Hydroformylointi

Hydroformylointi, joka tunnetaan myös nimellä okso synteesi tai okso prosessi on tärkeä teollinen tuotanto aldehydejä alkeeneista prosessi. Tämä kemiallinen reaktio kuuluu sellaisen formyyliryhmä ja vetyatomi on hiili-hiili-kaksoissidoksen. Tämä prosessi on ollut jatkuva kasvu lähtien keksintö 1930-luvulla: tuotantokapasiteetti pääsi 6,6 × 10 tonnia vuonna 1995. Se on tärkeää, koska tuloksena aldehydejä helposti muuntaa monia sivutuotteita. Esimerkiksi, tuloksena aldehydit hydrataan alkoholit, jotka muunnetaan pesuaineita. Hydroformylointi käytetään myös erikoiskemikaalien, mikä orgaanisen synteesin hajusteiden ja luonnontuotteet. Kehittäminen hydroformyloinnin, joka sai alkunsa Otto Roelen Saksan kivihiiliteollisuuden vuonna 1930, pidetään yhtenä tärkeimmistä saavutuksista vuosisadan teollisuuden kemia.

Prosessi normaalisti suoritetaan käsittelemällä aikeeni, jossa hiilimonoksidin ja vedyn korkeissa paineissa ja lämpötiloissa välillä 40 ja 200 ° C: ssa Katalyyttien käyttöä, joka perustuu siirtymämetalleja tarpeen.

Katalyytit

Alkuperäistä katalysaattoria HCo4 löysi Otto Roelen Myöhempi työ osoitti, että ligandi tributyylifosfiini parantunut selektiivisyys koboltti katalysoivat prosessi. 1970-luvulta lähtien, kaikkein hydroformylations tehdään rodium-katalyyteillä. Myöhempi tutkimus johti kehitystä vesiliukoisten katalyyttejä, että helpotti erottaminen tuotteiden katalyytin.

Mekanismi

Yleinen mekanismi muistuttaa homogeeninen hydraamalla lisätoimia. Reaktio alkaa sukupolven kompleksin hydridejä koordinatiivisesti tyydyttymättömiä metallikarbonyyliä kuten HCO3 ja SAR2. Nämä lajit sitoutuvat alkeeneja, ja tuloksena kompleksi läpikäy muuttavien lisäys reaktion kompleksin muodostamiseksi alkyyli.

Valikoivuus

Keskeinen näkökohta hydroformylointiprosessin on "normaali" selektiivisyys "iso". Esimerkiksi hydroformyloimalla propeenia voi muodostaa kaksi isomeeriä, butyraldehydin tai isobutyyrialdehydin tuotteet:

Nämä isomeerit ovat seurausta eri paikoilleen MH alkeenisidos. Tietenkin, että tuotteet eivät yhtä päteviä. Paljon tutkimusta on omistettu etsiä katalyyttien jotka edistävät normaalia isomeeriä.

Steeriset vaikutukset

Kun vety hiiliatomiin, jossa on useampia vetyatomeja alkyyliryhmällä Saatu siirretään seuraavaksi on suuri steerinen este ligandin kobolttia. Jos ligandit sitoutuneena koboltti ovat suuria, tämä steerisen vaikutus on suurempi. Siksi karbonyyli komplekseja / sekoitettu fosfiini- tarjoavat suuremman selektiivisyyden suoraketjuiselle tuotteita.

Elektronisia vaikutuksia

Lisäksi, enemmän elektroneja runsaasti kuin hydridi monimutkainen, vähemmän protonit hydridin on näin ollen seurauksena elektronisia vaikutuksia suosimalla Markovnikov lisäksi alkeenin, eivät pysty ohjaamaan hydridin hiiliatomin ja siinä on enemmän vetyatomeja. Tämän seurauksena, kun metalli keskus muuttuu elektroni-rikas, katalyytti tulee selektiivisempi suoraketjuisia yhdisteitä.

Muodostumista asetyyli

Muodostamisen jälkeen alkyyli, vaeltavien lisäys tulee toisen alkyyliryhmässä ligandin asetyyli. Työpaikan metallikohta täytetään kaksi vetyatomia. Yksi näistä hydridejä sitten osallistua pelkistävä poistaminen muodostamiseksi aldehydimolekyylin ja monimutkainen.

On tärkeää, että korko muuttavien lisääminen karbonyylipitoisuus hiili-metalli-sidoksen alkyyliryhmä on nopeaa; Järjestelmissä, joissa muuttavien lisäys ei tapahdu, reaktio alkeenin hydridin on palautuva. Tämä johtaa isomerisaatioon, jolloin aikeeni, joten okt-2-eeni voidaan muuntaa seosta okt-1-eeni ja okt-2-eeni, jonka beeta-hydridin poistaminen alkyyliryhmä. Järjestelmässä alla lisäys määrä karbonyylihiilen vuonna CM linkki on todennäköisesti suurempi kuin määrä beeta-hydridin poistaminen. Jos päinvastainen sitten jotain n-C8H17CHO oli muodostunut.

Hydroformylointi 2-okteenia: rodiumkatalyyttiä koordinoidaan acac ja hiilimonoksidin ja kapseloidaan molekyyli koottavien prosessi tetrafenyyliporfyriinin sinkki tai Zn-TPP ja pyridiinin analoginen trifenyylifosfiinilla. Tässä prosessissa, hyvin samanlainen kuin miten entsyymien suorittaa katalyyttinen sivusto kapselointi, se selittää havaitut regioselektiivisyyden:

Epäsymmetrinen hydroformylointi

Hydroformyloimalla sisäinen alkeenien luo uusia stereokeskuksia. Käyttämällä kiraalisia fosfiiniligandeja, hydroformylointiprosessissa voidaan mukauttaa hyväksi yksi enantiomeeri.

Muut substraatteja

Kobolttikarbonyyli kompleksit ja rodiumin katalysoivat hydroformylointia formaldehydin ja etyleenioksidin, jolloin saatiin 2-hydroxyacetaldehyde ja 3-hidroxipropanaldehído, joka voidaan sitten hydrata antamaan etyleeniglykolin ja 1,3-propaanidioli, vastaavasti. Reaktiot ovat tehokkaimpia, kun liuotin on perus.

Kun kyseessä on dicobalt octacarbonyl tai Co28 katalysaattorina, voidaan saada 2-pentanoni etyleeni ja CO ilman vetyä. Ehdotettu väli on etyleeni-propionyyli, laji, joka käy läpi muuttavien lisäys muodostamiseksi. Tarvittavan vedyn on peräisin veden siirtyminen reaktion. Katso lisätietoja

Jos vesi muutos reaktio on tehoton, reaktio saa polymeeriä, joka sisältää vuorotellen hiilimonoksidia ja eteeniyksiköitä. Tällaiset polymeerit valmistetaan tavanomaisesti kanssa palladiumkatalyytit.

  0   0
Edellinen artikkeli Manuela Kraller
Seuraava artikkeli Javier Almuzara

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha