Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из Dehydrogenated )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сравните Deprotonation .

Дегидрирование - это химическая реакция, которая включает удаление водорода , обычно из органической молекулы. Это обратное гидрированию . Дегидрирование важно и как полезная реакция, и как серьезная проблема. В простейшем случае это полезный способ превращения алканов , которые являются относительно инертными и, следовательно, малоценными , в олефины , которые являются реакционноспособными и, следовательно, более ценными. Алкены являются предшественниками альдегидов , спиртов , полимеров и ароматических соединений . [1] В качестве проблемной реакции загрязнение и инактивация многих катализаторов происходит из-за коксования., которая представляет собой дегидрогенизирующую полимеризацию органических субстратов. [2]

Ферменты , катализирующие дегидрирование, называются дегидрогеназами .

Гетерогенно-каталитические маршруты [ править ]

Стирол [ править ]

Процессы дегидрирования широко используются для производства ароматических углеводородов в нефтехимической промышленности . Такие процессы сильно эндотермичны и требуют температуры 500 ° C и выше. [1] [3] Дегидрирование также превращает насыщенные жиры в ненасыщенные жиры . Одной из наиболее масштабных реакций дегидрирования является получение стирола дегидрированием этилбензола . Типичные катализаторы дегидрирования основаны на оксиде железа (III) , промотированном несколькими процентами оксида калия или карбоната калия . [4]

С 6 Н 5 СН 2 СН 3 → С 6 Н 5 СН = СН 2 + Н 2

Другие алкены [ править ]

Важность каталитического дегидрирования парафиновых углеводородов до олефинов в последние годы неуклонно растет. Легкие олефины, такие как бутены, являются важным сырьем для синтеза полимеров, добавок к бензину и различных других нефтехимических продуктов. Процессы крекинга, особенно крекинг с псевдоожиженным катализатором и паровой крекинг, производят моноолефины высокой чистоты, такие как 1-бутен или изобутен. Несмотря на такие процессы, в настоящее время больше исследований сосредоточено на разработке альтернатив, таких как окислительное дегидрирование (ODH), по двум причинам: (1) протекают нежелательные реакции при высокой температуре, ведущие к закоксовыванию и дезактивации катализатора, что делает частую регенерацию катализатора неизбежной (2 ) он потребляет большое количество тепла и требует высоких температур реакции.[5] Пропан [6]

Дегидрирование парафинов и олефинов - парафины , такие как п - пентан и изопентан может быть преобразован в пентена и isopentene с помощью хрома оксида (III) в качестве катализатора при 500 ° С.

Формальдегид [ править ]

Формальдегид получают в промышленности путем каталитического окисления метанола , что также можно рассматривать как дегидрирование с использованием O 2 в качестве акцептора. Наиболее распространенными катализаторами являются металлическое серебро или смесь оксидов железа и молибдена или ванадия . В обычно используемом процессе формокс метанол и кислород вступают в реакцию примерно при 250–400 ° C в присутствии оксида железа в сочетании с молибденом и / или ванадием с образованием формальдегида в соответствии с химическим уравнением : [7]

2 СН 3 ОН + О 2 → 2 СН 2 О + 2 Н 2 О

Гомогенно-каталитические маршруты [ править ]

Для органических соединений описаны различные процессы дегидрирования . Эти дегидрирования представляют интерес для синтеза тонких органических химикатов. [8] В таких реакциях часто используются катализаторы из переходных металлов. [9] [10] Дегидрирование нефункционализированных алканов может осуществляться путем гомогенного катализа . Особенно активны для этой реакции клещевые комплексы . [11] [12]

Стехиометрические процессы [ править ]

Дегидрирование аминов до нитрилов с использованием различных реагентов , таких как пентафторид йода ( IF
5).

При типичной ароматизации шестичленные алициклические кольца, например циклогексен , можно ароматизировать в присутствии акцепторов гидрирования. Этому процессу способствуют элементы сера и селен . В лабораторных условиях эффективны хиноны , особенно 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохинон (DDQ).

Гидриды основной группы [ править ]

Дегидрирование борана аммиака .

