stringtranslate.com

Гидрогенолиз

Гидрогенолиз — это химическая реакция , при которой одинарная связь углерод-углерод или углерод- гетероатом расщепляется или подвергается лизису (разрушению) под действием водорода . [1] Гетероатом может быть разным, но обычно это кислород, азот или сера. Связанная реакция — гидрирование , при котором водород добавляется к молекуле без разрыва связей. Обычно гидрогенолиз проводится каталитически с использованием газообразного водорода.

История

Термин «гидрогенолиз» был придуман Карлтоном Эллисом в отношении гидрогенолиза связей углерод-углерод. [1] [2] Ранее Поль Сабатье уже наблюдал гидрогенолиз бензилового спирта в толуол , [3] а еще в 1906 году Падоа и Понти наблюдали гидрогенолиз фурфурилового спирта . [4] Гомер Бертон Эдкинс и Ральф Коннор были первыми, кто назвал разрыв связи углерод-кислород «гидрогенолизом». [1]

В нефтехимической промышленности

На нефтеперерабатывающих заводах каталитический гидрогенолиз сырья проводится в больших масштабах для удаления серы из сырья, выделяя газообразный сероводород (H 2 S). Сероводород впоследствии извлекается в аминовой очистной установке и, наконец, преобразуется в элементарную серу в установке Клауса . В этих отраслях установки процесса десульфурации часто называют гидродесульфуризаторами (HDS) или гидроочистителями (HDT). Катализаторы основаны на сульфиде молибдена, содержащем меньшие количества кобальта или никеля. Гидрогенолиз сопровождается гидрированием. [5]

Другой реакцией гидрогенолиза, имеющей коммерческое значение, является гидрогенолиз сложных эфиров в спирты с использованием катализаторов, таких как хромит меди .

Реакция гидродеоксигенации, используемая в процессе Neste Renewable Diesel , самом мощном процессе переработки растительного масла , представляет собой гидрогенолиз триглицеридов в алканы .

В лаборатории

В лабораторных условиях гидрогенолиз используется в органическом синтезе . Дебензилирование является наиболее распространенным и включает расщепление бензиловых эфиров: [6]

Р - ОЧ 2 С 6 Ч 5 + Ч 2 → Р - ОН + СН 3 С 6 Ч 5

Тиокетали подвергаются гидрогенолизу с использованием никеля Ренея в восстановлении Мозинго .

Лабораторный гидрогенолиз по своей сути похож на гидрогенизацию и может быть выполнен при атмосферном давлении путем перемешивания реакционной смеси под небольшим положительным давлением газообразного водорода, продув аппарат большим количеством этого газа. Водород может быть получен путем присоединения баллона к игле, заполнения его из бутылки и вставки иглы в реакционную колбу через резиновую перегородку . При высоком давлении требуется автоклав для гидрогенизации (например, гидрогенизатор Buchi или Parr) или аналогичное оборудование.

Ссылки

  1. ^ abc Ральф Коннор, Хомер Эдкинс. Гидрогенолиз кислородсодержащих органических соединений. J. Am. Chem. Soc.; 1932; 54(12); 4678–4690. doi :10.1021/ja01351a026
  2. ^ Карлтон Эллис. Гидрогенизация органических веществ, 3-е изд., Van Nostrand Company, Нью-Йорк, 1930, стр. 564 (по ссылкам Коннора и Адкинса).
  3. ↑ Sabatier и Murat. Ann. Chim. [9] 4, 258, (1915), согласно Коннору и Адкинсу.
  4. ^ Гидрирование фурфурилового спирта сопровождается гидрогенолизом в 2-метилфуран, который дает 2-метилтетрагидрофуран, а дальнейший гидрогенолиз раскрывает кольцо, давая 2-пентанол. Оригинал: Padoa and Ponti. Atti. R. accad. Lincei, 15, [5] 610 (1906); Gazz. chim. ital. 37, [2] 105 (1907), согласно Кауфманну: WE Kaufmann, Roger Adams. The Use Of Platinum Oxide As A Catalyst In The Reduction Of Organic Compounds. Iv. Reduction Of Furfural And Its Derivatives. J. Am. Chem. Soc.; 1923; 45(12); 3029–44. doi :10.1021/ja01665a033
  5. ^ Топсе, Х.; Клаузен, Б.С.; Массот, Ф.Е., Катализ гидроочистки, наука и технология, Springer-Verlag: Берлин, 1996.
  6. ^ Например, Organic Syntheses , Coll. Vol. 7, p. 386 (1990); Vol. 60, p. 92 (1981). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV7P0386.pdf. Пример расщепления CN см. в Organic Syntheses , Coll. Vol. 8, p. 152 (1993); Vol. 68, p. 227 (1990). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV8P0152.pdf