Total decomposition of phenol by chlorination

苯酚氯化完全分解

• 批准号: 21H01463
• 负责人: 越後 信哉
• 金额: $ 9.57万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01463/
• 关键词: 消毒副生成物; 分岐反応; 多段反応; 溶存有機物; 分画; 反応論; ハロ酢酸

フェノールは水道中の塩素処理により、トリクロロ酢酸(TCAA)が生成することが知られている。しかし、浄水処理中の溶存有機物(Dissolved Organic Matters, DOM)の中でも比較的単純な化合物であるフェノールに関しても塩素との反応でどのような中間体が生成され、TCAAに至るのか十分に理解がなされていない。これは反応が多段かつ分岐する為である。そこで、フェノールと塩素との反応においてどのような中間体が生成するのかを分離する手法を探索した。まず、標識化していないフェノールと 13C で標識化したフェノールを用いて塩素処理におけるフェノール分子間の反応について確認した。その後、フェノール濃度 3-300mgC/L に関して TCAA 生成能試験及び 2 段階塩素処理の際の TCAA 生成濃度への影響評価を行ったのちフェノールと塩素の反応における中間体生成に最適な塩素注入率を探索した。アセトニトリルとメタノールで TCAA 生成反応及び保存への影響を比較し HPLC 分画の際の移動相をアセトニトリルに決定した。次にフェノール濃度 300 mgC/L を対フェノール濃度で塩素注入率 1:4、1:5、1:6 で塩素処理し 15-24 時間後に HPLC を用いて分画を行った。その後得られた各画分に関して再度最終生成物に至る大過剰の塩素濃度を添加し各画分に関して生成 TCAA 濃度を調べた。更に HPLCによる UV スペクトル及び精密質量分析によるクロマトグラムを各画分と対応付けることにより TCAA の生成には関与しない物質の一部を分離することができた。

众所周知，三氯乙酸（TCAA）是通过水中的氯化产生的。然而，尚不完全理解的是，苯酚是水纯化过程中溶解的有机物（DOM）中相对简单的化合物是一种相对简单的化合物，并且通过与氯反应产生哪种类型的中间体，导致TCAA。这是因为反应是多阶段和分支的。因此，我们搜索了一种分离苯酚和氯之间反应中产生的中间体类型的方法。首先，使用未标记的酚和13C标记的苯酚证实了氯处理过程中酚类分子之间的反应。之后，对3-300 mg c/L进行了TCAA生产能力测试，并评估了两步氯处理过程中TCAA生产浓度的影响，并研究了苯酚和氯的反应中中间形成的最佳氯注射率。比较了乙腈和甲醇之间对TCAA形成反应和储存的影响，并确定HPLC分级过程中的流动相是乙腈。接下来，在1：4、1：5和1：6的苯酚浓度下以300 mgc/L的苯酚浓度氯在15-24小时后使用HPLC进行分馏。然后，每次获得的分数再次添加导致最终产物的大量氯浓度，并检查了每个馏分所得的TCAA浓度。此外，通过将HPLC与精确质谱法与色谱图与每个部分相关联，可以分离一些与TCAA的产生的物质。