Dehidrogenarea alcoolilor primari. Dehidrogenarea catalitică a alcoolilor
(CHIMIE ORGANICA)
Aparat de curățare a apei din alcooli (deshidratare):
Reactivii acuți sunt utilizați ca catalizatori de deshidratare: sulf și acid fosforic, oxid de aluminiu etc. Ordinea de scindare este cel mai adesea determinată de regula Zaitseva (1875): Când apa este formarea de apă, hidrogenul este cel mai ușor de curățat din cel puțin atomul de carbon cu cel puțin hidrogenat ...(CHIMIE ORGANICA)
Oxidarea alcoolilor
Alcoolii sunt oxidați mai ușor decât hidrocarburile și, și, în primul rând, carbonul este supus oxidării, la care se află gruparea hidroxil. Cel mai adecvat agent de oxidare din laborator este un amestec de crom. În industrie - oxigenul de aer în prezența catalizatoarelor. Primar...(CHIMIE ORGANICA)
Oxidarea alcoolului etilic la acidul acetic.
Alcoolul etilic este oxidat la acidul acetic sub influența bacteriilor de acid acetic Gluconobacter și acetobacter. Acestea sunt chimorganogerotrofice gram-negative, non-dispoziție, organisme de vânătoare, mobile sau nemișcate. Bacteriile acidului acetic din aceste clanuri diferă unul în celălalt ...(Bazele microbiologiei)
Dehidrogenarea catalitică a parafinelor
O metodă industrială importantă este, de asemenea, dehidrogenarea catalitică a parafinelor peste oxidul de crom: majoritatea metodelor de laborator pentru producerea olefinelor se bazează pe reacțiile de scindare (eliminare) a diferiților reactivi: rasele de apă, halogen sau halogen din derivații respectivi ai limitei respective. ..(CHIMIE ORGANICA)
Reacțiile de dehidrogenare alcoolice sunt necesare pentru a obține aldehide și cetone. Cetonele sunt obținute din alcooli secundari și aldehide din alcooli primari. Catalizatorii din procese sunt cupru, argint, cromi cu cupru, oxid de zinc etc. Este demn de remarcat faptul că, comparativ cu catalizatorii de cupru de oxid de zinc este mai persistentă și nu pierde activitate în timpul procesului, dar poate provoca reacția de deshidratare. În forma generală, reacția de dehidrogenare a alcoolilor poate fi prezentată după cum urmează:
În industrie, deshidrogenarea alcoolului este obținută de compuși cum ar fi acetaldehidă, acetonă, metil etil cetonă și ciclohexanonă. Procesele se desfășoară în curentul vaporilor de apă. Cele mai frecvente procese sunt:
1. Se efectuează pe un catalizator de cupru sau de argint la o temperatură de 200-400 ° C și o presiune atmosferică. Catalizatorul este un purtător al 2O3, SNO2 sau fibre de carbon, care se aplică componentelor de argint sau cupru. Această reacție este una dintre componentele procesului de aspirare, care este o metodă industrială pentru producerea aldehidă acetică din etanol prin dehidrogenare sau oxidare a oxigenului.
2. Poate continua în moduri diferite, în funcție de formula structurală a materiei prime. 2-propanol, care este un alcool secundar deshidratat la acetonă și 1-propanol, fiind alcool primar, deshidratat la propan la presiune atmosferică și temperatura proceselor 250 - 450 ° C.
3. De asemenea, depinde de structura compusului inițial, care afectează produsul final (aldehidă sau cetone).
4. Metanol dehidrogenare. Acest proces nu este pe deplin studiat, dar majoritatea cercetătorilor îl identifică ca un proces promițător de sinteză a formaldehidă, care nu conține apă. Se propun parametrii diferiți ai procedeului: temperatura este de 600 - 900 ° C, componenta activă a catalizatorului de zinc sau cupru, purtătorul oxidului de siliciu, posibilitatea inițierii reacției peroxidului de hidrogen etc. În prezent, cea mai mare parte a formaldehidei din lume este obținută prin oxidarea metanolului.
Mecanismul general acceptat al deshidratării alcoolilor este următorul (pentru simplitate, alcoolul etilic este luat ca exemplu):
Alcoolul se alătură stadiului de ioni de hidrogen (1) pentru a forma un alcool protonizat, care disociază etapa (2), dând o moleculă de apă și ionul carbonului; Apoi, ionul stadiului carbonului (3) pierde ionul de hidrogen și alchena este format.
Astfel, legătura dublă este formată în două etape: pierderea grupării hidroxil sub formă de [etapa (2)] și pierderea hidrogenului (etapa (3)). Aceasta se distinge prin această reacție din reacția de dehidrogalogărare, în care scindarea hidrogenului și a halogenului are loc simultan.
Prima etapă reprezintă echilibrul bazei acidului în conformitate cu Brenstec - Larry (secțiunea 1.19). Atunci când acidul sulfuric se dizolvă în apă, de exemplu, apare următoarea reacție:
Ionul de hidrogen sa mutat de la o bază foarte slabă la o bază mai puternică, cu formarea unui ion oxoniu. Proprietățile principale ale ambelor compuși sunt datorate, desigur, o pereche de electroni care pot lega ionul de hidrogen. Alcoolul conține, de asemenea, un atom de oxigen cu o pereche diferită de electroni, iar criteritatea acestuia este comparabilă cu cea de bază a apei. Prima etapă a mecanismului propus poate fi cel mai probabil să prezinte după cum urmează:
Ionul de hidrogen a trecut de la ionul bisulfat la o bază mai puternică (alcool etilic) cu formarea unui ion oximă substituită a alcoolului protonat.
În mod similar, etapa (3) nu împinge ionul liber al hidrogenului, ci trecerea la cea mai puternică din motive existente, și anume
Pentru comoditate, acest proces este deseori descris ca îmbinare sau scindare a ionului de hidrogen, dar trebuie înțeles că în toate cazurile există de fapt un transfer de proton de la o bază la alta.
Toate cele trei reacții sunt date ca echilibru, deoarece fiecare etapă este reversibilă; Așa cum se va arăta mai jos, reacția inversă este formarea alcoolilor alcoolici (sec. 6.10). Echilibrul (1) este mutat foarte mult spre dreapta; Se știe că acidul sulfuric este aproape complet ionizat în soluție de alcool. Deoarece concentrația de ioni de carbură disponibilă la fiecare moment este foarte mică, echilibrul (2) este mutat spre stânga. La un moment dat, unul dintre acești câțiva ioni de carbon reacționează prin ecuația (3) pentru a forma alchene. În deshidratare, alchena volatilă este de obicei distilată din amestecul de reacție și, astfel, balanța (3) se schimbă spre dreapta. Ca rezultat, întreaga reacție se ajunge la capăt.
Ionul de carbon este format ca urmare a disocierii alcoolului protonizat; În același timp, particula încărcată este separată de
particulele neutre este evident, acest proces necesită o energie semnificativ mai mică decât formarea de ion de carbon din alcoolul însuși, deoarece în acest caz este necesar să se rupă particula pozitivă față de negativ. În primul caz, baza slabă (apă) este scindată din ionul de carbonon (Lewis Acid) este mult mai ușor decât o bază foarte puternică, hidroxil ion, adică apa este cea mai bună grupare de ieșire decât hidroxilul ion. Se arată că hidroxilul nu este aproape niciodată de la alcool; Răspunsul divizării în alcool în aproape toate cazurile necesită un catalizator acid, al cărui rol, ca în cazul de față, este protonarea alcoolului.
În cele din urmă, trebuie să se înțeleagă că disocierea alcoolului protonizat devine posibilă numai datorită soluționării ionului de carbon (CP. Secțiunea 5.14). Energia pentru ruperea robiei de carbon - oxigen este luată datorită formării unui număr mare de legături de ioni-dipol între ionul carbonului și solventul polar.
Ionul de carbon poate introduce diverse reacții; Care se întâmplă, depinde de condițiile experimentale. Toate reacțiile de ioni de carbură sunt eclipsate în mod egal: dobândesc o pereche de electroni pentru a umple un octet într-un atom de carbon încărcat pozitiv. În acest caz, ionul de hidrogen este scindat din atomul de carbon, adiacent la atomul de carbon al unui electroni decuplați în mod pozitiv; O pereche de electroni, angajată anterior în legătură cu acest hidrogen, poate forma acum -eb
Acest mecanism explică cataliza acidă în timpul deshidratării. Acest mecanism explică, de asemenea, faptul că ușurința deshidratării alcoolilor scade într-o serie de primar secundar terțiar? Înainte de a răspunde la această întrebare, este necesar să aflați modul în care se modifică stabilitatea ionilor de carbură.
Hidratare Alkeness. Cea mai importantă importanță industrială este hidratarea olefinelor. Atașarea apei la olefine poate fi efectuată în prezența acidului sulfuric - hidratarea acidului de sulk sau când amestecul de olefină cu vapori de apă peste catalizatorul fosfat H3P04 pe aluminosilicat ...(CHIMIE ORGANICA)
Oxidarea alcoolilor
Cu arderea alcoolului, se formează dioxidul de carbon și apa: sub acțiunea agenților oxidanți convenționali - amestecul de crom, oxidarea potasului permangat este în primul rând un atom de carbon la care se află gruparea hidroxil. Primar Alcoolii sunt administrați când aldehida este oxidată, care se mișcă ușor ...(CHIMIE ORGANICA)
Oxidarea alcoolului etilic la acidul acetic.
Alcoolul etilic este oxidat la acidul acetic sub influența bacteriilor de acid acetic Gluconobacter și acetobacter. Acestea sunt chimorganogerotrofice gram-negative, non-dispoziție, organisme de vânătoare, mobile sau nemișcate. Bacteriile acidului acetic din aceste clanuri diferă unul în celălalt ...(Bazele microbiologiei)
Dehidrogenarea catalitică a alcoolilor
Conversia alcoolilor în aldehide și cetone poate fi, de asemenea, realizată prin dehidrogenare - transmiterea de vapori de alcool pe un catalizator încălzit - cupru sau argint la 300 ° C: interacțiunea alcoolilor cu compuși organici de magneziu (reactivi Grignar) duce la formarea de Limitați hidrocarburi: acest ...(CHIMIE ORGANICA)
Alcool și produse care conțin alcool
Acesta include numai alcool etilic (alcool brut și rectificat), indiferent de tipul de materii prime, din care este fabricat (alimente sau non-tech). Alcoolul tehnic (acest lucru nu este etil) nu este un produs de accize, acesta este obținut din lemn sau produse petroliere. Pentru producția de accize ...(Impozitarea activităților comerciale)
