កាតាលីករ dehydrogenation នៃអេតាណុល។ លើប្រធានបទ៖ កាតាលីករខះជាតិអ៊ីដ្រូសែន

អាស្រ័យលើប្រភេទនៃរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូន ក៏ដូចជាក្នុងករណីខ្លះ លក្ខណៈនៃការភ្ជាប់នៃក្រុម -OH ទៅនឹងរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូននេះ សមាសធាតុដែលមានក្រុមមុខងារ hydroxyl ត្រូវបានបែងចែកទៅជាអាល់កុល និង phenols ។

គ្រឿងស្រវឹងគឺជាសមាសធាតុដែលក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីលត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូន ប៉ុន្តែមិនត្រូវបានភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ទៅចិញ្ចៀនក្រអូបទេ ប្រសិនបើមានមួយនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃរ៉ាឌីកាល់។

ឧទាហរណ៍នៃគ្រឿងស្រវឹង៖

ប្រសិនបើរចនាសម្ព័ន្ធនៃរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូនមានក្រវ៉ាត់ក្រអូប និងក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីល ហើយត្រូវបានភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ទៅចិញ្ចៀនអាបទិក សមាសធាតុបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា phenols .

ឧទាហរណ៍នៃ phenols:

ហេតុអ្វីបានជា phenols ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាក្រុមដាច់ដោយឡែកពីជាតិអាល់កុល? បន្ទាប់ពីទាំងអស់, ឧទាហរណ៍, រូបមន្ត

គឺស្រដៀងគ្នាខ្លាំងណាស់ ហើយផ្តល់នូវចំណាប់អារម្មណ៍នៃសារធាតុនៃថ្នាក់ដូចគ្នានៃសមាសធាតុសរីរាង្គ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់នៃក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីលជាមួយចិញ្ចៀនក្រអូបប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសមាសធាតុនេះ ចាប់តាំងពីប្រព័ន្ធភ្ជាប់នៃ π-bonds នៃចិញ្ចៀនក្រអូបក៏ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគូអេឡិចត្រុងតែមួយនៃអាតូមអុកស៊ីហ្សែនផងដែរ។ ដោយសារតែនេះ ចំណង O-H នៅក្នុង phenols មានប៉ូលជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងជាតិអាល់កុល ដែលបង្កើនការចល័តនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងក្រុម hydroxyl ។ និយាយម្យ៉ាងទៀត phenols មានលក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីតខ្លាំងជាងអាល់កុលទៅទៀត។

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃជាតិអាល់កុល។

អាល់កុល monohydric

ប្រតិកម្មជំនួស

ការជំនួសអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងក្រុមអ៊ីដ្រូសែន

1) ជាតិអាល់កុលមានប្រតិកម្មជាមួយអាល់កាឡាំង លោហធាតុដីអាល់កាឡាំង និងអាលុយមីញ៉ូម (សម្អាតពីខ្សែភាពយន្តការពារអាល់ 2 O 3) ហើយជាតិអាល់កុលដែកត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានបញ្ចេញ៖

ការបង្កើតជាតិអាល់កុលគឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែប្រើជាតិអាល់កុលដែលមិនមានជាតិទឹករលាយក្នុងខ្លួន ព្រោះថានៅក្នុងវត្តមាននៃជាតិអាល់កុលក្នុងទឹកគឺងាយនឹងរលាយ៖

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

2) ប្រតិកម្ម Esterification

ប្រតិកម្ម esterification គឺជាអន្តរកម្មនៃជាតិអាល់កុលជាមួយនឹងអាស៊ីតសរីរាង្គ និងអុកស៊ីហ្សែន ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើត esters ។

ប្រភេទនៃប្រតិកម្មនេះគឺអាចបញ្ច្រាស់បាន ដូច្នេះដើម្បីផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតអេស្ទ័រ វាត្រូវបានគេណែនាំឱ្យអនុវត្តប្រតិកម្មជាមួយនឹងកំដៅ ក៏ដូចជានៅក្នុងវត្តមាននៃអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីកប្រមូលផ្តុំជាភ្នាក់ងារដកទឹកចេញ៖

ការជំនួសក្រុម hydroxyl

1) នៅពេលដែលជាតិអាល់កុលត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងអាស៊ីត hydrohalic ក្រុម hydroxyl ត្រូវបានជំនួសដោយអាតូម halogen ។ ជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនេះ haloalkanes និងទឹកត្រូវបានបង្កើតឡើង:

2) តាមរយៈល្បាយនៃចំហាយអាល់កុល និងអាម៉ូញាក់ តាមរយៈអុកស៊ីដកំដៅនៃលោហធាតុមួយចំនួន (ភាគច្រើនជាញឹកញាប់ Al 2 O 3) អាមីនបឋម អនុវិទ្យាល័យ ឬទីបីអាចទទួលបាន៖

ប្រភេទនៃអាមីណូ (បឋមសិក្សា អនុវិទ្យាល័យ ឧត្តមសិក្សា) នឹងអាស្រ័យលើកម្រិតមួយចំនួនលើសមាមាត្រនៃជាតិអាល់កុលចាប់ផ្តើមទៅនឹងអាម៉ូញាក់។

ប្រតិកម្មលុបបំបាត់

ការខះជាតិទឹក។

ការខះជាតិទឹក ដែលពិតជាពាក់ព័ន្ធនឹងការលុបបំបាត់ម៉ូលេគុលទឹក ក្នុងករណីមានជាតិអាល់កុលខុសគ្នាដោយ ការខះជាតិទឹកអន្តរម៉ូលេគុលនិង ការខះជាតិទឹក intramolecular ។

នៅ ការខះជាតិទឹកអន្តរម៉ូលេគុល នៅក្នុងជាតិអាល់កុល ម៉ូលេគុលនៃទឹកមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការស្រូបនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនពីម៉ូលេគុលមួយនៃជាតិអាល់កុល និងក្រុមអ៊ីដ្រូសែនពីម៉ូលេគុលមួយទៀត។

ជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនេះ សមាសធាតុដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ថ្នាក់អេធើរ (R-O-R) ត្រូវបានបង្កើតឡើង៖

ការខះជាតិទឹក intramolecular ដំណើរការជាតិអាល់កុលកើតឡើងតាមរបៀបដែលម៉ូលេគុលទឹកមួយត្រូវបានបំបែកចេញពីម៉ូលេគុលនៃជាតិអាល់កុលមួយ។ ការខ្សោះជាតិទឹកប្រភេទនេះតម្រូវឱ្យមានលក្ខខណ្ឌតឹងរ៉ឹងជាងនេះ ដែលក្នុងនោះមានតម្រូវការប្រើប្រាស់កំដៅខ្លាំងជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការខ្សោះជាតិទឹកអន្តរម៉ូលេគុល។ ក្នុងករណីនេះ ពីម៉ូលេគុលមួយនៃជាតិអាល់កុល មួយម៉ូលេគុលនៃអាល់កេន និងម៉ូលេគុលទឹកមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង៖

ដោយសារម៉ូលេគុលមេតាណុលមានអាតូមកាបូនតែមួយ នោះការខះជាតិទឹកក្នុងពោះវៀនគឺមិនអាចទៅរួចទេសម្រាប់វា។ នៅពេលដែលមេតាណុលត្រូវខ្សោះជាតិទឹក មានតែអេធើរ (CH 3 -O-CH 3) ប៉ុណ្ណោះដែលអាចបង្កើតបាន។

វាចាំបាច់ក្នុងការយល់យ៉ាងច្បាស់ពីការពិតដែលថានៅក្នុងករណីនៃការខះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលមិនស៊ីមេទ្រីការលុបបំបាត់ទឹកនៅក្នុងពោះវៀននឹងដំណើរការស្របតាមច្បាប់របស់ Zaitsev ពោលគឺឧ។ អ៊ីដ្រូសែននឹងត្រូវបានយកចេញពីអាតូមកាបូនអ៊ីដ្រូសែនតិចបំផុត៖

ការខះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុល។

ក) ការខ្សោះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលបឋមនៅពេលដែលកំដៅនៅក្នុងវត្តមាននៃលោហៈទង់ដែងនាំឱ្យមានការបង្កើត អាល់ឌីអ៊ីត៖

ខ) ក្នុងករណីមានជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំលក្ខខណ្ឌស្រដៀងគ្នានឹងនាំឱ្យមានការបង្កើត សារធាតុ ketones៖

គ) ជាតិអាល់កុលកម្រិតទីបីមិនចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មស្រដៀងគ្នាទេ i.e. មិនត្រូវបានទទួលរងនូវការ dehydrogenation ។

ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្ម

ការដុត

ជាតិអាល់កុលងាយប្រតិកម្មក្នុងការឆេះ។ នេះបង្កើតបរិមាណកំដៅច្រើន៖

2CH 3 -OH + 3O 2 = 2CO 2 + 4H 2 O + Q

អុកស៊ីតកម្មមិនពេញលេញ

អុកស៊ីតកម្មមិនពេញលេញនៃជាតិអាល់កុលបឋមអាចនាំឱ្យមានការបង្កើត aldehydes និងអាស៊ីត carboxylic ។

នៅក្នុងករណីនៃការកត់សុីមិនពេញលេញនៃជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំ មានតែ ketones ប៉ុណ្ណោះដែលអាចបង្កើតបាន។

ការកត់សុីមិនពេញលេញនៃជាតិអាល់កុលគឺអាចធ្វើទៅបានក្រោមឥទិ្ធពលនៃភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មផ្សេងៗឧទាហរណ៍ដូចជាអុកស៊ីសែនបរិយាកាសនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ (ទង់ដែងលោហធាតុ) ប៉ូតាស្យូម permanganate ប៉ូតាស្យូម dichromate ជាដើម។

ក្នុងករណីនេះ aldehydes អាចទទួលបានពីជាតិអាល់កុលបឋម។ ដូចដែលអ្នកអាចឃើញការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុលទៅ aldehydes សំខាន់នាំឱ្យផលិតផលសរីរាង្គដូចគ្នាទៅនឹង dehydrogenation:

គួរកត់សម្គាល់ថានៅពេលប្រើភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មដូចជាប៉ូតាស្យូម permanganate និងប៉ូតាស្យូម dichromate នៅក្នុងបរិយាកាសអាសុីតការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុលកាន់តែជ្រៅអាចធ្វើទៅបានពោលគឺអាស៊ីត carboxylic ។ ជាពិសេសវាបង្ហាញរាងដោយខ្លួនឯងនៅពេលប្រើលើសពីភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មកំឡុងពេលកំដៅ។ ជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំអាចត្រូវបានកត់សុីទៅជា ketones នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ។

អាល់កុលប៉ូលីយ៉ាទីកមានកំណត់

ការជំនួសអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៃក្រុម hydroxyl

ជាតិអាល់កុល polyhydric គឺដូចគ្នានឹង monohydric ដែរ។ ប្រតិកម្មជាមួយអាល់កាឡាំង លោហធាតុផែនដីអាល់កាឡាំង និងអាលុយមីញ៉ូម (យកចេញពីខ្សែភាពយន្តអាល់ 2 អូ 3 ); ក្នុងករណីនេះ ចំនួនផ្សេងគ្នានៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៃក្រុម hydroxyl នៅក្នុងម៉ូលេគុលអាល់កុលអាចត្រូវបានជំនួស:

2. ដោយសារម៉ូលេគុលនៃជាតិអាល់កុល polyhydric មានក្រុម hydroxyl ជាច្រើន ពួកវាមានឥទ្ធិពលលើគ្នាទៅវិញទៅមក ដោយសារឥទ្ធិពលអវិជ្ជមាន។ ជាពិសេស នេះនាំទៅរកការចុះខ្សោយនៃចំណង O-H និងការកើនឡើងនៃលក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីតនៃក្រុម hydroxyl ។

ខ អូជាតិអាស៊ីតកាន់តែច្រើននៃជាតិអាល់កុល polyhydric ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងការពិតដែលថាជាតិអាល់កុល polyhydric មិនដូចអាល់កុល monohydric ប្រតិកម្មជាមួយ hydroxides នៃលោហៈធ្ងន់មួយចំនួន។ ជាឧទាហរណ៍ អ្នកត្រូវចាំពីការពិតដែលថា អ៊ីដ្រូអុកស៊ីដទង់ដែងដែលទឹកភ្លៀងថ្មីៗមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងជាតិអាល់កុល polyhydric ដើម្បីបង្កើតជាដំណោះស្រាយពណ៌ខៀវភ្លឺនៃសមាសធាតុស្មុគស្មាញ។

ដូច្នេះអន្តរកម្មនៃ glycerol ជាមួយ hydroxide ទង់ដែង precipitated ថ្មីៗនាំឱ្យមានការបង្កើតដំណោះស្រាយពណ៌ខៀវភ្លឺនៃ glycerate ទង់ដែង:

ប្រតិកម្មនេះគឺ គុណភាពសម្រាប់ជាតិអាល់កុល polyhydric ។ដើម្បីឆ្លងកាត់ការប្រឡងរដ្ឋបង្រួបបង្រួម វាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីដឹងពីសញ្ញានៃប្រតិកម្មនេះ ប៉ុន្តែវាមិនចាំបាច់ក្នុងការសរសេរសមីការអន្តរកម្មដោយខ្លួនឯងនោះទេ។

3. ដូចគ្នានឹងអាល់កុល monohydric ជាតិអាល់កុល polyhydric អាចចូលទៅក្នុងប្រតិកម្ម esterification ពោលគឺឧ។ ប្រតិកម្ម ជាមួយអាស៊ីតសរីរាង្គ និងអុកស៊ីហ្សែនជាមួយនឹងការបង្កើត esters ។ ប្រតិកម្មនេះត្រូវបានជំរុញដោយអាស៊ីតអសរីរាង្គខ្លាំង និងអាចបញ្ច្រាស់បាន។ ក្នុងន័យនេះ នៅពេលអនុវត្តប្រតិកម្ម esterification លទ្ធផល ester ត្រូវបានចម្រាញ់ចេញពីល្បាយប្រតិកម្ម ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរលំនឹងទៅខាងស្តាំ យោងតាមគោលការណ៍របស់ Le Chatelier៖

ប្រសិនបើអាស៊ីត carboxylic ដែលមានអាតូមកាបូនច្រើននៅក្នុងរ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូកាបូនមានប្រតិកម្មជាមួយ glycerol នោះ esters លទ្ធផលត្រូវបានគេហៅថាខ្លាញ់។

នៅក្នុងករណីនៃការ esterification នៃជាតិអាល់កុលជាមួយនឹងអាស៊ីតនីទ្រីក, ល្បាយ nitrating ដែលគេហៅថាត្រូវបានគេប្រើ, ដែលជាល្បាយនៃអាស៊ីតនីទ្រីកនិងស៊ុលហ្វួរីកប្រមូលផ្តុំ។ ប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តក្រោមការត្រជាក់ថេរ:

អេធើរនៃ glycerol និងអាស៊ីតនីទ្រីក ហៅថា trinitroglycerin គឺជាសារធាតុផ្ទុះ។ លើសពីនេះទៀតដំណោះស្រាយ 1% នៃសារធាតុនេះនៅក្នុងជាតិអាល់កុលមានប្រសិទ្ធិភាព vasodilating ដ៏មានឥទ្ធិពលដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការចង្អុលបង្ហាញផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្តដើម្បីការពារជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលឬការគាំងបេះដូង។

ការជំនួសក្រុម hydroxyl

ប្រតិកម្មនៃប្រភេទនេះដំណើរការតាមរយៈយន្តការនៃការជំនួស nucleophilic ។ អន្តរកម្មនៃប្រភេទនេះរួមមានប្រតិកម្មនៃ glycols ជាមួយ halides អ៊ីដ្រូសែន។

ឧទាហរណ៍ ប្រតិកម្មនៃអេទីឡែន glycol ជាមួយអ៊ីដ្រូសែនប្រូមីតដំណើរការជាមួយនឹងការជំនួសបណ្តុំនៃក្រុម hydroxyl ដោយអាតូម halogen៖

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃ phenols

ដូចដែលបានរៀបរាប់នៅដើមដំបូងនៃជំពូកនេះ លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់ phenols គឺខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃជាតិអាល់កុល ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាមួយនៃគូអេឡិចត្រុងឯកោនៃអាតូមអុកស៊ីសែននៅក្នុងក្រុម hydroxyl ត្រូវបាន conjugated ជាមួយ π- ប្រព័ន្ធនៃចំណងភ្ជាប់នៃចិញ្ចៀនក្រអូប។

ប្រតិកម្ម​ដែល​ទាក់ទង​នឹង​ក្រុម hydroxyl

លក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីត

Phenols គឺជាអាស៊ីតខ្លាំងជាងជាតិអាល់កុល ហើយត្រូវបានបំបែកទៅជាកម្រិតតូចមួយនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous:

ខ អូអាស៊ីតកាន់តែច្រើននៃ phenols បើប្រៀបធៀបទៅនឹងជាតិអាល់កុលក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងការពិតដែលថា phenols មិនដូចជាតិអាល់កុលអាចមានប្រតិកម្មជាមួយអាល់កាឡាំង:

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីតនៃសារធាតុ phenol គឺតិចជាងអាស៊ីដអសរីរាង្គដែលខ្សោយបំផុត - អាស៊ីតកាបូន។ ដូច្នេះ ជាពិសេស កាបូនឌីអុកស៊ីត នៅពេលដែលឆ្លងកាត់វាតាមរយៈដំណោះស្រាយ aqueous នៃ phenolates លោហធាតុ alkali ផ្លាស់ប្តូរ phenol ដោយឥតគិតថ្លៃពីក្រោយជាអាស៊ីតខ្សោយជាងអាស៊ីតកាបូនិក៖

ជាក់ស្តែង អាស៊ីតខ្លាំងផ្សេងទៀតក៏នឹងផ្លាស់ប្តូរ phenol ពី phenolates ផងដែរ៖

3) Phenols គឺជាអាស៊ីតខ្លាំងជាងជាតិអាល់កុល ហើយជាតិអាល់កុលមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងលោហធាតុផែនដីអាល់កាឡាំង និងអាល់កាឡាំង។ ក្នុងន័យនេះ វាច្បាស់ណាស់ថា phenols នឹងមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងលោហធាតុទាំងនេះ។ រឿងតែមួយគត់គឺថា មិនដូចជាតិអាល់កុលទេ ប្រតិកម្មនៃសារធាតុ phenols ជាមួយនឹងលោហៈសកម្ម ទាមទារឱ្យមានកំដៅ ព្រោះថា phenols និង metals គឺជាសារធាតុរឹង៖

ប្រតិកម្មជំនួសនៅក្នុងចិញ្ចៀនក្រអូប

ក្រុម hydroxyl គឺជាសារធាតុជំនួសនៃប្រភេទទីមួយ ដែលមានន័យថា វាជួយសម្រួលដល់ការកើតឡើងនៃប្រតិកម្មជំនួសនៅក្នុង អ័រថូ-និង គូ-មុខតំណែងទាក់ទងនឹងខ្លួនឯង។ ប្រតិកម្មជាមួយ phenol កើតឡើងក្រោមលក្ខខណ្ឌស្រាលជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង benzene ។

ហាឡូជីន

ប្រតិកម្មជាមួយ bromine មិនតម្រូវឱ្យមានលក្ខខណ្ឌពិសេសណាមួយឡើយ។ នៅពេលដែលទឹក bromine ត្រូវបានលាយជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ phenol នោះ precipitate ពណ៌សនៃ 2,4,6-tribromophenol ត្រូវបានបង្កើតឡើងភ្លាមៗ៖

នីត្រាត

នៅពេលដែល phenol ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងល្បាយនៃអាស៊ីតនីទ្រីក និងស៊ុលហ្វួរីកកំហាប់ (ល្បាយនីត្រាត) 2,4,6-trinitrophenol ត្រូវបានបង្កើតឡើង ការផ្ទុះគ្រីស្តាល់ពណ៌លឿង៖

ប្រតិកម្មបន្ថែម

ដោយសារសារធាតុ phenols គឺជាសមាសធាតុមិនឆ្អែត ពួកវាអាចត្រូវបានបង្កើតជាអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករទៅនឹងជាតិអាល់កុលដែលត្រូវគ្នា។

បញ្ហាជាមូលដ្ឋានដែលកើតឡើងនៅពេលដែលជាតិអាល់កុលត្រូវបានកត់សុីទៅជា aldehydes គឺថា aldehydes ងាយទទួលរងការកត់សុីបន្ថែមទៀតបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអាល់កុលដែលចាប់ផ្តើម។ សំខាន់ aldehydes គឺជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយសរីរាង្គសកម្ម។ ដូច្នេះក្នុងអំឡុងពេលអុកស៊ីតកម្មនៃជាតិអាល់កុលបឋមជាមួយនឹងសូដ្យូម dichromate នៅក្នុងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក (ល្បាយ Beckmann) អាល់ឌីអ៊ីតដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងត្រូវតែការពារពីការកត់សុីបន្ថែមទៀតទៅជាអាស៊ីត carboxylic ។ ជាឧទាហរណ៍ វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីយក aldehyde ចេញពីល្បាយប្រតិកម្ម។ ហើយនេះត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយចាប់តាំងពីចំណុចរំពុះនៃ aldehyde ជាធម្មតាទាបជាងចំណុចរំពុះនៃជាតិអាល់កុលមេ។ នៅក្នុងវិធីនេះ, ជាដំបូងនៃការទាំងអស់ aldehydes រំពុះទាបអាចទទួលបាន, ឧទាហរណ៍, acetic, propionic, isobutyric:

រូបភាពទី 1 ។

លទ្ធផលកាន់តែប្រសើរអាចទទួលបានប្រសិនបើអាស៊ីតអាសេទិកទឹកកកត្រូវបានប្រើជំនួសឱ្យអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរី។

ដើម្បីទទួលបាន aldehydes រំពុះខ្ពស់ពីជាតិអាល់កុលបឋមដែលត្រូវគ្នា tert-butyl ester នៃអាស៊ីត chromate ត្រូវបានគេប្រើជាភ្នាក់ងារកត់សុី៖

រូបភាពទី 2 ។

ក្នុងអំឡុងពេលអុកស៊ីតកម្មនៃជាតិអាល់កុលមិនឆ្អែតជាមួយនឹងសារធាតុ tert-butyl chromate (នៅក្នុងសារធាតុរំលាយដែលមិនមានប៉ូល) ចំណងច្រើនមិនត្រូវបានកាន់កាប់ទេ ហើយអាល់ដេអ៊ីតមិនឆ្អែតត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងទិន្នផលខ្ពស់។

វិធីសាស្ត្រអុកស៊ីតកម្មដែលប្រើម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីតនៅក្នុងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ pentane ឬ methylene chloride គឺជ្រើសរើសណាស់។ ឧទាហរណ៍ អាល់កុល alyl និង benzyl អាចត្រូវបានកត់សុីតាមវិធីនេះទៅនឹង aldehydes ដែលត្រូវគ្នា។ ជាតិអាល់កុលដែលបញ្ចេញគឺអាចរលាយបានបន្តិចនៅក្នុងសារធាតុរំលាយដែលមិនមានប៉ូល ហើយអាល់ឌីអ៊ីតដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការកត់សុីគឺអាចរលាយបានច្រើននៅក្នុងសារធាតុ pentane ឬ methylene chloride ។ ដូច្នេះ សមាសធាតុ carbonyl ឆ្លងចូលទៅក្នុងស្រទាប់សារធាតុរំលាយ ហើយដូច្នេះទំនាក់ទំនងជាមួយភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម ហើយការកត់សុីបន្ថែមទៀតអាចត្រូវបានរារាំង៖

រូបភាពទី 3 ។

ការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំទៅជា ketones គឺងាយស្រួលជាងការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុលបឋមទៅជា aldehydes ។ ទិន្នផលនៅទីនេះគឺខ្ពស់ជាង ដោយសារតែដំបូង ប្រតិកម្មនៃជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំគឺខ្ពស់ជាងអាល់កុលបឋម ហើយទីពីរ សារធាតុ ketones ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងគឺមានភាពធន់នឹងភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មច្រើនជាង aldehydes ។

ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មសម្រាប់ការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុល។

ចំពោះការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុល ភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មដែលប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតគឺសារធាតុ reagents ដោយផ្អែកលើលោហៈផ្លាស់ប្តូរ - ដេរីវេនៃ chromium hexavalent, ម៉ង់ហ្គាណែស valent បួន និងប្រាំពីរ។

សម្រាប់ការកត់សុីជ្រើសរើសនៃជាតិអាល់កុលបឋមទៅ aldehydes សារធាតុ reagents ល្អបំផុតបច្ចុប្បន្នត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសារធាតុស្មុគស្មាញនៃ $CrO_3$ ជាមួយ pyridine - $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ (សារធាតុប្រតិកម្ម Sarrett-Collins) - pyridinium chlorochromate $ CrO_3Cl^-C_5H_5N^ ក៏ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ +H$ នៅក្នុងមេទីលក្លរ។ ស្មុគស្មាញក្រហម $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ ត្រូវបានទទួលដោយអន្តរកម្មយឺតនៃ $CrO_(3^.)$ ជាមួយ pyridine នៅ 10-15 $^\circ$С ។ Pyridinium chlorochromate ពណ៌ទឹកក្រូចត្រូវបានរៀបចំដោយបន្ថែម pyridine ទៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃអុកស៊ីដក្រូមីញ៉ូម (IV) ក្នុងអាស៊ីតអ៊ីដ្រូក្លរីក 20% ។ សារធាតុទាំងពីរនេះរលាយក្នុង $CH_2Cl_2$ ឬ $CHCl_3$៖

រូបភាពទី 4 ។

សារធាតុ reagents ទាំងនេះផ្តល់នូវទិន្នផលខ្ពស់នៃ aldehydes ប៉ុន្តែ pyridinium chlorochromate មានអត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ដែលសារធាតុ reagents នេះមិនប៉ះពាល់ដល់ចំណងទ្វេរ ឬបីដងក្នុងអាល់កុលដែលចាប់ផ្តើមនោះទេ ហើយដូច្នេះវាមានប្រសិទ្ធភាពជាពិសេសសម្រាប់ការរៀបចំ aldehydes ដែលមិនឆ្អែត។

ដើម្បីទទួលបាន $α¸β$-unsaturated aldehydes ដោយការកត់សុីនៃអាល់កុលអាល់លីលីជំនួស ម៉ង់ហ្គាណែស (IV) អុកស៊ីដ $MnO_2$ គឺជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មសកល។

ឧទាហរណ៍នៃប្រតិកម្មនៃជាតិអាល់កុលជាមួយនឹងភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មទាំងនេះត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដូចខាងក្រោម:

កាតាលីករ dehydrogenation នៃគ្រឿងស្រវឹង

និយាយយ៉ាងតឹងរឹង ការកត់សុីនៃជាតិអាល់កុលទៅជាសមាសធាតុកាបូនអ៊ីដ្រូសែនចុះមកអរូបីនៃអ៊ីដ្រូសែនពីម៉ូលេគុលអាល់កុលចាប់ផ្តើម។ ការលុបបំបាត់បែបនេះអាចត្រូវបានអនុវត្តមិនត្រឹមតែដោយប្រើវិធីសាស្ត្រអុកស៊ីតកម្មដែលបានពិភាក្សាពីមុនប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងប្រើកាតាលីករ dehydrogenation ផងដែរ។ កាតាលីករ dehydrogenation គឺជាដំណើរការនៃការយកអ៊ីដ្រូសែនចេញពីជាតិអាល់កុលនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករមួយ (ទង់ដែង ប្រាក់ ស័ង្កសីអុកស៊ីដ ល្បាយនៃក្រូមីញ៉ូម និងអុកស៊ីដទង់ដែង) ទាំងដោយមាន និងគ្មានការចូលរួមពីអុកស៊ីហ្សែន។ ប្រតិកម្ម dehydrogenation នៅក្នុងវត្តមាននៃអុកស៊ីសែនត្រូវបានគេហៅថា ប្រតិកម្ម dehydrogenation អុកស៊ីតកម្ម។

ទង់ដែង និងប្រាក់ដែលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយល្អ ក៏ដូចជាអុកស៊ីដស័ង្កសី ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់បំផុតជាកាតាលីករ។ កាតាលីករ dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលគឺមានភាពងាយស្រួលជាពិសេសសម្រាប់ការសំយោគនៃ aldehydes ដែលត្រូវបានកត់សុីយ៉ាងងាយទៅជាអាស៊ីត។

កាតាលីករដែលបានរៀបរាប់ខាងលើត្រូវបានអនុវត្តក្នុងស្ថានភាពដែលបែកខ្ញែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនអសកម្មជាមួយនឹងផ្ទៃដែលបានអភិវឌ្ឍឧទាហរណ៍ អាបស្តូស ផូមីស។ លំនឹងនៃប្រតិកម្ម dehydrogenation កាតាលីករត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាព 300-400 $^\circ$С។ ដើម្បីបងា្ករការបំប្លែងបន្ថែមទៀតនៃផលិតផល dehydrogenation ឧស្ម័នប្រតិកម្មត្រូវតែត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស។ Dehydrogenation គឺជាប្រតិកម្មកំដៅខ្លាំង ($\triangle H$ = 70-86 kJ/mol)។ អ៊ីដ្រូសែនដែលផលិតអាចត្រូវបានដុតប្រសិនបើខ្យល់ត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្ម នោះប្រតិកម្មទាំងមូលនឹងមានកំដៅខ្លាំង ($\ត្រីកោណ H$ = -(160-180) kJ/mol)។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា oxidative dehydrogenation ឬ autothermal dehydrogenation ។ ទោះបីជា dehydrogenation ត្រូវបានប្រើជាចម្បងនៅក្នុងឧស្សាហកម្មក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះក៏អាចត្រូវបានប្រើនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់ការសំយោគត្រៀមផងដែរ។

