Студопедия — Межфазный катализ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Межфазный катализ






Трудность проведения процесса иногда сводится к тому, что реагенты не смешиваются. Субстрат обычно не растворим в воде, а реагент (нуклеофил, например, ион) растворим в воде, но не растворим в субстрате и других органических средах.

Есть два пути решения проблемы:

1) выбор подходящего растворителя;

2) использование межфазного катализа.

Существуют межфазные катализаторы двух типов:

· четвертичные аммониевые или фосфониевые соли,

· краун-эфиры.

Например, замена атома хлора в 1-хлороктане на циан-группу. Без межфазного катализатора перемешивание в течение нескольких дней исходного хлороктана с водным раствором цианистого натрия не дает результатов. А в присутствии межфазного катализатора процесс проходит количественно в течение двух часов:

 

 


перемешивание без катализатора

несколько дней

С8Н17Cl + NaCN С8Н17CN

межфазный катализатор Q +Cl

2 часа, количественно

где Q+ = R’4N+, R’4P+

 

На рисунке 10 показана принципиальная схема «работы» межфазного катализатора.

Реагент (NaCN) находится в водной фазе. Субстрат (RCl) плохо растворим в воде и, в основном, находится в органической фазе.

В водной фазе проходит обмен (равновесие 1), в результате которого анионы CN переходят к катиону катализатора. Образовавшаяся «новая» соль Q+CNхуже растворима в воде и переходит в органическую фазу (равновесие 2). В результате взаимодействия с субстратом (реакция 4) катализатор регенерируется до Q +Cl и возвращается в водную фазу (равновесие 3).

Обычно равновесия (1-3) устанавливаются быстрее, чем проходит реакция 4, которая и является лимитирующей стадией.

 

1

Водная фаза
Na+CN + Q+Cl Q+ CN + Na+Cl

реагент

2

3

Органическая 4

фаза R–CN + Q+Cl Q+ CN+ R–Cl

продукт субстрат

Рис.12 Действие межфазного катализатора типа Q +Cl (Q+ = R’4N+, R’4P+)

Суть катализа ониевыми соединениями заключается в переносе в органическую фазу только аниона реагента.

При катализе краун-эфирами в органический слой переносится весь реагент, превращенный в так называемую криптатную соль.

Краун-эфиры –циклические полиэфиры (от англ. crown – корона). Например:

15-Краун-5 18-Краун-6

Дициклогексано-18-краун-6 Дибензо-18-краун-6

В присутствии краун-эфира соль (например, KCN) превращается новую (криптатную) соль:

 


K+  
краун-эфир

K+CNСN

 

 

 


Исходная соль (KCN) хорошо растворима в воде, но плохо растворима органических средах. Криптатная соль гораздо хуже растворима в воде, чем в органическом растворителе. Иногда отпадает необходимость применения водной фазы. Исходную соль добавляют в органический раствор, содержащий краун-эфир.

 

 


[18] Хиральным называется соединение, не совместимое со своим зеркальным отражением

[19] Гарднер Свейн (1917-1988), профессор химии, Массачусетского технологического института.

[20] Натан Корнблюм(1914-1993), американский химик-органик.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 930. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Тактические действия нарядов полиции по предупреждению и пресечению групповых нарушений общественного порядка и массовых беспорядков В целях предупреждения разрастания групповых нарушений общественного порядка (далееГНОП) в массовые беспорядки подразделения (наряды) полиции осуществляют следующие мероприятия...

Механизм действия гормонов а) Цитозольный механизм действия гормонов. По цитозольному механизму действуют гормоны 1 группы...

Алгоритм выполнения манипуляции Приемы наружного акушерского исследования. Приемы Леопольда – Левицкого. Цель...

Выработка навыка зеркального письма (динамический стереотип) Цель работы: Проследить особенности образования любого навыка (динамического стереотипа) на примере выработки навыка зеркального письма...

Словарная работа в детском саду Словарная работа в детском саду — это планомерное расширение активного словаря детей за счет незнакомых или трудных слов, которое идет одновременно с ознакомлением с окружающей действительностью, воспитанием правильного отношения к окружающему...

Правила наложения мягкой бинтовой повязки 1. Во время наложения повязки больному (раненому) следует придать удобное положение: он должен удобно сидеть или лежать...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия