Реакција на дехидрација на оцетна киселина. Метод за дехидрација на оцетна киселина

Есеј

Процеси на дехидрација

Вовед 3

1. Процеси на дехидрација 4

2. Технологија на процесите на дехидрогенизација 9

Користена литература 11

Вовед

Процесите на хидролиза, хидратација, дехидрација, естерификација и амидација се многу важни во основната органска и петрохемиска синтеза индустрија. Со хидролиза на масти, целулоза и јаглени хидрати долго време се добиваат сапун, глицерин, етанол и други вредни производи. Во областа на органската синтеза, предметните процеси се користат главно за производство на C2-C5 алкохоли, феноли, етери, -оксиди, многу незаситени соединенија, карбоксилни киселини и нивни деривати (естери, анхидриди, нитрили, амиди) и други соединенија.

Наведените супстанции имаат многу важна примена како меѓупроизводи од органска синтеза (алкохоли, киселини и нивни деривати, алдехиди, -оксиди), мономери и почетни материјали за синтеза на полимерни материјали (фенол, естри на акрилни и метакрилни киселини, меламин, хлоролефини ), пластификатори и лубриканти (естери), растворувачи (алкохоли, етери и естри, хлоролефини), пестициди (естери на карбамин и тиокарбамински киселини). Многу често, реакциите што се разгледуваат се среден чекор во повеќестепената синтеза на други производи за наменетата цел.

Производството на овие супстанции е во голем обем. Така, во САД синтетизираат 500 илјади тони етанол и изопропанол, 900 илјади тони пропилен оксид, 200 илјади тони епихлорохидрин, над 4 милиони тони естри, околу 300 илјади тони изоцијанати.

1. Процеси на дехидрација

1. Дехидрација со формирање на незаситени соединенија

Процесот се користи за екстракција на изобутен од C4 фракции на пукнатини и пиролизни гасови, кога една од фазите се состои од дехидрогенизација на терц-бутанол катализиран од сулфурна киселина или сулфонски катјон. Или дехидрација за производство на изобутен се врши со терц-бутанол формиран со методот на хидроксид за производство на пропилен оксид:

(CH 3) 3 COH → (CH 3) 2 C=CH 2 + H 2 O

Во овој и во други случаи, дехидрацијата за да се формираат незаситени супстанции најчесто е една од фазите во производството на многу мономери. Така, во еден од новите процеси, стиренот се произведува со дехидрација на метилфенилкарбинол:

C 6 H 5 -CHOH-CH 3 → C 6 H 5 -CH = CH 2 + H 2 O

Добро познатиот метод за синтеза на изопрен од изобутен и формалдехид, исто така, вклучува финална дехидрација на диол и незаситен алкохол:

(CH 3) 2 C(OH)-CH 2 CH 2 (OH) (CH 3) 2 =CHCH 2 OH

(CH 3) 2 = CHCH 2 OH CH 2 = C(CH 3) CH = CH 2

Кога првата молекула вода се одвојува од диол, се добива мешавина од незаситени алкохоли со различни структури, но при понатамошна дехидрација сите тие даваат изопрен, а реакцијата е придружена со движење на двојни врски:

Друга опција за добивање незаситени соединенија, која се состои во воведување на винил група преку реакции како што е кондензација на алдол проследено со дехидрација, примерите вклучуваат синтеза на нитроетилен, винил метил кетон и 2-винилпиридин:

CH 3 NO 2 + HCHO HOCH 2 -CH 2 NO 2 CH 2 =CHNO 2

CH 3 COCH 3 + HCHO CH 3 COCH 2 CH 2 OH CH 3 COCH=CH 2

Дехидрацијата е исто така една од фазите во производството на естри на метакрилна киселина CH 2 =C(CH 3)COOR, некои примарни алкохоли, на пример n-бутанол:

2CH 3 CHO → CH 3 CH(OH)CH 2 CHO CH 3 CH=CHCHO

CH 3 CH=CHCHO CH 3 (CH 2) 2 -CH 2 OH

2-етилхексанол, метил изобутил кетон и многу други супстанции.

