ کو بالترتیب ایک خشک نامیاتی سالوینٹس، جیسے ڈائیکلورومیتھین یا بینزین میں تحلیل کریں۔

(3.) اتپریرک شامل کریں: اتپریرک کی مناسب مقدار شامل کریں، عام طور پر سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ یا فیرک کلورائیڈ وغیرہ استعمال کریں۔

(4.) رد عمل کا عمل: دھیرے دھیرے ری ایکٹر میں دو ری ایکشن مائعات کو ڈراپ وائز میں شامل کریں، اور رد عمل کو گرم کریں۔ رد عمل کا وقت کئی گھنٹے ہے، اور رد عمل کا درجہ حرارت عام طور پر ری ایکٹنٹ کے ابلتے نقطہ سے نیچے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

(5.) ردعمل کے اختتام پر علاج: رد عمل کے بعد، رد عمل کے مادے کو ٹھنڈے پانی یا ہائیڈروکلورک ایسڈ کے محلول سے علاج کریں تاکہ رد عمل کی باقیات اور اتپریرک کو دور کیا جا سکے۔ نتیجے میں ہالوجنیٹڈ پروڈکٹ کو نکالنے اور علیحدگی کے ذریعے الگ کیا گیا، خالص پروڈکٹ حاصل کرنے کے لیے گاڑھا اور فلٹر کیا گیا۔

رد عمل کا طریقہ کار مندرجہ ذیل ہے: سب سے پہلے، کیٹالسٹ بروموبیوٹیرک ایسڈ کے کاربوکسائل گروپ کو مزید تیزابیت بخشتا ہے، اس طرح اس کا متبادل ہونا آسان ہوجاتا ہے۔ دوم، 5-کلوروایلرائل کلورائڈ میں کلوروالکل گروپ بروموبیوٹیرک ایسڈ میں کاربوکسائل گروپ کے ساتھ ایک متبادل رد عمل سے گزرتا ہے تاکہ ہالوجنیٹڈ پروڈکٹ تیار کی جا سکے۔ آخر میں، خالص ہیلوجنیٹڈ پروڈکٹ حاصل کرنے کے لیے حل کو فلٹر کیا گیا۔

مندرجہ بالا کئی اہم مصنوعی طریقے ہیں، جن میں سے سبھی 5-کلوروویریل کلورائڈ حاصل کر سکتے ہیں۔ مصنوعی طریقہ کا انتخاب بھی ری ایکٹنٹس کی دستیابی، قیمت، اور آلات اور لیبارٹری میں دستیاب کیمیکلز پر منحصر ہے۔