Дегидрогенизационная связь силанов также была разработана. [13]

n PhSiH 3 → [PhSiH] n + n H 2

Дегидрирование аминов-бораны связана реакция. Этот процесс когда-то привлекал внимание своим потенциалом для хранения водорода . [14]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Wittcoff, Harold A .; Рубен, Брайан Дж .; Плоткин, Джеффри С. (2004). Промышленные органические химические вещества, второе издание - Wittcoff - Интернет-библиотека Wiley . DOI : 10.1002 / 0471651540 . ISBN 9780471651543.
  2. ^ Guisnet, M .; Магну, П. (2001). «Органическая химия коксообразования». Прикладной катализ A: Общие . 212 (1-2): 83–96. DOI : 10.1016 / S0926-860X (00) 00845-0 .
  3. ^ Обзор промышленной химии | Филип Дж. Шенье | Springer . ISBN 9780471651543.
  4. ↑ Денис Х. Джеймс Уильям М. Кастор, «Стирол» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Weinheim, 2005.
  5. ^ Ajayi, BP; Джерми, Б. Рабиндран; Ogunronbi, KE; Abussaud, BA; Аль-Хаттаф, С. (15 апреля 2013 г.). «Дегидрирование н-бутана на моно- и биметаллических катализаторах MCM-41 в бескислородной атмосфере». Катализ сегодня . Проблемы нанопористых и слоистых материалов для катализа. 204 : 189–196. DOI : 10.1016 / j.cattod.2012.07.013 .
  6. ^ Производство полипропилена путем дегидрирования пропана, часть 2, Программа экономики технологий . пользователя Intratec. 2012. ISBN. 978-0615702162.
  7. ^ Гюнтер Рейсс, Вальтер Disteldorf, Армин Отто Gamer, Albrecht Эфес «Формальдегид» в энциклопедии Ульмана промышленной химии, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a11_619
  8. ^ Юнг, Чарльз S .; Донг, Вай М. (2011). «Каталитическое дегидрирование перекрестного взаимодействия: образование углерод-углеродных связей путем окисления двух углерод-водородных связей». Химические обзоры . 111 (3): 1215–1292. DOI : 10.1021 / cr100280d . PMID 21391561 . 
  9. ^ Доберейнер, Грэм Э .; Крэбтри, Роберт Х. (2010). «Дегидрирование как субстрат-активирующая стратегия в гомогенном катализе переходных металлов». Химические обзоры . 110 (2): 681–703. DOI : 10.1021 / cr900202j . PMID 19938813 . 
  10. ^ Choi, Jongwook; Макартур, Эми Х. Рой; Брукхарт, Морис; Гольдман, Алан С. (2011). «Дегидрирование и родственные реакции, катализируемые комплексами иридиевых клещей». Химические обзоры . 111 (3): 1761–1779. DOI : 10.1021 / cr1003503 . PMID 21391566 . 
  11. ^ "1" . Активация алканов CH с помощью одноцентрового металлического катализа | Педро Х. Перес | Springer . С. 1–15.
  12. ^ Финдлейтер, Майкл; Чой, Чон Ук; Goldman, Alan S .; Брукхарт, Морис (01.01.2012). Перес, Педро Дж. (Ред.). Активация алканов CH с помощью одноцентрового металлического катализа . Катализ металлическими комплексами. Springer Нидерланды. С. 113–141. DOI : 10.1007 / 978-90-481-3698-8_4 . ISBN 9789048136971.
  13. ^ Aitken, C .; Харрод, Дж. Ф.; Гилл, США (1987). «Структурные исследования олигосиланов, полученных каталитическим дегидрированием первичных органосиланов». Может. J. Chem . 65 (8): 1804–1809. DOI : 10.1139 / v87-303 .
  14. ^ Staubitz, Энн; Робертсон, премьер-министр Аласдэр; Манеры, Ян (2010). «Аммиак-боран и родственные соединения как источники дигидрогена». Химические обзоры . 110 (7): 4079–4124. DOI : 10.1021 / cr100088b . PMID 20672860 .