국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"), 컴퓨터 과학 연구부 (Ike Shoji Tamio 회장) 및 바카라 사이트 쿠폰 유체 연구 센터 (ARAI KUNIO 회장)는 수학 스쿨의 대학원 (Special of Counciation of Counciet) 및 Tsukuba의 대학원 과정 (Tsukuba)의 대학원 과정입니다 오시 야마 준) 및 취리히 공과 대학 화학 응용 생화학과USI-Lugano캠퍼스 컴퓨터 과학 그룹 [대표Parrinello Michele] 및Supercritical농축 황산이 물에 사용되지 않음,Cyclohexanone Oximeε-caprolactamBeckman Relocation불완전한 메커니즘은 바카라 사이트 쿠폰수 (중간 밀도 및 그 변동)의 단수 밀도 특성으로 인해 발생합니다수소 본딩 네트워크최초의 분자 역학이러한 반응 메커니즘은 또한 실험적으로 발견 된 바카라 사이트 쿠폰 물의 다른 독특한 반응에도 적용 할 수있다 (강산과 강한 알칼리가 강한 물에 첨가제없이 진행되는 다양한 반응은 바카라 사이트 쿠폰 물에서 첨가제를 진행한다)
나일론의 원료 인 Epith-Caprolactam은 농축 황산을 사용하여 사이클로 헥사 논의 옥심의 Beckmann 재 배열 반응에 의해 산업적으로 합성되지만, AIST 바카라 사이트 쿠폰 유체 연구 센터는 Beckmann 재배치 반응이 초온 물에서 농축 황산을 사용하지 않고 발생한다는 것을 발견했습니다 그러나 반응 메커니즘은 종종 알려지지 않았으며 생산을위한 최적의 조건을 찾기가 어려웠습니다
첫 번째 원칙 분자 역학을 사용한 계산 시뮬레이션의 결과로, 밀도는 400 ° C에서 바카라 사이트 쿠폰 물과 동일한 온도에도 불구하고 1G/cm입니다3의 물에서, 수소 이온을 물 분자로 둘러싸고 완전한 수소 결합 네트워크에 의해 안정적이었고, ε- 카프로 락탐을 생산하기위한 반응은 없었다 한편 밀도 : 07g/cm3의 바카라 사이트 쿠폰 수 (온도 400 ° C)에서, 수소 결합 네트워크는 잘 발달되지 않았으며, 수소 이온은 더 적은 물 분자로 둘러싸여있다 결과적으로, 수소 이온은 고도로 활성화되고 사이클로 헥사 논스 옥심과 반응하여 ε- 카프로 락탐을 얻었다 이것은 바카라 사이트 쿠폰 물에서 ε- 카프로 락탐의 형성이 바카라 사이트 쿠폰 수의 독특한 밀도 특성으로 인해 발생하는 불완전한 수소 결합 네트워크에 있음을 보여준다
이 계산 시뮬레이션은 농축 황산을 사용한 ε- 카프로 락탐의 합성을위한 이전 산업적으로 공통적 인 방법이 바카라 사이트 쿠폰 수의 합성 반응으로 대체 될 가능성을 더욱 증가시킨다 또한, 첫 번째 원리 분자 역학, 계산 방법을 사용함으로써, 고온에서 위험한 실험이 필요하고 고압이 그러한 위험없이 예측할 수있는 다양한 화학적 상태의 다양한 화학적 특성이 예측 될 수 있음이 밝혀졌다
*이 연구 결과는 American Journal of Chemical Society를 기반으로합니다미국 화학 학회지"에 등장 할 예정입니다 (2004 년 6 월 2 일 문제) 또한 잡지 웹 사이트 (4 월 28 일자)에 온라인으로 게시되었습니다
나일론의 원료 인 Epith-Caprolactam은 주로 농축 황산을 사용한 시클로 헥사 논의 Beckmann 재 배열 반응에 의해 산업적 사용을 위해 대량으로 합성된다 그러나, 황산 암모늄 (황산 암모늄)은 제조 공정에서 대량으로 생산된다 황산 암모늄은 유해하지 않지만 폐기 할 장소를 찾기 어려운 지점까지 생성됩니다 또한, 고온에서 농축 된 황산을 사용해야하기 때문에, 환경 영향을 줄이고 안전하기 위해 농축 황산을 사용하지 않는 ε-caprolactam을 합성하는 방법에 대한 오랜 시간이 걸렸다
AIST Supercritical Fluid Research Center의 준회원 연구 센터 인 Ikushima Yutaka와 다른 사람들은 바카라 사이트 쿠폰수에서 ε-caprolactam이 농축 황산을 사용하지 않고 바카라 사이트 쿠폰 물에서 발생하는 Beckmann 재배치 반응을 생성한다는 것을 발견했습니다
그러나 반응 메커니즘은 지금까지 완전히 이해되지 않았으며, 최적의 생산 조건을 설정하고 새로운 반응을 검색하는 데 문제가 발생했습니다 바카라 사이트 쿠폰 상태는 고온과 고압으로 인해 실험하기가 어렵지만, 그러한 상태에서도 계산 시간에 문제가 있지만 계산을 통해 계산 시뮬레이션을 쉽게 분석 할 수 있다는 이점이 있습니다 이러한 이유로, 우리는 계산 시뮬레이션을 사용하여 바카라 사이트 쿠폰 상태에서 반응 메커니즘을 설명하는 것에 대한 연구를 수행했습니다
(1) 수소 결합 네트워크 및 반응성
계산 시뮬레이션은 물 분자 피코 초과 반응하는 분자의 움직임을 보여줍니다 (1
picosecond: 10
-12sec) 순서에서 첫 번째 원리로부터 계산할 수있는 첫 번째 원칙 분자 역학 방법 (
Car-ParrinelloLaw)가 사용되었습니다 이 방법은 매우 높은 계산 하중을 포함하므로, 원료 인 사이클로 헥사 논의 옥심의 하나의 분자와 반응을위한 하나의 수소 이온을 60 개의 물 분자에 넣고 온도를 400 ℃로 설정하고, 반응 시간을 몇 피코 초로 계산 하였다 일본 실리콘 그래픽 (SGI)
원산지11279_11337
계산 시뮬레이션 분석은 첫 번째 바카라 사이트 쿠폰 수 (온도 400 ° C, 밀도 03 ~ 07g/cm
3)의 기본 속성은 수소 결합 네트워크가 0이 아니라 잘 개발되지 않았다는 것입니다 즉, 온도는 400 ° C이지만 밀도는 1g/cm
3수학적등가물 (온도 400 ℃, 밀도 1g/cm
3엄밀히 말하면 바카라 사이트 쿠폰적인 물이지만 편의상 수학적이라고합니다 )), 수소 이온을 물 분자로 둘러싸고 완전한 수소 결합 네트워크 (도 1B)에 의해 안정적으로, ε- 카프로 락탐을 생성하는 반응을 초래하지 않았다 한편 밀도 : 07g/cm
3의 바카라 사이트 쿠폰 수 (온도 400 ° C)에서, 수소 결합 네트워크는 잘 발달되지 않았으며, 수소 이온은 더 적은 수의 물 분자로 둘러싸여있다 (도 1A) 결과적으로, 수소 이온은 매우 활성 상태이며 사이클로 헥사논 옥심과 반응하여 ε- 카프로 락탐을 얻는 것으로 밝혀졌다 이것은 기존의 농축 황산을 사용하여 ε- 카프로 락탐을 합성 할 때 농축 황산 (강산)에서 고도로 활성 수소 이온으로 역할을하는 것으로 생각된다
실제로 온도는 400 ℃이고 밀도는 07g/cm
3로 수행하였고, 사이클로 헥사 논스 옥심은 1 피코 초 내의 수소 이온과 반응하였고, 마지막으로 중간체를 통해 ε- 카프로 락탐을 얻었다 (도 2A) 그러나 같은 온도에서도 밀도는 10 g/cm
334 피코 초 후에는 응답이 없었습니다 (그림 2b) 온도 400 ° C에서 밀도 10g/cm
3상태의 고압으로 인해 실험이 어렵지만, 임계 상태의 온도와 압력은 약간 낮고 밀도는 10g/cm입니다
3
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a) 바카라 사이트 쿠폰 물
(네트워크 불완전)
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b) 액체 물
(전체 수소 결합 네트워크 내부)
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그림 1 수소 이온 (수화 형태 H3O+)
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→
Supercritical Water
400 ℃
밀도 07g/cm3
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a) 바카라 사이트 쿠폰수 (밀도 07g/cm3) 초기
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09 피코 초 후 : 반응 진행
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b) 하위 동등한 (밀도 1g/cm3) 초기
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34 피코 초 후 : 반응 진행 없음
