Гидрогенолиз - это химическая реакция, при которой одинарная связь углерод-углерод или углерод- гетероатом разрывается или подвергается лизису (разрушению) водородом . [1] Гетероатом может быть разным, но обычно это кислород, азот или сера. Родственная реакция - гидрирование , когда водород добавляется к молекуле без разрыва связей. Обычно гидрогенолиз проводят каталитически с использованием газообразного водорода.
История [ править ]
Термин «гидрогенолиз» был введен Карлтоном Эллисом в отношении гидрогенолиза углерод-углеродных связей. [1] [2] Ранее Сабатье уже наблюдал гидрогенолиз бензилового спирта в толуол [3], а еще в 1906 году Падоа и Понти наблюдали гидрогенолиз фурфурилового спирта . [4] Гомер Бертон Адкинс и Ральф Коннор первыми назвали разрыв углерод-кислородной связи «гидрогенолизом». [1]
В нефтехимической промышленности [ править ]
На нефтеперерабатывающих заводах каталитический гидрогенолиз сырья проводится в больших масштабах для удаления серы из сырья с выделением газообразного сероводорода (H 2 S). Затем сероводород восстанавливается в установке для аминовой обработки и, наконец, превращается в элементарную серу в установке Клауса . В этих отраслях промышленности установки для обессеривания часто называют установками гидрообессеривания (HDS) или установками гидроочистки (HDT). Катализаторы основаны на сульфиде молибдена, содержащем меньшие количества кобальта или никеля. Гидрогенолиз сопровождается гидрированием. [5]
Другой коммерчески важной реакцией гидрогенолиза является гидрогенолиз сложных эфиров в спирты с помощью катализаторов, таких как хромит меди .
Реакция гидродеоксигенации, используемая в процессе Neste Renewable Diesel, процессе переработки растительного масла с наибольшей производительностью, представляет собой гидрогенолиз триглицеридов в алканы .
В лаборатории [ править ]
В лаборатории гидрогенолиз используется в органическом синтезе . Дебензилирование является наиболее распространенным и включает расщепление бензиловых эфиров: [6]
- ROCH 2 C 6 H 5 + H 2 → ROH + CH 3 C 6 H 5
Тиокетали подвергаются гидрогенолизу с использованием никеля Ренея в восстановлении Мозинго .
Лабораторный гидрогенолиз в своей работе аналогичен гидрированию и может быть проведен при атмосферном давлении путем перемешивания реакционной смеси при небольшом положительном давлении газообразного водорода, после чего устройство промывалось большим количеством этого газа. Водород можно получить, прикрепив баллон к игле, наполнив его из бутылки и вставив иглу в реакционную колбу через резиновую перегородку . При высоком давлении требуется автоклав для гидрогенизации (например, гидрогенизатор Бучи или Парра ) или подобное оборудование.
Ссылки [ править ]
- ^ a b c Ральф Коннор, Гомер Адкинс. Гидрогенолиз кислородсодержащих органических соединений. Варенье. Chem. Soc .; 1932; 54 (12); 4678–4690. DOI : 10.1021 / ja01351a026
- ^ Карлтон Эллис. Гидрирование органических веществ, 3-е изд., Van Nostrand Company, Нью-Йорк, 1930, с. 564 (как указано Коннором и Адкинсом).
- ^ Сабатье и Мюрат. Анна. Чим. [9] 4, 258, (1915), согласно Коннору и Адкинсу.
- ^ Гидрирование фурфурилового спирта сопровождается гидрогенолизом в 2-метилфуран, который дает 2-метилтетрагидрофуран, а дальнейший гидрогенолиз открывает кольцо с образованием 2-пентанола. Оригинал: Падоа и Понти. Атти. R. accad. Lincei, 15, [5] 610 (1906); Gazz. чим. курсив. 37, [2] 105 (1907), согласно Кауфманну: WE Kaufmann, Roger Adams. Использование оксида платины в качестве катализатора восстановления органических соединений. IV. Уменьшение фурфурола и его производных. Варенье. Chem. Soc .; 1923; 45 (12); 3029–44. DOI : 10.1021 / ja01665a033
- ^ Topsøe, H .; Clausen, BS; Массот Ф. Э., Катализ гидроочистки, наука и технологии, Springer-Verlag: Берлин, 1996.
- ^ Например, Organic Syntheses , Coll. Vol. 7, стр. 386 (1990); Vol. 60, стр. 92 (1981). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV7P0386.pdf . Пример расщепления CN см. В Organic Syntheses , Coll. Vol. 8, стр. 152 (1993); Vol. 68, стр. 227 (1990). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV8P0152.pdf
