химический каталог




Лабораторные работы по органической химии

Автор О.Ф.Гинзбург, А.А.Петров

гидратации являются следующие процессы:

ХС=С<^—-.Nc-c/

сн,=с=ооннс=с• СНз-СООНсн„-с=о

Н,о А

~C=N—C<^

Гидратация этиленовых и ацетиленовых связей протекает в кислой среде по электрофильному механизму. В отсутствие кислотных катализаторов вода непосредственно присоединяться не может. Гидратация нитрилов может происходить как в присутствии кислот (элек-трофильный механизм), так и в присутствии щелочей (нуклеофиль-ный механизм).

145

В зависимости от характера катализатора различают гомогенную и гетерогенную гидратацию. Гомогенная гидратация проводится главным образом в присутствии серной и фосфорной кислот.

Гетерогенная гидратация в паровой фазе может быть осуществлена непрерывным способом. Она протекает в присутствии различных катализаторов, обладающих, как правило, кислотными свойствами. Такими катализаторами являются активированная окись алюминия с добавками CuO.MnO, H8POt, окислы вольфрама и окись цинка, нанесенные на силикагель, фосфаты меди, цинка, кадмия.

Гидратация непредельных углеводородов широко осуществляется в промышленности для получения целого ряда весьма важных для народного хозяйства соединений. Гидратацией олефинов получают спирты, гидратацией ацетилена — ацетальдегид, гидратацией нитрилов — соответствующие амиды.

Необходимая концентрация серной кислоты при гидратации органических соединений зависит от их строения. Так, например, для гидратации этилена применяется 98%-ная серная кислота, для пропена и бутена—75—85%-ная, для изобутилена—50—60%ная. Такое различие в условиях гидратации алкенов используется для их разделения.

При гидратации ацетиленовых соединений концентрация серной кислоты в зависимости от строения углеводорода и температурных условий реакции может быть от 15 до 85%. Очень часто гидратация проводится в присутствии солей ртути (реакция М. Г. Кучерова).

Скорость гидратации этиленовых углеводородов в значительной степени зависит от полярности и поляризуемости двойной связи. При гидратации этилена образование этилового спирта происходит по схеме:

СН2=СНг+Н2504^СНа-СН2—OS03H CHj-CHj-OSOsH+HjO^rCHs—CH2OH+H2S04

Гидратация гомологов этилена протекает в соответствии с правилом Марковникова:

H.SO,

R—CH=CHa+HOH ? R—СН—СН„

он

R4 h,so. R4

J>C=CH2+HOH ? r ^С—СН8

при этом образуются вторичные и третичные спирты.

Изобутилен особенно легко присоединяет воду благодаря наличию сравнительно сильно поляризованной двойной связи.

Олефины взаимодействуют с серной кислотой тем легче, чем большее количество радикалов имеется у углерода при двойной связи. Оптимальная для проведения гидратации концентрация кислоты снижается по мере удлинения и увеличения разветвления углеродной цепи олефина.

146

При взаимодействии с кислотами этиленовые углеводороды выступают в роли основания и при этом образуются карбониевые ионы:

^>C=c<^-(-H+ii^>C=c/5TNC-CH<^

В зависимости от концентрации кислоты, температуры реакционной массы и активности иона карбония дальнейшие превращения последнего могут проходить в нескольких направлениях. Например, карбо-ниевый ион, образовавшийся из этилена, преимущественно присоединяет бисульфат-ион и превращается в этилсерную кислоту:

+ -оч „о Сн8-сн,-оч .0

Сн8-о?+ ysf г: ><

При разбавлении реакционной массы водой этилсерная кислота подвергается гидролизу и образуется спирт:

СН„—CHa-ov .0

>S< +HaO:.tCH8-CHa-OH+HAS04

но/ ^о

Третичный бутиловый спирт при гидратации изобутилена образуется непосредственно из соответствующего карбониевого иона:

СНЗЧ CHsv ?+?

>C=CHa-T-HAS04^ >С—CH8+HSO,

сн/ сн/

"^t-CHs+H.O^ ^Ъс-СНа

о"на

СН,

сн8

сн/

он„ он

СН3. I . CHS4j

4c-CH8+HS04 z?. >С—CH3-(-H2S04

сн/ сн/

Карбониевые ионы могут вступать во взаимодействие не только с водой и бнсульфат-ионом, но и с другими нуклеофильными реагентами, которые могут находиться в реакционной массе. Так, например, при реакции этил-катиона со спиртом образуется эфир:

СНа-СН* + СН8—СНа-0Н 2: CH„-CH2-&—CH2-CH3

5t СН8—CHa-0-CH2—-CHj + H*

а при взаимодействии о этилсерной кислотой получается диэтил-сульфат:

+ СН3-Сна-о. jo СН8-СНаОч АО

CHS-CH2+ >s^ - ys? -г-н*

НО' Л) сн3-снао/

/47

В среде серной кислоты карбониевые ионы реагируют с самими алкенами. При этом образуются димеры и низкомолекулярные полимеры:

I Iс-с- i? -UXc-i i

н

В условиях гетерогенной гидратации ацетилена в паровой фазе в присутствии катализаторов 2ZnO- Ws05 или 2CdO-W205 при температуре 440—470° С сразу получают из ацетилена ацетон.

Гидратацию нитрилов, как было отмечено выше, ведут в концентрированной серной кислоте (96%-ной), чтобы не происходил гидролиз образующихся амидов. Механизм гидратации нитрилов может быть представлен следующей схемой:

. -cUI I

?c=c— +

I I

H+ ? тример и т. д.

R-C=N + Н+ ;?

* нон

R-C=NH ?

—н+

R_C=NH > R-C=NH

/NH, R-C4 ^О

Гидратация ацетиленовых соединений происходит значительно легче, чем гидратация олефинов. Уже давно налажено промышленное производство ацетальгида из ацетиле

страница 52
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107

Скачать книгу "Лабораторные работы по органической химии" (2.33Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
компьютерные курсы срочные
Стеллажи и библиотеки Большой купить
новогодние елки в москве 2016
как узнать когда зарядился гироскутер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)