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그림 2 : 한 수소 이온이 삽입 될 때 계산 시뮬레이션의 화학 반응
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(검은 원 : 수소 이온, 빨간색 원 : 산소 원자, 파란색 원 : 질소 원자, 회색 : 탄소 원자 : 검은 색 : 수소 원자 : 수소 결합 : 수소 결합 : 수질 분자 (60 조각)가 표시됩니다
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(2) 반응 선택성
바카라 사이트 쿠폰 물과 임계 수 사이에 다른 반응의 또 다른 원인 정상적인 수분 밀도 1g/cm
3모든 분자는 물 분자로 둘러싸여 있습니다 그러나 밀도는 바카라 사이트 쿠폰수가 적기 때문에 물 분자는 어디에서나 존재하지는 않습니다 (이 밀도 변동 (불균일성)은 수질 상태의 특징이 아닙니다) 시클로 헥사 논의 질소 원자 N은 바카라 사이트 쿠폰 수에서 건조하고, 수소 이온은 접근 할 수 없지만 (수소 이온은 물 분자를 통해 접근 할 수 없지만, 산소 원자는 습식이며, 상기 언급 된 바와 같이, 수소 이온과 반응하여 궁극적으로 ε-caprolactam에 반응한다 반면, 하위 임계 1G/CM에 해당하는 밀도는
3물에서 모든 것이 물 분자로 둘러싸여 있으며 습하고 수소 이온은 사이클로 헥사 논의 질소 원자 N과 상호 작용합니다 결과적으로, 사이클로 헥사 논은 하위 임계 성과 동등한 물에서 가수 분해 된 것으로 생각된다 (산소 원자도 젖고 수소 이온이 더 가까워 지지만 수소 이온이 교환되어 ε-caprolactam이 없습니다)
(3) 바카라 사이트 쿠폰 상태의 필요성
바카라 사이트 쿠폰 물의 03 ~ 07g/cm
3의 밀도 중요합니다 이러한 상태는 임계 온도 이하로 달성 할 수 없습니다 (항상 1 g/cm 밀도이어야 함)
316196_16369 |의 물과 가스로 분리됩니다 따라서, Beckman 재 배열 반응이 물에서 발생하는 데는 바카라 사이트 쿠폰 상태가 필수적입니다 바카라 사이트 쿠폰 상태에서, 분자의 특징적인 구조는 균일하게 분산되지 않고 작은 클러스터 (클러스터가 시간이 지남에 따라 변동하여 수소 이온의 안정적이고 불안정한 영역을 생성 함)로서 바카라 사이트 쿠폰 물에서의 현재 반응에 중요하다
(4) 반응 요약
바카라 사이트 쿠폰 물에서, 저밀도로 인해, 수소 결합 네트워크는 충분히 개발되지 않았으며, 수소 이온의 활성이 높기 때문에, 사이클로 헥사 논의 산소 원자와 반응하여 플러스 1가 중간체를 형성한다 궁극적으로, ε-caprolactam은 물 분자를 통한 수소 전달을 통해 생성된다 피하 수에서, 밀도는 높기 때문에, 수소 이온은 완전한 수소 결합 네트워크에 의해 안정화되며, 기존의 산 알칼리 반응과 유사한 질소와 상호 작용하고 시클로 헥사 논으로 가수 분해되는 것으로 생각된다
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그림 3 반응 요약
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PATH1 (바카라 사이트 쿠폰수에서의 반응) : 산소 원자 주위에 물이 있으므로 수소 이온이 점프 및 공격 O 질소 원자 N (건조) 주위에 물이 없으므로 반응하지 않습니다
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PATH2 (기질 등가에서의 반응) : O와 N은 모두 습식이지만 안정적인 수소 이온은 N을 공격합니다 (O는 안정적인 수소 이온과 반응하지 않습니다)
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앞으로, 나일론의 원료 인 ε-caprolactam을 합성하기위한 반응 필드로서 바카라 사이트 쿠폰 물을 사용하기 위해, 우리는 다양한 조건에서 최적의 산업 운영 조건을 고려하기 위해 계산을 수행 할 것이다 또한, 우리는 최근에 발견 된 촉매 및 이온 성 유체에서 발생하는 Beckmann 반응의 메커니즘을 명확하게하고, Beckmann 반응이 온화한 환경에서 발생하는 조건을 탐색 할 것입니다