តិត្ថិភាព dehydrogenation នៃអាល់កុល aliphatic កើតឡើងនៅក្នុងទិន្នផលល្អ:

រូបភាពទី 9 ។

ក្នុងករណីដែលមានជាតិអាល់កុលឆ្អិនខ្ពស់ប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តក្រោមសម្ពាធថយចុះ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌ dehydrogenation ជាតិអាល់កុលមិនឆ្អែតត្រូវបានបំប្លែងទៅជាសមាសធាតុកាបូនអ៊ីដ្រូសែនឆ្អែតដែលត្រូវគ្នា។ អ៊ីដ្រូសែននៃចំណង $C = C$ ច្រើនកើតឡើងជាមួយអ៊ីដ្រូសែន ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ ដើម្បីបងា្ករប្រតិកម្មចំហៀងនេះ និងដើម្បីអាចទទួលបានសមាសធាតុ carbonyl ដែលមិនឆ្អែតដោយកាតាលីករ dehydrogenation ដំណើរការត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងកន្លែងទំនេរនៅ 5-20 mm Hg ។ សិល្បៈ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃចំហាយទឹក។ វិធីសាស្រ្តនេះធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានជួរទាំងមូលនៃសមាសធាតុ carbonyl unsaturated:

រូបភាពទី 10 ។

ការប្រើប្រាស់ជាតិអាល់កុល dehydrogenation

Dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុល គឺជាវិធីសាស្រ្តឧស្សាហកម្មដ៏សំខាន់មួយសម្រាប់ការសំយោគ aldehydes និង ketones ដូចជា formaldehyde acetaldehyde និង acetone។ ផលិតផលទាំងនេះត្រូវបានផលិតក្នុងបរិមាណធំទាំងដោយ dehydrogenation និង oxidative dehydrogenation លើកាតាលីករទង់ដែង ឬប្រាក់។

ប្រូតុងនៃជាតិអាល់កុលនៅក្នុងបរិយាកាសដែលមិនមែនជា nucleophilic ទីបំផុតនាំឱ្យខ្សោះជាតិទឹក។ ការខះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលកើតឡើងនៅពេលដែលកំដៅក្នុងទឹកអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក អាស៊ីតផូស្វ័រ ឬនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋាន superacid - ល្បាយនៃ antimony pentafluoride និងអាស៊ីត fluorosulfonic ។ ជាលទ្ធផលនៃការលុបបំបាត់ទឹក សារធាតុ alkoxonium cation បង្កើតបានជា carbocation ជាកម្រិតមធ្យមមិនស្ថិតស្ថេរ។ នៅក្នុងបរិយាកាសដែលមិនមែនជា nucleophilic carbocation បាត់បង់ប្រូតុងដើម្បីបង្កើតជាអាល់ខេន។ ដំណាក់កាលយឺតបំផុតនៃដំណើរការទាំងមូលគឺការបំប្លែងសារធាតុ alkoxonium ទៅជា carbocation៖

លំដាប់នៃការបំប្លែងដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺជាតួយ៉ាងសម្រាប់ប្រតិកម្មការលុបបំបាត់ monomolecular អ៊ី 1 (ជំពូក 10) ។ ទិសដៅ អ៊ី 1- ការលុបបំបាត់ត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់របស់ Zaitsev ពោលគឺឧ។ ក្នុង​ចំណោម​ផលិតផល​ប្រតិកម្ម សារធាតុ​អាល់​ខេន​ដែល​ត្រូវ​បាន​ជំនួស​ច្រើន​បំផុត​នៅ​ចំណង​ទ្វេ​ដង​មាន​ចំនួន​ច្រើន​ជាង។

ការលុបបំបាត់ដោយយន្តការ អ៊ី 1 គឺ​ជា​តួយ៉ាង​សម្រាប់​អាល់កុល​កម្រិត​ឧត្តមសិក្សា និង​បន្ទាប់បន្សំ។ ជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំទទួលរងការខះជាតិទឹកនៅពេលដែលកំដៅជាមួយនឹងអាស៊ីតផូស្វ័រ 85% នៅ 160-170 o C ឬជាមួយអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរី 60-70% នៅសីតុណ្ហភាព 90-100 o C ទិសដៅនៃការខះជាតិទឹកត្រូវគ្នាទៅនឹងច្បាប់របស់ Zaitsev:

ការខ្សោះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលកម្រិតទីបីអាចត្រូវបានអនុវត្តរួចហើយនៅក្នុងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរី 20-50% នៅសីតុណ្ហភាព 85-100 o C:

ជាតិអាល់កុលកម្រិតទីបីខ្សោះជាតិទឹកយ៉ាងងាយ ដូច្នេះការខះជាតិទឹកជ្រើសរើសនៃ diol ដែលមានក្រុម hydroxyl ទីបីគឺអាចធ្វើទៅបាន:

ការខ្សោះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលជាច្រើនត្រូវបានអមដោយការរៀបចំឡើងវិញដែលមាន 1,2- ការធ្វើចំណាកស្រុកនៃក្រុមអាល់គីល ឬអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន។ ការរៀបចំឡើងវិញបែបនេះគឺជាតួយ៉ាងសម្រាប់ដំណើរការដែលពាក់ព័ន្ធនឹង carbocations ជាភាគល្អិតកម្រិតមធ្យម។ លំដាប់ដែលបានសង្កេតឃើញនៃការថយចុះនៃប្រតិកម្មនៃជាតិអាល់កុល៖ ឧត្តមសិក្សា > អនុវិទ្យាល័យ > បឋម និងវត្តមាននៃការរៀបចំឡើងវិញគឺស្របជាមួយនឹងសារធាតុ carbocationic អ៊ី 1- យន្តការនៃការខះជាតិទឹក៖

ចំពោះជាតិអាល់កុលបឋម យន្តការផ្សេងគ្នានៃការខះជាតិទឹកនៅក្នុងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីកកំហាប់ប្រហែលជាត្រូវបានដឹង។ អាល់កុលបឋមទទួលរងការខះជាតិទឹកក្រោមលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំ និងទីបី។ Propanol-1 ផ្តល់ឱ្យ propylene នៅពេលកំដៅដោយអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរី 96% នៅសីតុណ្ហភាព 170-190 ° C នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នាអេទីឡែនត្រូវបានទទួលពីអេតាណុល:

ជាតិអាល់កុលបឋម នៅពេលដែលមានប្រតិកម្មជាមួយអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក ងាយបង្កើតបានពាក់កណ្តាលនៃអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក។ អ៊ីក្នុងករណីនេះ ពាក់កណ្តាល ester ជាក់ស្តែងឆ្លងកាត់ការលុបបំបាត់ 2 ហើយតួនាទីនៃមូលដ្ឋានត្រូវបានលេងដោយអ៊ីដ្រូសែនស៊ុលហ្វាត anion ឬទឹក:

យន្តការដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃការខះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលបឋមហាក់ដូចជាទំនងជាង ប៉ុន្តែយន្តការមិនអាចដកចេញបានទេ។ អ៊ី 2, ដែលស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជា cation alkoxonium ហើយមូលដ្ឋានគឺជាអ៊ីយ៉ុងស៊ុលហ្វាតអ៊ីដ្រូសែន៖

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្រាលជាងនេះ នៅពេលដែលកំដៅអាល់កុលបឋមសាមញ្ញបំផុតជាមួយនឹងអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក 96% នៅសីតុណ្ហភាព 130-140 °C អេធើរត្រូវបានទទួលលើសលុប។ យន្តការនៃការផ្លាស់ប្តូរនេះគឺជាការ alkylation នៃជាតិអាល់កុលបឋម ទាំងដោយសកម្មភាពនៃអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីសពាក់កណ្តាលអេស្ទ័រ ឬដោយអន្តរកម្មជាមួយ អាល់កុកសូនីញ៉ូម cation ដោយគិតតាមយន្តការទាំងពីរនេះ។ ស ន 2- ការជំនួសមិនអាចបែងចែកបាន៖

វិធីសាស្រ្តនេះផលិតអេធើរសាមញ្ញបំផុត - ឌីអេទីល ឌីប្រូភីល និងឌីប៊ូទីល អេធើរ និងអេធើរស៊ីក្លូ ឧទាហរណ៍ តេត្រាអ៊ីដ្រូហ្វូរ៉ាន់ ឬឌីអុកស៊ីត។ ជាតិអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំ និងទីបី ខ្សោះជាតិទឹកក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ ដើម្បីបង្កើតជាអាល់ខេន៖

គុណវិបត្តិមួយទៀតនៃវិធីសាស្រ្តនេះសម្រាប់ការរៀបចំអេធើរគឺថាវាមិនសមស្របសម្រាប់ការរៀបចំអេធើរដែលមិនស៊ីមេទ្រីពីអាល់កុលពីរទេព្រោះក្នុងករណីនេះល្បាយនៃផលិតផលទាំងបីដែលអាចធ្វើបាន ROR, R "OR" និង ROR" ត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ចំពោះការខះជាតិទឹកខាងក្នុង ឬអន្តរម៉ូលេគុលនៃជាតិអាល់កុល ជាពិសេសនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម ជំនួសឱ្យអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក វាងាយស្រួលជាងក្នុងការប្រើអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូដែលគ្មានជាតិទឹកជាភ្នាក់ងារខ្សោះជាតិទឹក។ ការខះជាតិទឹកក្នុងកាតាលីករខុសប្រក្រតីនៃជាតិអាល់កុលបឋម អនុវិទ្យាល័យ និងកម្រិតឧត្តមជាងអាលុយមីណានៅសីតុណ្ហភាព 350-450 o C នាំឱ្យអាល់កេនៈ

ការខះជាតិទឹកដោយអាស៊ីតកាតាលីករនៃជាតិអាល់កុលមិនបង្ហាញពីការជ្រើសរើសឡើងវិញដែលត្រូវការទេ ហើយក្នុងករណីភាគច្រើនល្បាយនៃអាល់កុល isomeric ផ្សេងគ្នាត្រូវបានទទួល។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែល 1-octanol ត្រូវបានខ្សោះជាតិទឹកជាមួយនឹងអាស៊ីតផូស្វ័រ ល្បាយនៃ 2-octene និងបរិមាណតិចតួចនៃ 3-octene ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលមិនមាន 1-octene ដែលរំពឹងទុកនោះទេ។ នេះគឺដោយសារតែភាពងាយស្រួលនៃ isomerization និងការរៀបចំគ្រោងឆ្អឹងនៅក្នុង carbocations កម្រិតមធ្យមដែលបានបង្កើតឡើង។ វិធីសាស្រ្តចាស់ៗទាំងនេះសម្រាប់ការសំយោគអាល់ខេន និងអេធើរត្រូវបានជំនួសបន្តិចម្តងៗដោយវិធីសាស្រ្តជ្រើសរើសឡើងវិញ និងការជ្រើសរើសបែបទំនើបសម្រាប់ការបង្កើតចំណងទ្វេកាបូន-កាបូន។

ប្រតិកម្ម dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលគឺចាំបាច់ដើម្បីបង្កើត aldehydes និង ketones ។ Ketones ទទួលបានពីអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំ និង aldehydes ពីអាល់កុលបឋម។ កាតាលីករក្នុងដំណើរការគឺ ទង់ដែង ប្រាក់ ក្រូមីត ទង់ដែង ស័ង្កសី អុកស៊ីដ ជាដើម។ គួរកត់សម្គាល់ថាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាតាលីករទង់ដែងអុកស៊ីដស័ង្កសីមានស្ថេរភាពជាងហើយមិនបាត់បង់សកម្មភាពកំឡុងពេលដំណើរការនោះទេប៉ុន្តែអាចបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មខ្សោះជាតិទឹក។ ជាទូទៅប្រតិកម្ម dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលអាចត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម:

នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម ជាតិអាល់កុល dehydrogenation បង្កើតសមាសធាតុដូចជា acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone និង cyclohexanone ។ ដំណើរការកើតឡើងនៅក្នុងស្ទ្រីមនៃចំហាយទឹក។ ដំណើរការទូទៅបំផុតគឺ៖

1. អនុវត្តនៅលើកាតាលីករទង់ដែងឬប្រាក់នៅសីតុណ្ហភាព 200 - 400 ° C និងសម្ពាធបរិយាកាស។ កាតាលីករគឺជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនណាមួយនៃ Al 2 O 3, SnO 2 ឬជាតិសរសៃកាបូន ដែលសមាសធាតុប្រាក់ ឬទង់ដែងត្រូវបានដាក់បញ្ចូល។ ប្រតិកម្មនេះគឺជាធាតុផ្សំមួយនៃដំណើរការ Wacker ដែលជាវិធីសាស្រ្តឧស្សាហកម្មសម្រាប់ផលិតអាសេតាល់ដេអ៊ីតពីអេតាណុលដោយការ dehydrogenation ឬអុកស៊ីតកម្មជាមួយនឹងអុកស៊ីសែន។

2. អាចដំណើរការតាមវិធីផ្សេងៗគ្នា អាស្រ័យលើរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុដើមរបស់វា។ 2-propanol ដែលជាអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំត្រូវបាន dehydrogenated ទៅ acetone និង 1-propanol ដែលជាអាល់កុលចម្បងត្រូវបាន dehydrogenated ទៅ propanal នៅសម្ពាធបរិយាកាសនិងសីតុណ្ហភាពដំណើរការនៃ 250 - 450 ° C ។

3. វាក៏អាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃសមាសធាតុចាប់ផ្តើមដែលប៉ះពាល់ដល់ផលិតផលចុងក្រោយ (aldehyde ឬ ketone) ។

4. មេតាណុល dehydrogenation. ដំណើរការនេះមិនត្រូវបានគេសិក្សាឱ្យបានពេញលេញនោះទេ ប៉ុន្តែអ្នកស្រាវជ្រាវភាគច្រើនបានគូសបញ្ជាក់ថាវាជាដំណើរការដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការសំយោគសារធាតុ formaldehyde គ្មានទឹក។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការផ្សេងៗត្រូវបានផ្តល់ជូន៖ សីតុណ្ហភាព 600 - 900 °C សមាសធាតុសកម្មស័ង្កសី ឬទង់ដែង នាវាផ្ទុកអុកស៊ីដស៊ីលីកុន លទ្ធភាពនៃការចាប់ផ្តើមប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីដ្រូសែន peroxide ជាដើម។ បច្ចុប្បន្ននេះ Formaldehyde ភាគច្រើនរបស់ពិភពលោកត្រូវបានផលិតដោយការកត់សុីនៃមេតាណុល។

ឯកទេស៖ បច្ចេកវិទ្យាគីមី

នាយកដ្ឋាន៖ គីមីវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យាគីមី

ខ្ញុំ​បាន​អនុម័ត

ប្រធាននាយកដ្ឋាន

_____________________) (ហត្ថលេខា នាមត្រកូល នាមខ្លួន)

"___" ____________២០

វគ្គសិក្សា

វិន័យៈ កាតាលីករឧស្សាហកម្ម

_______________________________

លើប្រធានបទ៖ កាតាលីករខះជាតិអ៊ីដ្រូសែន

________________________

ការកំណត់ការងារ KR – 02068108 – 240100 – 2015

និស្សិត Fazylova L.A.

