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

С-алкилирование аренов




Таблица вычислений. Материальный 6аланс.

компонент загрузка выгрузка
моль % моль %
Бензол 88,7400 52,3728 59,0183
МАБ 28,7390 32,3856
ДАБ 7,2366 8,1548
ТАБ 0,3905 0,4400
ТетраМБ 0,0011 0,0012
Всего 88,7400 88,7400

 

 

Конверсия бензола:

α = (88,7400-52,3728)/88,7400 = 0,4098;

 

Селективность по МАБ:

β = 28,7390/(88,7400-52,3728)=0,7903;

 

Выход МАБ:

γ = 28,7390/88,7400=0,3239;

 

При данных условиях процесса выход и селективность МАБ составили 32,39% и 79,03% соответственно, конверсия бензола 40,98%.

Вывод: с увеличением времени проведения реакции возрастает выход целевого продукта.

 

Процессы алкилирования

Алкилирование- процесс замещения атома водорода или металла в молекуле субстрата на алкил. Различают С-, N- и О-алкилирование. Если в молекулу вводится арил, реакция называется арилированием.

В качестве алкилирующих агентовиспользуют главным образом, галогенпроизводные, непредельные соединения, спирты и эфиры серной и сульфокислот.

Алкилирование используется для построения углеродного скелета молекулы, а также защиты функциональных групп (гидроксильной или аминогруппы).

С-алкилирование аренов

С-Алкилирование аренов можно проводить по Вюрцу-Фиттигу, Вюрцу-Гриньяру и т.д., но в промышленности чаще всего используется реакция Фриделя –Крафтса:

В качестве алкилирующих агентов применяют в основном алкилгалогениды, алкены и спирты.

1.Механизм реакции- обратимое электрофильное замещение(SE).

Скорость реакцииопределяется устойчивостью s-комплекса а также концентрацией реагирующих веществ и катализатором.

Направление реакции в связи с её обратимостью зависит от условий её проведения: 1) в мягких условиях определяется устойчивостью s-комплекса (кинетический контроль) и выполняются правила ориентации. 2) в жестких условиях (значительные температура, длительность процесса, количества катализатора) - определяется устойчивостью конечных продуктов (термодинамический контроль реакции) и правила ориентации не выполняются. Например, при метилировании толуола метилхлоридом при 0°С образуется 27% м-ксилола, при 55° - 87%, а при 106°С – 98%.

2. Основные недостаткиреакции Фриделя-Крафтса:

1) Полиалкилирование,что объясняется большей реакционной способностью продуктов алкилирования, чем исходного субстрата.

2) Изомеризация радикала, которая вызвана превращением образующегося карбкатиона в более стабильный. Например:

 

3) Изомеризация продуктареакции, которая вызвана обратимостью реакции. Например: При нагревании п-ксилола с хлористым водородом и AlCl3, большая часть углеводорода превращается в термодинамически более устойчивый м-ксилол:

При этом в ряде случаев добавление веществ, связывающих галогеноводород, предотвращает обратимость реакции.

4) Диспропорционирование алкиларенов. Одновременно может происходить и изомеризация перемещающейся группы:

Изомеризация и диспропорционирование конечного продукта в кислой средеможет служить доказательством обратимости процесса алкилирования.

3. Катализаторы в процессах алкилирования:

1. Протонные кислоты- их активностькак катализаторов не зависит от Кдис. и падает в ряду HF > H2SO4 > H3PO4.

2. Апротонные кислоты(кислоты Льюиса) - по активности их можно расположить в следующий ряд: AlBr3 > AlCl3 > FeCl3 > ZnCl2

3. Оксиды металлов и бора (B2O3). Наиболее активными оказались амфотерные оксиды (Al2O3, Cr2O3 и др.), модифицированные BF3.

4. Цеолиты, общей формулы M2/nО.Al2O3.xSiO2.yH2O, где М – металл; n – его валентность.

5. Катиониты,представляющие собой полимеры (чаще всего полистирольные), содержащие –SO3H, -COOH, -PO3H2 и другие группы.

Активность катализатора зависит также и от 1) строения субстрата; 2) природы алкилирующего агента; 3) условий реакции (температура, давление и т.д.). Например, BF3 является активным катализатором при алкилировании спиртами, алкенами, фторпроизводными, но при алкилировании другими алкилгалогенидами его активность мала.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 1941. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия