Реакции алкилирования
Алкилированием бензола получают 2 ценных полупродукта – этилбензол и изопропилбензол. Алкилирование проводят по Фриделю-Крафтсу в присутствии AlCl3, или на цеолитных катализаторах, которые до сих пор не используются в этом процессе в промышленности. Взаимодействуя с бензолом или с полиалкилбензолами AlCl3, HCl и H2O образуют “комплекс”, который и является катализатором реакции. Состав комплекса переменный – (ArH)x(H3O+AlCl4–)y(HCl)z. Вероятно, что полиалкилбензолы сольватируют H+, образуя с ним p-комплекс (или s-комплекс)
(ArH·H)+Al2Cl7– (VII)
который также может переносить протон на олефин с образованием R+AlCl4–. Реакция карбкатиона CH3CH2+ или (СН3)2СН+ с бензолом и приводит к реакции алкилирования ArH.
Рассматривают также возможность участия в процессе протонированного ArH (VII), однако такой механизм представляется менее вероятным,
поскольку он требует a,g-переноса гидрид-иона и большего числа стадий. Фирма “Monsanto” разработала процесс алкилирования, протекающий в гомогенных условиях с небольшим количеством AlCl3 без использования жидкого катализаторного комплекса, образующего двухфазную систему. В этой технологии AlCl3 не рециркулирует, не стабилизируется алкилбензолами, и поэтому образования полиалкилбензолов практически не происходит даже при Т > 100оС. В проточный реактор подаются этилен, бензол, AlCl3, HCl (и промотор). Выходящий поток, содержащий главным образом этилбензол, бензол и AlCl3, подают в реактор переалкилирования, куда подается диэтилбензол из узла разделения. После достижения равновесия переалкилирования
алкилат из реактора переалкилирования подается в зону испарения (удаления легколетучих и HCl), затем на промывку от AlCl3 и в отделение ректификации.
Реакция Принса в промышленном масштабе используется в производстве изопрена. Изобутилен в растворе серной кислоты (~20%) и формальдегида превращается в диол или в 2,2-диметилметадиоксан (ДМД) в зависимости от концентрации формальдегида и условий процесса.
Оба продукта при дегидратации (IX) или отщеплении метиленгликоля (формальдегидгидрата) (X) образуют изопрен, однако, второй путь эффективнее – ДМД легко выделяется из реакционной среды и легко отщепляет CH2(OH)2 (200оС, кислотные катализаторы). ДМД является также хорошим полярным растворителем.
Вопросы для самоконтроля:
1. Назовите основные реакции, протекающие в условиях каталитического крекинга.
2. Механизм действия кислотных катализаторов в превращениях парафинов?
3. Назовите общие черты механизма кислотно-каталитических превращений углеводородов.
4. Причины дезактивации алюмосиликатных катализаторов крекинга?
5. Объясните механизм образования изобутана и изотопомеров в процесс скелетной изомеризации н-бутана.
6. Назвать основные стадии механизма алкилирования изобутана олефинами.
Смотрите также
Свойства дикарбоновых кислот и их ангидридов
Дикарбоновыми
(или по-другому двухосновными) называют карбоновые кислоты, которые содержат
две карбоксильные группы: .
Двухосновные
кислоты – бесцветные кристаллические вещества, в замет ...
Серебряно-цинковые источники тока
Первым источником тока после
изобретения электрофорной машины, был элемент Вольта названный в честь своего
создателя. Итальянский физик А. Вольта объяснил причину гальваничес ...