Sulfolene
સલ્ફોલીન, અથવા બ્યુટાડાઈન સલ્ફોન એ સલ્ફોન કાર્યાત્મક જૂથ સાથેનું ચક્રીય કાર્બનિક રાસાયણિક છે. તે સફેદ, ગંધહીન, સ્ફટિકીય, અનિશ્ચિત સમય માટે સંગ્રહિત ઘન છે, જે પાણી અને ઘણા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં ઓગળી જાય છે. આ સંયોજનનો ઉપયોગ બ્યુટાડાઈનના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે. ઉત્પાદન સલ્ફોલિન બ્યુટાડાઈન અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વચ્ચેની ચેલેટ્રોપિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાય છે. પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે ઓટોક્લેવમાં હાથ ધરવામાં આવે છે. ડાયિનના પોલિમરાઇઝેશનને રોકવા માટે હાઇડ્રોક્વિનોન અથવા પાયરોગેલોલની થોડી માત્રા ઉમેરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા દિવસો દરમિયાન ઓરડાના તાપમાને આગળ વધે છે. 130 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર, માત્ર 30 મિનિટની જરૂર પડે છે. એક સમાન પ્રક્રિયા આઇસોપ્રિન-વ્યુત્પન્ન સલ્ફોન આપે છે. પ્રતિક્રિયાઓ એસિડ-બેઝ પ્રતિક્રિયાશીલ સંયોજન એસિડથી અપ્રભાવિત રહે છે. તેને કોન્ક્સથી પણ પુનઃ સ્ફટિકીકરણ કરી શકાય છે. એન. ઓ. 3. 2-અને 5-સ્થિતિઓમાં પ્રોટોન આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઇડ સાથે ઝડપથી વિનિમય કરે છે. સોડિયમ સાયનાઇડ આ પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. બેઝ અથવા સાયનાઇડની હાજરીમાં, 3-સલ્ફોલિન 2-સલ્ફોલિન અને 3-સલ્ફોલિનના મિશ્રણમાં આઇસોમેરાઇઝ થાય છે. 50 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર 42 ટકા 3-સલ્ફોલિન અને 58 ટકા 2-સલ્ફોલિન ધરાવતું સંતુલન મિશ્રણ પ્રાપ્ત થાય છે. થર્મોડાયનેમિકલી વધુ સ્થિર 2-સલ્ફોલિનને સફેદ પ્લેટ (એમ. પી.) ના સ્વરૂપમાં શુદ્ધ પદાર્થ તરીકે આઇસોમર્સના મિશ્રણમાંથી અલગ કરી શકાય છે. 48-49 °C) 80°C થી ઉપરના તાપમાને 3-સલ્ફોલિનના ઉષ્મીય વિઘટનને કારણે 100°C પર ઘણા દિવસો સુધી ગરમ કરીને. હાઇડ્રોજનીકરણ ઉત્પ્રેરક હાઇડ્રોજનીકરણ સલ્ફોલેન ઉત્પન્ન કરે છે, જે હાઇડ્રોકાર્બન પ્રવાહોમાંથી સુગંધના નિષ્કર્ષણ માટે પેટ્રોકેમિકલ ઉદ્યોગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા દ્રાવક છે. રેની નિકલ પર 3-સલ્ફોલિનનું હાઇડ્રોજનીકરણ આશરે. 20 બાર અને 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સલ્ફર સંયોજનો દ્વારા ઉત્પ્રેરકના ઝેરને કારણે 65 ટકા સુધીની ઉપજમાં સલ્ફોલેન આપે છે. હેલોજિનેશન 3-સલ્ફોલિન બ્રોમિન સાથે જલીય દ્રાવણમાં પ્રતિક્રિયા કરીને 3,4-ડાયબ્રોમોટેટ્રોહાઇડ્રોઇથિયોફીન-1,1-ડાયોક્સાઇડ આપે છે, જેને સિલ્વર કાર્બોનેટ સાથે થિયોફીન-1,1-ડાયોક્સાઇડમાં ડીહાઇડ્રોબ્રોમિનેટેડ કરી શકાય છે. થિયોફીન-1,1-ડાયોક્સાઇડ, એક અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રજાતિ, 3,4-bis (ડાઇમિથાઇલામિનો) ટેટ્રાહાઇડ્રોઇથિયોફીન-1,1-ડાયોક્સાઇડની રચના અને મિથાઈલ આયોડાઇડ સાથે ક્રમિક ડબલ ક્વાટર્નાઇઝેશન અને સિલ્વર હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે હોફમેન નાબૂદી દ્વારા પણ સુલભ છે. ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન (ટી. એચ. એફ.) માં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના પાવડર સાથે અથવા અતિસામાન્ય રીતે વિખેરાયેલા ધાતુના પોટેશિયમ સાથે 3,4-ડાયબ્રોમોટેટ્રોહાઇડ્રોઇથિયોફીન-1,1-ડાયોક્સાઇડનું બે ગણું ડિહાઇડ્રોબ્રોમિનેશન એ ઓછું બોજારૂપ બે-પગલાનું સંશ્લેષણ છે. ડાયલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાઓ 3-સલ્ફોલિન મુખ્યત્વે બ્યુટાડાઈન માટે સ્ટેન્ડ-ઇન તરીકે મૂલ્યવાન છે. 1, 3-બ્યુટાડાઈનનું મૂળ સ્થાને ઉત્પાદન અને તાત્કાલિક વપરાશ મોટે ભાગે ડાઇન સાથેના સંપર્કને ટાળે છે, જે ઓરડાના તાપમાને ગેસ છે. ખર્ચ સિવાયની એક સંભવિત ખામી એ છે કે વિકસિત સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ એસિડ-સંવેદનશીલ સબસ્ટ્રેટ્સ સાથે આડઅસરોનું કારણ બની શકે છે. 1, 3-બ્યુટાડાઈન અને ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મકતાના ડાયનોફાઇલ્સ વચ્ચેની ડાયલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાને સામાન્ય રીતે 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપર લાંબા સમય સુધી ગરમ કરવાની જરૂર પડે છે. આવી પ્રક્રિયાઓ જોખમી છે. જો સુઘડ બ્યુટાડીનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો ઊંચા દબાણ હેઠળ કામ કરવા માટે વિશેષ સાધનોની જરૂર પડે છે. સલ્ફોલિન સાથે બ્યુટાડાઈન દબાણના કોઈ નિર્માણની અપેક્ષા રાખી શકાતી નથી કારણ કે મુક્ત ડાયિન સાયક્લોડેશનમાં વપરાય છે, અને તેથી ઉલટાવી શકાય તેવી એક્સ્ટ્રુઝન પ્રતિક્રિયાનું સંતુલન આંતરિક "સલામતી વાલ્વ" તરીકે કાર્ય કરે છે. 3-સલ્ફોલિન ઝાયલીનને સિસ-4-સાયક્લોહેક્સિન-1,2-ડાયકાર્બોક્સિલિક એનહાઇડ્રાઇડમાં ઉકાળવામાં મેલિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે 90 ટકા સુધીની ઉપજ મેળવે છે. 3-સલ્ફોલિન ટ્રાન્સ-4-સાયક્લોહેક્સિન-1,2-ડાયકાર્બોક્સિલિક ડાયઇથિલ એસ્ટરને 66-73% ઉપજમાં SO2 નાબૂદી સાથે 110 °C પર ટ્રાન્સ રૂપરેખાંકનમાં (જેમ કે ડાયઇથિલ ફ્યુમરેટ) ડાયનોફાઇલ્સ સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે. 6, 7-ડાયબ્રોમો-1,4-ઇપોક્સી-1,4-ડાયહાઇડ્રોનાફ્થેલિન (6,7-ડાયબ્રોમોનાફ્થેલિન-1,4-એન્ડોક્સાઇડ, 1,2,4 માંથી ડીબ્રોમિનેશન પછી સુલભ, 5-ટેટ્રાબ્રોમોબેન્ઝિન 70 ટકા ઉપજમાં ફ્યુરાનમાં એન-બ્યુટિલિથિયમ અને ડાયલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયાના સમકક્ષ ઉપયોગ કરે છે) ઝાયલીનને ઉકાળવામાં 3-સલ્ફોલિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને ટ્રાઇસાયક્લિક એડક્ટ આપે છે. આ અગ્રદૂત, પર્ક્લોરિક એસિડ સાથે સારવાર કર્યા પછી, એક ડાયબ્રોમો ડાયહાઇડ્રોએન્થ્રેસીન ઉત્પન્ન કરે છે, જે 2,3-ડાયક્લોરો-5,6-ડાયસિયાનો-1,4-બેન્ઝોક્વિનોન (ડીડીક્યૂ) થી 2,3-ડાયબ્રોમોએન્થ્રેસીન સાથે છેલ્લા તબક્કામાં નિર્જલીકૃત થાય છે. 1, 3-બ્યુટાડાઈન (3-સલ્ફોલિનની રેટ્રો-ચેલેટ્રોફિક પ્રતિક્રિયામાં રચાય છે) 9 ટકા ઉપજમાં ડાયલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયામાં ડિહાઇડ્રોબેન્ઝિન (બેન્ઝેનેડિયાઝોનિયમ-2-કાર્બોક્સિલેટના થર્મલ વિઘટન દ્વારા મેળવેલ બેન્ઝાઇન) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને 1,4-ડાયહાઇડ્રોનાફ્થલીન આપે છે. ડાયનોફાઇલ તરીકે 2-અને 3-સલ્ફોલેન્સ ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ ડાયન્સની હાજરીમાં (ઉદાહરણ તરીકે 1,3-ડિફેનિલિસોબેન્ઝોફુરાન) બ્યુટાડિએનેસલ્ફોન ડાયનોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને અનુરૂપ ડાયલ્સ-એલ્ડર એડક્ટ બનાવે છે. 1938ની શરૂઆતમાં, કર્ટ એલ્ડર અને સહકાર્યકરોએ આઇસોમેરિક 2-સલ્ફોલિનમાંથી 1,3-બ્યુટાડાઈન અને 2-સલ્ફોલિન સાથે સાયક્લોપેન્ટાડાઈન સાથે ડાયલ્સ-એલ્ડર એડક્ટ્સની જાણ કરી હતી. 3 બાર દબાણ પર કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે 3-સલ્ફોલિનની આધાર-ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા 45 ટકા ઉપજમાં 3-સલ્ફોલિન-3-કાર્બોક્સિલિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે. ડાયઝોમિથેન સાથે, 1,3-દ્વિધ્રુવીય સાયક્લોડક્ટમાં 3-સલ્ફોલિન રચાય છેઃ પોલિમરાઇઝેશન 1935માં, એચ. સ્ટૉડિંગર અને સહકાર્યકરોએ શોધી કાઢ્યું કે ઓરડાના તાપમાને બ્યુટાડાઈન અને એસ. ઓ. 2ની પ્રતિક્રિયા 3-સલ્ફોલિન ઉપરાંત બીજું ઉત્પાદન આપે છે. આ બીજું ઉત્પાદન એક આકારહીન ઘન પોલિમર છે. પેરોક્સાઇડ ધરાવતા ડાયઇથિલ ઈથરમાં 3-સલ્ફોલિનના મુક્ત-આમૂલ પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા, 50 ટકા સુધી અદ્રાવ્ય ઉચ્ચ-મોલેક્યુલર-વજન પોલી-સલ્ફોલિન મેળવવામાં આવ્યું હતું. પોલિમર સલ્ફ્યુરિક અને નાઈટ્રિક એસિડ દ્વારા થતા અધઃપતનનો પ્રતિકાર કરે છે. ત્યારપછીની તપાસમાં, રેડિકલ ઇનિશિએટર એઝોબિસ (આઇસોબ્યુટ્રોનિટ્રાઇલ) (AIBN) સાથે 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપર 3-સલ્ફોલિનનું પોલિમરાઇઝેશન શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. જોકે, 3-સલ્ફોલિન વિનાઇલ સંયોજનો સાથે કોપોલિમરાઇઝ થતું નથી. બીજી બાજુ, 2-સલ્ફોલિન હોમોપોલિમરાઇઝ થતું નથી, પરંતુ વિનાઇલ સંયોજનો સાથે કોપોલિમર બનાવે છે, દા. ત. એક્રિલોનાઇટ્રિલ અને વિનાઇલ એસિટેટ. 3-સલ્ફોલિન રિસાયક્લેબલ દ્રાવક તરીકે બ્યુટા-1,3-ડાયિન અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ સાથે 3-સલ્ફોલિનના આંતરપરિવર્તનની ઉલટફેર સૂચવે છે કે ડાયમિથાઇલ સલ્ફોક્સાઇડ (ડી. એમ. એસ. ઓ.) ના સ્થાને રિસાયક્લેબલ એપ્રોટિક દ્વિધ્રુવી દ્રાવક તરીકે સલ્ફોલિનનો ઉપયોગ થાય છે, જેનો ઘણીવાર ઉપયોગ થાય છે પરંતુ તેને અલગ કરવું મુશ્કેલ છે અને નબળી રીતે ફરીથી વાપરી શકાય તેવું છે. એક આદર્શ પ્રતિક્રિયા તરીકે, 1-બેન્ઝિલ-5-(4-ટોલ્યુએનસલ્ફોનીલ) ટેટ્રાઝોલની રચના કરતા 4-ટોલ્યુએનસલ્ફોનિક એસિડ સાયનાઇડ સાથે બેન્ઝિલ એઝાઇડની પ્રતિક્રિયાની તપાસ કરવામાં આવી હતી. ટેટ્રાઝોલની રચના 72 ટકા એકંદર ઉપજ સાથે બેન્ઝાઇલ એઝાઇડને અલગ કર્યા વિના એક-પોટ પ્રતિક્રિયા તરીકે પણ કરી શકાય છે. પ્રતિક્રિયા પછી, દ્રાવક 3-સલ્ફોલિન 135 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને અસ્થિર બ્યુટાડાઈન (બી. પી.) પર વિઘટિત થાય છે. - 4.4 °C) અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ (b. p. −10.1 °C) વધુ સલ્ફર ડાયોક્સાઇડથી ચાર્જ થયેલ −76 °C પર કૂલિંગ ટ્રેપમાં જમા થાય છે. પોલિમરાઇઝેશન અવરોધ તરીકે હાઇડ્રોક્વિનોન ઉમેર્યા પછી, ઓરડાના તાપમાને ગરમ કરવા પર 3-સલ્ફોલ્સ ફરીથી માત્રાત્મક રીતે રચાય છે. જો ઔદ્યોગિક વ્યવહારમાં માત્ર 64 થી મહત્તમ 100 ° સે ની ઉપયોગી પ્રવાહી તબક્કાની શ્રેણી સાથે 3-સલ્ફોલિનનો ઉપયોગ ડી. એમ. એસ. ઓ. અવેજી (સરળ સંચાલન, ઓછી કિંમત, પર્યાવરણીય સુસંગતતા) તરીકે થઈ શકે તો તે શંકાસ્પદ લાગે છે. ઉપયોગો તેની કૃત્રિમ વૈવિધ્યતા ઉપરાંત (ઉપર જુઓ), સલ્ફોલિનનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ફ્લોરીનેશનમાં એક ઉમેરણ તરીકે થાય છે. તે પરફ્લોરોઓક્ટેનેસલ્ફોનીલ ફ્લોરાઇડની ઉપજમાં લગભગ 70 ટકાનો વધારો કરી શકે છે. તે "નિર્જલ HFમાં અત્યંત દ્રાવ્ય છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણની વાહકતામાં વધારો કરે છે". આ એપ્લિકેશનમાં, તે રિંગ ઓપનિંગમાંથી પસાર થાય છે અને પરફ્લોરોબ્યુટેનેસલ્ફોનીલ ફ્લોરાઇડ બનાવવા માટે ફ્લોરિન થાય છે. વધુ વાંચન સંદર્ભો કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર માટે રીએજન્ટ્સ સલ્ફોન્સ