Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych. Katalityczne odwodornienie alkoholi. Podstawienie grupy hydroksylowej

W zależności od rodzaju rodnika węglowodorowego, a także w niektórych przypadkach charakterystyki przyłączenia grupy -OH do tego rodnika węglowodorowego, związki z grupą hydroksylową Grupa funkcyjna dzieli się na alkohole i fenole.

Alkohole to związki, w których grupa hydroksylowa jest połączona z rodnikiem węglowodorowym, ale nie jest przyłączona bezpośrednio do pierścienia aromatycznego, jeśli taki występuje w strukturze rodnika.

Przykłady alkoholi:

Jeśli struktura rodnika węglowodorowego zawiera pierścień aromatyczny i grupę hydroksylową i jest połączona bezpośrednio z pierścieniem aromatycznym, takie związki nazywa się fenole .

Przykłady fenoli:

Dlaczego fenole klasyfikuje się jako odrębną klasę od alkoholi? W końcu na przykład formuły

są bardzo podobne i sprawiają wrażenie substancji należących do tej samej klasy związków organicznych.

Jednak bezpośrednie połączenie grupy hydroksylowej z pierścieniem aromatycznym znacząco wpływa na właściwości związku, ponieważ sprzężony układ wiązań π pierścienia aromatycznego jest również sprzężony z jedną z samotnych par elektronów atomu tlenu. Z tego powodu wiązanie O-H w fenolach jest bardziej polarne w porównaniu do alkoholi, co znacznie zwiększa ruchliwość atomu wodoru w grupie hydroksylowej. Innymi słowy, fenole mają znacznie wyraźniejsze właściwości kwasowe niż alkohole.

Właściwości chemiczne alkoholi

Alkohole jednowodorotlenowe

Reakcje podstawienia

Podstawienie atomu wodoru w grupie hydroksylowej

1) Alkohole reagują z metalami alkalicznymi, ziem alkalicznych i aluminium (oczyszczonymi z warstwy ochronnej Al 2 O 3), powstają alkoholany metali i wydziela się wodór:

Tworzenie alkoholanów jest możliwe tylko przy stosowaniu alkoholi niezawierających rozpuszczonej w nich wody, ponieważ w obecności wody alkoholany łatwo ulegają hydrolizie:

CH 3 OK + H 2 O = CH 3 OH + KOH

2) Reakcja estryfikacji

Reakcja estryfikacji to interakcja alkoholi z kwasami organicznymi i nieorganicznymi zawierającymi tlen, prowadząca do powstania estrów.

Ten typ reakcji jest odwracalny, dlatego też, aby przesunąć równowagę w stronę powstania estru, wskazane jest prowadzenie reakcji z ogrzewaniem, a także w obecności stężonego kwasu siarkowego jako środka odwadniającego:

Podstawienie grupy hydroksylowej

1) Gdy alkohole są wystawione na działanie kwasów halogenowodorowych, grupę hydroksylową zastępuje się atomem halogenu. W wyniku tej reakcji powstają haloalkany i woda:

2) Przepuszczając mieszaninę par alkoholu i amoniaku przez ogrzane tlenki niektórych metali (najczęściej Al 2 O 3), można otrzymać aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe lub trzeciorzędowe:

Rodzaj aminy (pierwotna, drugorzędowa, trzeciorzędowa) będzie zależał w pewnym stopniu od stosunku wyjściowego alkoholu do amoniaku.

Reakcje eliminacji

Odwodnienie

Odwodnienie, które w rzeczywistości polega na eliminacji cząsteczek wody, w przypadku alkoholi przebiega inaczej odwodnienie międzycząsteczkowe I odwodnienie wewnątrzcząsteczkowe.

Na odwodnienie międzycząsteczkowe W alkoholach jedna cząsteczka wody powstaje w wyniku oderwania atomu wodoru od jednej cząsteczki alkoholu i grupy hydroksylowej od drugiej cząsteczki.

W wyniku tej reakcji powstają związki należące do klasy eterów (R-O-R):

Odwodnienie wewnątrzcząsteczkowe Proces alkoholi przebiega w ten sposób, że od jednej cząsteczki alkoholu oddziela się jedna cząsteczka wody. Ten rodzaj odwadniania wymaga nieco bardziej rygorystycznych warunków, polegających na konieczności stosowania znacznie silniejszego ogrzewania w porównaniu do odwadniania międzycząsteczkowego. W tym przypadku z jednej cząsteczki alkoholu powstaje jedna cząsteczka alkenu i jedna cząsteczka wody:

Ponieważ cząsteczka metanolu zawiera tylko jeden atom węgla, wewnątrzcząsteczkowe odwodnienie jest dla niej niemożliwe. Po odwodnieniu metanolu może powstać tylko eter (CH3-O-CH3).

Należy jasno zrozumieć fakt, że w przypadku odwodnienia niesymetrycznych alkoholi wewnątrzcząsteczkowa eliminacja wody będzie przebiegać zgodnie z regułą Zajcewa, tj. wodór zostanie usunięty z najmniej uwodornionego atomu węgla:

Odwodornienie alkoholi

a) Odwodornienie alkoholi pierwszorzędowych podczas ogrzewania w obecności metalicznej miedzi prowadzi do powstania aldehydy:

b) W przypadku alkoholi drugorzędowych podobne warunki doprowadzą do powstania ketony:

c) Alkohole trzeciorzędowe nie wchodzą w podobną reakcję, tj. nie ulegają odwodornieniu.

Reakcje utleniania

Spalanie

Alkohole łatwo reagują podczas spalania. Generuje to dużą ilość ciepła:

2CH3-OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O + Q

Niepełne utlenianie

Niecałkowite utlenianie alkoholi pierwszorzędowych może prowadzić do tworzenia aldehydów i kwasów karboksylowych.

W przypadku niecałkowitego utlenienia alkoholi drugorzędowych mogą powstać jedynie ketony.

Niecałkowite utlenianie alkoholi jest możliwe, gdy są one wystawione na działanie różnych środków utleniających, na przykład tlenu z powietrza w obecności katalizatorów (metaliczna miedź), nadmanganianu potasu, dwuchromianu potasu itp.

W tym przypadku aldehydy można otrzymać z alkoholi pierwszorzędowych. Jak widać, utlenianie alkoholi do aldehydów zasadniczo prowadzi do tych samych produktów organicznych, co odwodornienie:

Należy pamiętać, że w przypadku stosowania środków utleniających takich jak nadmanganian potasu i dwuchromian potasu w środowisku kwaśnym, możliwe jest głębsze utlenienie alkoholi, czyli do kwasów karboksylowych. W szczególności objawia się to przy stosowaniu nadmiaru środka utleniającego podczas ogrzewania. W tych warunkach alkohole drugorzędowe można utlenić do ketonów.

OGRANICZONE ALKOHOLE POLIATYCZNE

Podstawienie atomów wodoru w grupach hydroksylowych

Alkohole wielowodorotlenowe to to samo, co alkohole jednowodorotlenowe reagują z alkaliami, metalami ziem alkalicznych i aluminium (usuniętym z folii).Glin 2 O 3 ); w tym przypadku można go wymienić inny numer atomy wodoru grup hydroksylowych w cząsteczce alkoholu:

2. Ponieważ cząsteczki alkoholi wielowodorotlenowych zawierają kilka grup hydroksylowych, wpływają one na siebie nawzajem w wyniku ujemnego efektu indukcyjnego. W szczególności prowadzi to do osłabienia Połączenia O-N i zwiększenie właściwości kwasowych grup hydroksylowych.

B O Większa kwasowość alkoholi wielowodorotlenowych objawia się tym, że alkohole wielowodorotlenowe, w przeciwieństwie do alkoholi jednowodorotlenowych, reagują z niektórymi wodorotlenkami metali ciężkich. Na przykład należy pamiętać, że świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi reaguje z alkoholami wielowodorotlenowymi, tworząc jasnoniebieski roztwór złożonego związku.

Zatem oddziaływanie gliceryny ze świeżo wytrąconym wodorotlenkiem miedzi prowadzi do powstania jasnoniebieskiego roztworu glicerynianu miedzi:

Ta reakcja jest jakość alkoholi wielowodorotlenowych. Dla zdanie jednolitego egzaminu państwowego Wystarczy znać znaki tej reakcji, ale nie jest konieczna umiejętność napisania samego równania interakcji.

3. Podobnie jak alkohole jednowodorotlenowe, alkohole wielowodorotlenowe mogą wchodzić w reakcję estryfikacji, tj. reagować z kwasami organicznymi i nieorganicznymi zawierającymi tlen z tworzeniem się estrów. Reakcja ta jest katalizowana przez mocne kwasy nieorganiczne i jest odwracalna. W związku z tym podczas przeprowadzania reakcji estryfikacji powstały ester oddestylowuje się z mieszaniny reakcyjnej w celu przesunięcia równowagi w prawo zgodnie z zasadą Le Chateliera:

Jeśli kwasy karboksylowe o dużej liczbie atomów węgla w rodniku węglowodorowym reagują z glicerolem, powstałe estry nazywane są tłuszczami.

W przypadku estryfikacji alkoholi kwasem azotowym stosuje się tzw. mieszaninę nitrującą, czyli mieszaninę stężonych kwasów azotowego i siarkowego. Reakcję prowadzi się przy ciągłym chłodzeniu:

Ester gliceryny i kwasu azotowego, zwany trinitrogliceryną, jest materiałem wybuchowym. Ponadto 1% roztwór tej substancji w alkoholu ma silne działanie rozszerzające naczynia krwionośne, co stosuje się ze wskazań medycznych w profilaktyce udaru mózgu lub zawału serca.

Podstawienie grup hydroksylowych

Reakcje tego typu przebiegać poprzez mechanizm podstawienia nukleofilowego. Do interakcji tego rodzaju zalicza się reakcję glikoli z halogenowodorami.

Na przykład reakcja glikolu etylenowego z bromowodorem przebiega z sekwencyjną zamianą grup hydroksylowych na atomy halogenu:

Właściwości chemiczne fenoli

Jak już wspomniano na samym początku tego rozdziału, właściwości chemiczne fenoli znacznie się od siebie różnią właściwości chemiczne alkohole Dzieje się tak dlatego, że jedna z wolnych par elektronów atomu tlenu w grupie hydroksylowej jest sprzężona z układem π sprzężonych wiązań pierścienia aromatycznego.

Reakcje z udziałem grupy hydroksylowej

Właściwości kwasu

Fenole są silniejszymi kwasami niż alkohole i w roztworze wodnym ulegają dysocjacji w bardzo małym stopniu:

B O Większa kwasowość fenoli w porównaniu do alkoholi pod względem właściwości chemicznych wyraża się w tym, że fenole, w przeciwieństwie do alkoholi, mogą reagować z zasadami:

Jednak właściwości kwasowe fenolu są mniej wyraźne niż nawet jednego z najsłabszych kwasów nieorganicznych - kwasu węglowego. Zatem w szczególności dwutlenek węgla, przepuszczając go przez wodny roztwór fenolanów metali alkalicznych, wypiera z niego wolny fenol jako jeszcze słabszy kwas niż kwas węglowy:

Oczywiście każdy inny silniejszy kwas również wyprze fenol z fenolanów:

3) Fenole są silniejszymi kwasami niż alkohole, a alkohole reagują z metalami alkalicznymi i ziem alkalicznych. W związku z tym oczywiste jest, że fenole będą reagować z tymi metalami. Jedyną rzeczą jest to, że w przeciwieństwie do alkoholi reakcja fenoli z aktywnymi metalami wymaga ogrzewania, ponieważ zarówno fenole, jak i metale są ciałami stałymi:

Reakcje podstawienia w pierścieniu aromatycznym

Grupa hydroksylowa jest podstawnikiem pierwszego rodzaju, co oznacza, że ​​ułatwia zachodzenie reakcji podstawienia w orto- I para- pozycje w stosunku do siebie. Reakcje z fenolem zachodzą w znacznie łagodniejszych warunkach w porównaniu z benzenem.

Halogenowanie

Reakcja z bromem nie wymaga specjalnych warunków. Po zmieszaniu wody bromowej z roztworem fenolu natychmiast tworzy się biały osad 2,4,6-tribromofenolu:

Nitrowanie

Kiedy fenol zostanie wystawiony na działanie mieszaniny stężonych kwasów azotowych i siarkowych (mieszanina nitrująca), powstaje 2,4,6-trinitrofenol, żółty krystaliczny materiał wybuchowy:

Reakcje addycji

Ponieważ fenole są związkami nienasyconymi, można je uwodorniać w obecności katalizatorów do odpowiednich alkoholi.