ចូល 435

ក្បាល _______________ Kuznetsova I.V.

Voronezh - ឆ្នាំ ២០១៥

សេចក្តីផ្តើម

ការផលិតកាតាលីករសម្រាប់ដំណើរការ dehydrogenation នៃអ៊ីដ្រូកាបូន alkyl aromatic ។

កាតាលីករ dehydrogenation នៃ alkanes

ឧបករណ៍សម្រាប់ dehydrogenation កាតាលីករនៃ alkanes

ការបង្កើតឡើងវិញនៃកាតាលីករ។

បញ្ជីឯកសារយោងដែលបានប្រើ

សេចក្តីផ្តើម

Dehydrogenation គឺជាប្រតិកម្មនៃការយកចេញនៃអ៊ីដ្រូសែនពីម៉ូលេគុលនៃសមាសធាតុសរីរាង្គមួយ; ប្រតិកម្មបញ្ច្រាសគឺអ៊ីដ្រូសែន។ ការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកការខះជាតិអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព និងការថយចុះនៃសម្ពាធ រួមទាំងការរលាយនៃល្បាយប្រតិកម្ម។ កាតាលីករសម្រាប់ប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូសែន-ខះជាតិអ៊ីដ្រូសែន គឺជាលោហធាតុនៃក្រុមរង 8B និង 1B (នីកែល ប្លាទីន ប៉ាឡាដ្យូម ទង់ដែង ប្រាក់) និងអុកស៊ីដ semiconductor (Fe 2 O 3, Cr 2 O 3, ZnO, MoO 3) ។

ដំណើរការ dehydrogenation ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការសំយោគសរីរាង្គឧស្សាហកម្ម៖

1) ដោយ dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលយើងទទួលបាន: formaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone ។

2) dehydrogenation នៃសមាសធាតុ alkyl aromatic ផលិត: styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene ។

3) dehydrogenation នៃ paraffins ផលិត: olefins (propylene, butylene និង isobutylene, isopentene, olefins ខ្ពស់) និង dienes (butadiene និង isoprene)

កាតាលីករ dehydrogenation នៃគ្រឿងស្រវឹង

ប្រតិកម្ម dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលគឺចាំបាច់ដើម្បីបង្កើត aldehydes និង ketones ។ Ketones ទទួលបានពីអាល់កុលបន្ទាប់បន្សំ និង aldehydes ពីអាល់កុលបឋម។ កាតាលីករក្នុងដំណើរការគឺ ទង់ដែង ប្រាក់ ក្រូមីត ទង់ដែង ស័ង្កសី អុកស៊ីដ ជាដើម។ គួរកត់សម្គាល់ថាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាតាលីករទង់ដែងអុកស៊ីដស័ង្កសីមានស្ថេរភាពជាងហើយមិនបាត់បង់សកម្មភាពកំឡុងពេលដំណើរការនោះទេប៉ុន្តែអាចបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មខ្សោះជាតិទឹក។ ជាទូទៅប្រតិកម្ម dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលអាចត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម:

នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម ជាតិអាល់កុល dehydrogenation បង្កើតសមាសធាតុដូចជា acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone និង cyclohexanone ។ ដំណើរការកើតឡើងនៅក្នុងស្ទ្រីមនៃចំហាយទឹក។ ដំណើរការទូទៅបំផុតគឺ៖

អេតាណុល dehydrogenationអនុវត្តនៅលើកាតាលីករទង់ដែងឬប្រាក់នៅសីតុណ្ហភាព 200 - 400 ° C និងសម្ពាធបរិយាកាស។ កាតាលីករគឺជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនណាមួយនៃ Al 2 O 3, SnO 2 ឬជាតិសរសៃកាបូន ដែលសមាសធាតុប្រាក់ ឬទង់ដែងត្រូវបានដាក់បញ្ចូល។ ប្រតិកម្មនេះគឺជាធាតុផ្សំមួយនៃដំណើរការ Wacker ដែលជាវិធីសាស្រ្តឧស្សាហកម្មសម្រាប់ផលិតអាសេតាល់ដេអ៊ីតពីអេតាណុលដោយការ dehydrogenation ឬអុកស៊ីតកម្មជាមួយនឹងអុកស៊ីសែន។

មេតាណុល dehydrogenation. ដំណើរការនេះមិនត្រូវបានគេសិក្សាឱ្យបានពេញលេញនោះទេ ប៉ុន្តែអ្នកស្រាវជ្រាវភាគច្រើនបានគូសបញ្ជាក់ថាវាជាដំណើរការដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការសំយោគសារធាតុ formaldehyde គ្មានទឹក។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការផ្សេងៗត្រូវបានផ្តល់ជូន៖ សីតុណ្ហភាព 600 - 900 °C សមាសធាតុសកម្មស័ង្កសី ឬទង់ដែង នាវាផ្ទុកអុកស៊ីដស៊ីលីកុន លទ្ធភាពនៃការចាប់ផ្តើមប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីដ្រូសែន peroxide ជាដើម។ បច្ចុប្បន្ននេះ Formaldehyde ភាគច្រើនរបស់ពិភពលោកត្រូវបានផលិតដោយការកត់សុីនៃមេតាណុល។

2. ការផលិតកាតាលីករសម្រាប់ដំណើរការ dehydrogenation ជាតិអាល់កុល

កាតាលីករដែលគេស្គាល់សម្រាប់ការ dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលមានអុកស៊ីដស័ង្កសីនិងជាតិដែក។ កាតាលីករថ្មីបំផុតគឺសម្រាប់ dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុល ដែលជាអុកស៊ីតនៃ yttrium ឬធាតុកម្រ 10 ដែលត្រូវបានជ្រើសរើសពីក្រុមរួមមាន neodymium, paradymium, ytterbium..

គុណវិបត្តិនៃកាតាលីករដែលគេស្គាល់គឺសកម្មភាព និងជម្រើសខ្ពស់មិនគ្រប់គ្រាន់របស់ពួកគេ។

គោលដៅនៃវិទ្យាសាស្រ្តគឺដើម្បីបង្កើនសកម្មភាព និងការជ្រើសរើសនៃកាតាលីករសម្រាប់ការ dehydrogenation នៃគ្រឿងស្រវឹង។ គោលដៅនេះត្រូវបានសម្រេចដោយការពិតដែលថាកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើអុកស៊ីដនៃ yttrium ឬធាតុកម្រនៃផែនដីដែលត្រូវបានជ្រើសរើសពីក្រុមរួមមាន neodymium, praseodymium, ytterbium លើសពីនេះទៀតមាន technetium ។

ការណែនាំនៃ technetium ទៅក្នុងកាតាលីករធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើនសកម្មភាពរបស់កាតាលីករដែលត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងការកើនឡើងនៃកម្រិតនៃការបំប្លែងជាតិអាល់កុល 2-5 ដងនិងការថយចុះនៃសីតុណ្ហភាពនៃការចាប់ផ្តើមនៃប្រតិកម្ម dehydrogenation ដោយ 80 ។ -120 0 C. ក្នុងករណីនេះ កាតាលីករទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិ dehydrogenating សុទ្ធសាធ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើនការជ្រើសរើស។ នៅក្នុងប្រតិកម្មនៃការ dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលឧទាហរណ៍ isopropyl ចូលទៅក្នុងអាសេតូនរហូតដល់ 100% ។

កាតាលីករបែបនេះត្រូវបានរៀបចំដោយ impregnating ភាគល្អិតកាតាលីករដែលបានបង្កើតឡើងមុនជាមួយនឹងដំណោះស្រាយអំបិល technetium ។ បរិមាណនៃដំណោះស្រាយលើសពី 1,4 ─ 1,6 ដងនៃបរិមាណភាគច្រើននៃកាតាលីករ។ បរិមាណ technetium នៅក្នុងកាតាលីករត្រូវបានកំណត់ដោយវិទ្យុសកម្មជាក់លាក់។ កាតាលីករសើមត្រូវបានស្ងួត។ ផលិតផលស្ងួតត្រូវបានកំដៅរយៈពេល 1 ម៉ោងក្នុងស្ទ្រីមនៃអ៊ីដ្រូសែនដំបូងនៅ 280-300 0 C (ដើម្បីបំលែង pertechnetate ទៅជា technetium dioxide) បន្ទាប់មកនៅ 600-700 0 C រយៈពេល 11 ម៉ោង (ដើម្បីកាត់បន្ថយ technetium dioxide ទៅលោហៈ) ។

ឧទាហរណ៍។ កាតាលីករត្រូវបានរៀបចំដោយ impregnating yttrium oxide ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនៃ ammonium pertechnetate ដែលបរិមាណគឺ 1,5 ដងនៃបរិមាណនៃ yttrium oxide ។ ភាគល្អិតកាតាលីករ impregnated ត្រូវបានស្ងួតនៅសីតុណ្ហភាព 70-80 0 C រយៈពេល 2 ម៉ោងបន្ទាប់មកការកាត់បន្ថយត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងស្ទ្រីមនៃអ៊ីដ្រូសែនរយៈពេល 1 ម៉ោងនៅ 280 0 C នៅសីតុណ្ហភាព 600 C ។

ការសិក្សាអំពីសកម្មភាពកាតាលីករត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃការរលាយនៃជាតិអាល់កុល propyl នៅក្នុងការដំឡើងប្រភេទលំហូរ។ ទម្ងន់កាតាលីករ

0.5 ក្រាមជាមួយនឹងបរិមាណនៃ 1 សង់ទីម៉ែត្រទំហំភាគល្អិតកាតាលីករគឺ 1.5 - 2 ម។ ផ្ទៃជាក់លាក់ 48.5 m/g ។ អត្រាលំហូរជាតិអាល់កុលគឺ 0.071 មីលីលីត្រ / នាទី។

ការរលាយនៃជាតិអាល់កុល isoaropylic នៅលើកាតាលីករដែលបានស្នើកើតឡើងតែក្នុងទិសដៅនៃការ dehydrogenation ជាមួយនឹងការបង្កើតអាសេតូននិងអ៊ីដ្រូសែនមិនមានផលិតផលផ្សេងទៀតត្រូវបានរកឃើញទេ។ នៅលើ yttrium oxide ដោយគ្មានការបន្ថែមនៃ technetium ការបំបែកជាតិអាល់កុល isopropyl ដំណើរការក្នុងទិសដៅពីរ: dehydrogenation និង dehydration ។ បរិមាណបច្ចេកវិទ្យាដែលបានណែនាំកាន់តែខ្ពស់ សកម្មភាពកាតាលីករកាន់តែកើនឡើង។ កាតាលីករដែលមាន 0.03 - 0.05% technetium គឺជ្រើសរើសដែលដឹកនាំដំណើរការក្នុងទិសដៅតែមួយឆ្ពោះទៅរកការខះជាតិទឹក។

3. Dehydrogenation នៃសមាសធាតុ alkylaromatic

Dehydrogenation នៃសមាសធាតុ alkyl aromatic គឺជាដំណើរការឧស្សាហកម្មដ៏សំខាន់មួយសម្រាប់ការសំយោគ styrene និង homologues របស់វា។ កាតាលីករសម្រាប់ដំណើរការនៅក្នុងករណីភាគច្រើនគឺអុកស៊ីដដែកដែលត្រូវបានផ្សព្វផ្សាយដោយប៉ូតាស្យូម កាល់ស្យូម ក្រូមីញ៉ូម សេរ៉ូម ម៉ាញេស្យូម និងអុកស៊ីដស័ង្កសី។ លក្ខណៈពិសេសប្លែករបស់ពួកគេគឺសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតឡើងវិញដោយខ្លួនឯងក្រោមឥទ្ធិពលនៃចំហាយទឹក។ ផូស្វាត ទង់ដែង-ក្រូមីញ៉ូម និងសូម្បីតែកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើល្បាយនៃអុកស៊ីដដែក និងទង់ដែងត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរ។
ដំណើរការនៃការ dehydrogenation នៃសមាសធាតុ alkyl aromatic កើតឡើងនៅសម្ពាធបរិយាកាសនិងនៅសីតុណ្ហភាព 550 - 620 ° C ក្នុងសមាមាត្រ molar នៃវត្ថុធាតុដើមទៅនឹងចំហាយទឹកនៃ 1:20 ។ ចំហាយទឹកគឺចាំបាច់មិនត្រឹមតែកាត់បន្ថយសម្ពាធផ្នែកខ្លះនៃអេទីលប៊ីនហ្សេនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ដើម្បីរក្សាការបង្កើតឡើងវិញដោយខ្លួនឯងនៃកាតាលីករអុកស៊ីដជាតិដែកផងដែរ។

Dehydrogenation នៃ ethylbenzene គឺជាដំណាក់កាលទីពីរនៃដំណើរការនៃការផលិត styrene ពី benzene ។ នៅដំណាក់កាលដំបូង benzene ត្រូវបាន alkylated ជាមួយ chloroethane (ប្រតិកម្ម Friedel-Crafts) នៅលើកាតាលីករ chromium-alumina ហើយនៅដំណាក់កាលទីពីរ ethylbenzene លទ្ធផលត្រូវបាន dehydrogenated ទៅ styrene ។ ដំណើរការត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយថាមពលសកម្មខ្ពស់ 152 kJ/mol ដោយសារតែអត្រាប្រតិកម្មគឺពឹងផ្អែកខ្លាំងលើសីតុណ្ហភាព។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។

ស្របគ្នាក្នុងអំឡុងពេល dehydrogenation នៃ ethylbenzene ប្រតិកម្មចំហៀងកើតឡើង - ការបង្កើតកូកាកូឡា isomerization គ្រោងឆ្អឹង និងការបំបែក។ ការបំបែក និង isomerization កាត់បន្ថយការជ្រើសរើសនៃដំណើរការ ហើយការបង្កើតកូកាកូឡាប៉ះពាល់ដល់ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃកាតាលីករ។ ដើម្បីឱ្យកាតាលីករដំណើរការបានយូរ វាចាំបាច់ក្នុងការអនុវត្តការបង្កើតឡើងវិញអុកស៊ីតកម្មជាទៀងទាត់ ដែលផ្អែកលើប្រតិកម្មឧស្ម័នដែល "ដុតចេញ" ភាគច្រើននៃកូកាកូឡាចេញពីផ្ទៃកាតាលីករ។