Podstawowym problemem powstającym podczas utleniania alkoholi do aldehydów jest to, że aldehydy bardzo łatwo ulegają dalszemu utlenianiu w porównaniu z alkoholami wyjściowymi. Zasadniczo aldehydy są aktywnymi organicznymi środkami redukującymi. Zatem podczas utleniania alkoholi pierwszorzędowych dichromianem sodu w kwasie siarkowym (mieszanina Beckmanna) powstający aldehyd należy chronić przed dalszym utlenianiem do kwasu karboksylowego. Można na przykład usunąć aldehyd z mieszaniny reakcyjnej. Jest to powszechnie stosowane, ponieważ temperatura wrzenia aldehydu jest zwykle niższa niż temperatura wrzenia alkoholu macierzystego. W ten sposób można otrzymać przede wszystkim niskowrzące aldehydy, np. octowy, propionowy, izomasłowy:

Obrazek 1.

Lepsze wyniki można uzyskać stosując zamiast kwasu siarkowego lodowaty kwas octowy.

Aby otrzymać wysokowrzące aldehydy z odpowiednich alkoholi pierwszorzędowych, jako środek utleniający stosuje się ester tert-butylowy kwasu chromianowego:

Rysunek 2.

Podczas utleniania nienasyconych alkoholi chromianem tert-butylu (w aprotonowych rozpuszczalnikach niepolarnych) wiązania wielokrotne nie są zajmowane, a z dużą wydajnością tworzą się nienasycone aldehydy.

Metoda utleniania, w której wykorzystuje się dwutlenek manganu w rozpuszczalniku organicznym, pentanie lub chlorku metylenu, jest dość selektywna. Na przykład alkohole alilowe i benzylowe można w ten sposób utlenić do odpowiednich aldehydów. Powstałe alkohole są słabo rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych, a aldehydy powstałe w wyniku utleniania są znacznie lepiej rozpuszczalne w pentanie lub chlorku metylenu. Dlatego związki karbonylowe przedostają się do warstwy rozpuszczalnika i w ten sposób można zapobiec kontaktowi ze środkiem utleniającym i dalszemu utlenianiu:

Rysunek 3.

Utlenianie alkoholi drugorzędowych do ketonów jest znacznie łatwiejsze niż utlenianie alkoholi pierwszorzędowych do aldehydów. Wydajność jest tutaj wyższa, ponieważ po pierwsze reaktywność alkoholi drugorzędowych jest większa niż alkoholi pierwszorzędowych, a po drugie powstające ketony są znacznie bardziej odporne na działanie środków utleniających niż aldehydy.

Utleniacze do utleniania alkoholi

Do utleniania alkoholi najczęściej stosowanymi utleniaczami są odczynniki na bazie metali przejściowych – pochodnych sześciowartościowego chromu oraz cztero- i siedmiowartościowego manganu.

Do selektywnego utleniania alkoholi pierwszorzędowych do aldehydów za najlepsze obecnie uważa się kompleks $CrO_3$ z pirydyną - $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ (odczynnik Sarretta-Collinsa), odczynnik Coreya - chlorochromian pirydyny $CrO_3Cl ^-C_5H_5N^ jest również szeroko stosowany +H$ w chlorku metylenu. Czerwony kompleks $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ otrzymuje się w wyniku powolnej interakcji $CrO_(3^.)$ z pirydyną przy 10-15 $^\circ$С. Pomarańczowy chlorochromian pirydyniowy wytwarza się przez dodanie pirydyny do roztworu tlenku chromu (IV) w 20% kwasie solnym. Oba te odczynniki są rozpuszczalne w $CH_2Cl_2$ lub $CHCl_3$:

Rysunek 4.

Odczynniki te zapewniają bardzo wysoką wydajność aldehydów, ale chlorochromian pirydyniowy ma tę ważną zaletę, że odczynnik ten nie wpływa na podwójne lub potrójne wiązania w wyjściowych alkoholach i dlatego jest szczególnie skuteczny do wytwarzania nienasyconych aldehydów.

Aby otrzymać $α¸β$-nienasycone aldehydy poprzez utlenianie podstawionych alkoholi allilowych, uniwersalnym utleniaczem jest tlenek manganu (IV) $MnO_2$.

Poniżej podano przykłady reakcji alkoholi z tymi utleniaczami:

Katalityczne odwodornienie alkoholi

Ściśle rzecz biorąc, utlenianie alkoholi do związków karbonylowych sprowadza się do oddzielenia wodoru od wyjściowej cząsteczki alkoholu. Eliminację taką można przeprowadzić nie tylko za pomocą omówionych wcześniej metod utleniania, ale także za pomocą katalitycznego odwodornienia. Odwodornienie katalityczne- proces otrzymywania wodoru z alkoholi w obecności katalizatora (tlenku miedzi, srebra, cynku, mieszaniny tlenków chromu i miedzi) zarówno z udziałem tlenu, jak i bez niego. Reakcję odwodornienia w obecności tlenu nazywa się reakcją odwodornienia oksydacyjnego.

Jako katalizatory najczęściej stosuje się drobno zdyspergowaną miedź i srebro oraz tlenek cynku. Katalityczne odwodornienie alkoholi jest szczególnie wygodne do syntezy aldehydów, które bardzo łatwo ulegają utlenieniu do kwasów.

Wymienione katalizatory nanosi się w stanie silnie zdyspergowanym na obojętne nośniki o rozwiniętej powierzchni, np. azbest, pumeks. Równowagę reakcji katalitycznego odwodornienia ustala się w temperaturze 300-400 $^\circ$С. Aby zapobiec dalszej przemianie produktów odwodornienia, gazy reakcyjne należy szybko schłodzić. Odwodornienie jest reakcją bardzo endotermiczną ($\trójkąt H$ = 70-86 kJ/mol). Wytworzony wodór można spalić, jeśli do mieszaniny reakcyjnej doda się powietrze, wówczas całkowita reakcja będzie silnie egzotermiczna ($\trójkąt H$ = -(160-180) kJ/mol). Proces ten nazywany jest odwodornieniem oksydacyjnym lub odwodornieniem autotermicznym. Chociaż odwodornienie jest stosowane głównie w przemyśle, metodę tę można również zastosować w laboratorium do syntezy preparatywnej.

Odwodornienie nasycające alkoholi alifatycznych zachodzi z dobrą wydajnością:

Rysunek 9.

W przypadku alkoholi wysokowrzących reakcję prowadzi się pod zmniejszonym ciśnieniem. W warunkach odwodornienia nienasycone alkohole przekształcają się w odpowiednie nasycone związki karbonylowe. Uwodornienie wiązania wielokrotnego $C = C$ zachodzi za pomocą wodoru, który powstaje podczas reakcji. Aby zapobiec tej reakcji ubocznej i móc otrzymać nienasycone związki karbonylowe na drodze katalitycznego odwodornienia, proces prowadzi się w próżni pod ciśnieniem 5-20 mm Hg. Sztuka. w obecności pary wodnej. Metoda ta umożliwia otrzymanie całej gamy nienasyconych związków karbonylowych:

Rysunek 10.

Zastosowania odwodornienia alkoholu

Odwodornienie alkoholi jest ważną metodą przemysłową syntezy aldehydów i ketonów, takich jak formaldehyd, aldehyd octowy i aceton. Produkty te są wytwarzane w dużych ilościach zarówno poprzez odwodornienie, jak i odwodornienie oksydacyjne w obecności katalizatora miedziowego lub srebrnego.

Ogólnie przyjęty mechanizm odwodnienia alkoholi jest następujący (dla uproszczenia jako przykład wzięto alkohol etylowy):

Alkohol dodaje etap jonu wodorowego (1), tworząc protonowany alkohol, który dysocjuje etap (2), dając cząsteczkę wody i jon węglowy; następnie etap jonów węglowych (3) traci jon wodorowy i powstaje alken.

Zatem wiązanie podwójne powstaje w dwóch etapach: utrata grupy hydroksylowej jako [etap (2)] i utrata wodoru (etap (3)). Na tym polega różnica między tą reakcją a reakcją dehydrohalogenacji, w której następuje równoczesna eliminacja wodoru i halogenu.

Pierwszy etap reprezentuje równowagę kwasowo-zasadową Bronsteda-Lowry'ego (rozdział 1.19). Na przykład, gdy kwas siarkowy rozpuszcza się w wodzie, zachodzi następująca reakcja:

Jon wodorowy przemieszcza się z bardzo słabej zasady do silniejszej zasady, tworząc jon oksoniowy.Podstawowe właściwości obu związków wynikają oczywiście z wolnej pary elektronów, które mogą wiązać jon wodorowy. Alkohol zawiera również atom tlenu z wolną parą elektronów, a jego zasadowość jest porównywalna z zasadą wody. Pierwszy etap proponowanego mechanizmu można najprawdopodobniej przedstawić w następujący sposób:

Jon wodorowy przemieszcza się z jonu wodorosiarczanowego do silniejszej zasady (alkoholu etylowego), tworząc podstawiony jon oksoniowy protonowanego alkoholu.

Podobnie etap (3) nie polega na wyrzuceniu wolnego jonu wodorowego, ale na jego przejściu do najsilniejszej dostępnej zasady, czyli

Dla wygody proces ten jest często przedstawiany jako dodawanie lub eliminacja jonu wodorowego, należy jednak rozumieć, że we wszystkich przypadkach faktycznie zachodzi przeniesienie protonu z jednej zasady do drugiej.

Wszystkie trzy reakcje podano jako reakcje równowagowe, ponieważ każdy etap jest odwracalny; jak zostanie pokazane poniżej, reakcją odwrotną jest tworzenie alkoholi z alkenów (rozdział 6.10). Równowaga (1) jest przesunięta bardzo w prawo; Wiadomo, że kwas siarkowy jest prawie całkowicie zjonizowany w roztworze alkoholu. Ponieważ stężenie jonów węgla obecnych w każdym momencie jest bardzo małe, równowaga (2) jest znacznie przesunięta w lewo. W pewnym momencie jeden z tych kilku jonów węgla reaguje zgodnie z równaniem (3), tworząc alken. Podczas odwadniania z mieszaniny reakcyjnej zwykle oddestylowuje się lotny alken, przez co równowaga (3) przesuwa się w prawo. W rezultacie cała reakcja dobiega końca.

Jon węglowy powstaje w wyniku dysocjacji protonowanego alkoholu; w tym przypadku naładowana cząstka jest oddzielana

cząstka neutralna Oczywiście proces ten wymaga znacznie mniej energii niż utworzenie jonu węglowego z samego alkoholu, ponieważ w tym przypadku konieczne jest oddzielenie cząstki dodatniej od cząstki ujemnej. W pierwszym przypadku słabą zasadę (wodę) odszczepia się od jonu węglowego (kwasu Lewisa) znacznie łatwiej niż bardzo mocną zasadę, jon hydroksylowy, tj. woda jest lepszą grupą opuszczającą niż jon hydroksylowy. Wykazano, że jon hydroksylowy prawie nigdy nie jest odszczepiany od alkoholu; Reakcje rozszczepienia wiązania w alkoholu prawie we wszystkich przypadkach wymagają katalizatora kwasowego, którego rolą, podobnie jak w niniejszym przypadku, jest protonowanie alkoholu.

Na koniec należy rozumieć, że dysocjacja protonowanego alkoholu jest możliwa jedynie w wyniku solwatacji jonu węglowego (por. rozdział 5.14). Energię do rozerwania wiązania węgiel-tlen uzyskuje się w wyniku utworzenia dużej liczby wiązań jonowo-dipolowych pomiędzy jonem karbonowym a rozpuszczalnikiem polarnym.

Jon węglowy może ulegać różnym reakcjom; to, który z nich wystąpi, zależy od warunków doświadczalnych. Wszystkie reakcje jonów węgla kończą się w ten sam sposób: uzyskują parę elektronów, aby wypełnić oktet dodatnio naładowanego atomu węgla. W tym przypadku jon wodoru jest oddzielany od atomu węgla sąsiadującego z dodatnio naładowanym, pozbawionym elektronów atomem węgla; para elektronów, które wcześniej były związane z tym wodorem, może teraz utworzyć wiązanie -

Mechanizm ten wyjaśnia katalizę kwasową podczas odwodnienia. Czy ten mechanizm tłumaczy również fakt, że łatwość odwadniania alkoholi maleje w szeregu trzeciorzędowym-wtórnym-pierwotnym? Zanim odpowiemy na to pytanie, należy dowiedzieć się, jak zmienia się stabilność jonów węgla.

Reakcje odwodornienia alkoholi są niezbędne do wytworzenia aldehydów i ketonów. Ketony otrzymuje się z alkoholi drugorzędowych, a aldehydy z alkoholi pierwszorzędowych. Katalizatorami w procesach są miedź, srebro, chromity miedzi, tlenek cynku itp. Warto zauważyć, że w porównaniu do katalizatorów miedziowych tlenek cynku jest bardziej stabilny i nie traci aktywności w trakcie procesu, ale może wywołać reakcję odwodnienia. Ogólnie reakcje odwodornienia alkoholi można przedstawić następująco:

W przemyśle w wyniku odwodornienia alkoholi powstają takie związki, jak aldehyd octowy, aceton, keton metylowo-etylowy i cykloheksanon. Procesy zachodzą w strumieniu pary wodnej. Najczęstsze procesy to:

1. przeprowadza się na katalizatorze miedziowym lub srebrnym w temperaturze 200 - 400°C i pod ciśnieniem atmosferycznym. Katalizatorem jest dowolny nośnik Al 2 O 3, SnO 2 lub włókno węglowe, na którym osadzone są składniki srebrne lub miedziane. Reakcja ta jest jednym ze składników procesu Wackera, który jest przemysłową metodą wytwarzania aldehydu octowego z etanolu poprzez odwodornienie lub utlenianie tlenem.

2. może przebiegać na różne sposoby, w zależności od wzoru strukturalnego swojej pierwotnej substancji. 2-propanol, będący alkoholem drugorzędowym, odwodornia się do acetonu, a 1-propanol, będący alkoholem pierwszorzędowym, odwodornia się do propanalu pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze procesu 250 - 450°C.

3. zależy to również od struktury związku wyjściowego, która ma wpływ na produkt końcowy (aldehyd lub keton).

4. Odwodornienie metanolu. Proces ten nie został w pełni zbadany, ale większość badaczy podkreśla go jako obiecujący proces syntezy bezwodnego formaldehydu. Oferowane są różne parametry procesu: temperatura 600 - 900°C, aktywny składnik katalizatora cynk lub miedź, nośnik tlenek krzemu, możliwość inicjowania reakcji nadtlenkiem wodoru itp. Obecnie większość formaldehydu na świecie powstaje w wyniku utleniania metanolu.

Hydratacja alkenów Najważniejszą wartością przemysłową jest hydratacja olefin. Dodawanie wody do olefin można przeprowadzić w obecności kwasu siarkowego - hydratacji kwasu siarkowego lub przepuszczając mieszaninę olefiny z parą wodną przez katalizator fosforanowy H3P04 na glinokrzemianie...
(CHEMIA ORGANICZNA)

(CHEMIA ORGANICZNA)

Utlenianie alkoholi

Podczas spalania alkoholi powstaje dwutlenek węgla i woda: Pod wpływem konwencjonalnych utleniaczy – mieszaniny chromu, nadmanganianu potasu, utlenianiu ulega przede wszystkim atom węgla, przy którym znajduje się grupa hydroksylowa. Podstawowy Alkohole podczas utleniania wytwarzają aldehydy, które łatwo przekształcają...
(CHEMIA ORGANICZNA)

Utlenianie alkoholu etylowego do kwasu octowego.

Alkohol etylowy utlenia się do kwasu octowego pod wpływem bakterii kwasu octowego z rodzajów Gluconobacter i Acetobacter. Są to organizmy Gram-ujemne, chemoorganoheterotroficzne, nie tworzące przetrwalników, o kształcie pałeczek, ruchliwe lub nieruchome. Bakterie kwasu octowego z tych rodzajów różnią się od siebie...
(PODSTAWY MIKROBIOLOGII)

Katalityczne odwodornienie alkoholi

Przekształcenie alkoholi w aldehydy i ketony można również przeprowadzić poprzez odwodornienie - przepuszczenie par alkoholu przez nagrzany katalizator - miedź lub srebro w temperaturze 300°C: Oddziaływanie alkoholi ze związkami magnezoorganicznymi (odczynniki Grignarda) prowadzi do powstania węglowodorów nasyconych : Ten...
(CHEMIA ORGANICZNA)

Alkohol i produkty zawierające alkohol

Do wyrobów akcyzowych zalicza się wyłącznie alkohol etylowy (spirytus surowy i rektyfikowany), niezależnie od rodzaju surowca, z którego został wyprodukowany (spożywczy lub niespożywczy). Alkohol techniczny(nie jest to etyl) nie jest wyrobem akcyzowym, jest otrzymywany z drewna lub produktów naftowych. Do produkcji wyrobów akcyzowych...
(Opodatkowanie działalności handlowej)