2. Дехидрација за формирање на етери

Со формирање на нуспроизвод на етери при хидролиза на хлорирани деривати и хидратација на олефини, се добиваат сите потребни количества естри како што е диизопропил. Но, диетил етерот има прилично широка примена и специјално се произведува со интермолекуларна дехидрација на етанол на 250 0 C на хетероген катализатор AI 2 O 3:

2C 2 H 5 OH → (C 2 H 5) 2 O + H 2 O

Можноста за користење на истиот метод за синтеза на етери од изопропанол и повисоки алкохоли е ограничена со развојот на формирање на нуспроизвод на олефини. Како резултат на тоа, повеќето естри се добиваат во течна фаза на пониска температура со употреба на киселински катализатори - сулфурна, фосфорна и арилсулфонска киселина. Методот е погоден главно за синтеза на симетрични естери со идентични алкилни групи, бидејќи кога мешавина од два алкохола се дехидрира, приносот на мешаниот естер е мал:

3ROH + 3R"OH → R 2 O + R" 2 O + ROR" + 3H 2 O

Од симетричните етери со прав синџир на јаглеродни атоми, интерес е β-дихлородиетил етер (хлорекс), кој е вреден растворувач и екстракт, како и почетен материјал за производство на полисулфидни полимери. Се произведува со дехидрација на безводен етилен хлорохидрин преку киселински катализатор:

2CICH 2 -CH 2 OH → (CICH 2 -CH 2) 2 + H 2 O

Дихидричните алкохоли под кисела катализа се способни да затворат стабилни пет или шестчлени прстени. На овој начин, диоксан (1) се добива од диетилен гликол, морфолин (2) од диетаноламин и тетрахидрофуран (3) од бутанедиол-1,4. Сите овие супстанции се растворувачи:

3. Дехидрација на карбоксилни киселини

Процесот на дехидрација на карбоксилни киселини зазема нешто посебна позиција во споредба со другите реакции на дехидрација. Во овој случај, производите на интра- и интермолекуларна дехидрација се кетен и оцетен анхидрид:

CH 3 -COOH CH 2 =C=O

2CH 3 COOH (CH 3 CO) 2 O

Овие реакции се ендотермични, а нивната рамнотежа се поместува надесно само при високи температури: 500 - 600 0 C во случај на формирање на анхидрид и 700 0 C во случај на формирање на кетен. За време на формирањето на кетен, намалениот притисок исто така има позитивен ефект врз трансформацијата на рамнотежата. Двете реакции се случуваат во присуство на хетерогени катализатори од типот на киселина (метални фосфати и борати) или пареа на фосфорна киселина, која може да се внесе во почетната смеса во форма на естри кои лесно се хидролизираат во слободна киселина. Механизмот на реакција е генерално сличен на другите процеси на дехидрација:

CH 3 -COOH CH 3 COOH 2 CH 3 -C=O

CH2 =C=O CH3 -C=O (CH 3 -CO) 2 O

Кетенот е гас со лут мирис кој се кондензира во течност на – 41 0 C. Тој е многу реактивен, во интеракција со различни супстанции за да формира оцетна киселина и нејзините деривати. Особено, со оцетна киселина дава оцетен анхидрид:

CH 2 =C=O + CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O

Оцетниот анхидрид е течност со лут мирис (bp 141 0 C). Тој е важен производ на органска синтеза, широко користен како ацетилирачки агенс во синтезата на естри на оцетна киселина, тешко се добива на други начини - фенол ацетати, терциерни алкохолни ацетати и особено целулоза ацетат и ацетатни влакна.

Оцетниот анхидрид претходно се добиваше со методот на хлор - од сулфурил хлорид и натриум ацетат:

SO 2 CI 2 + 4CH 3 COONa → 2 (CH 3 CO) 2 O + Na 2 SO 4 + 2NaCI

Поради големата потрошувачка на реагенси и формирањето на отпадни соли, овој метод беше заменет со дехидрација на оцетна киселина. Последново може да се постигне на два начина: интермолекуларна дехидрација или преку средно формирање на кетен. Во двата случаи, добиената гасна мешавина содржи високо реактивен оцетен анхидрид или кетен и вода, која лесно може да се претвори во оцетна киселина при ладењето. Затоа, потребно е да се оддели водата од реакционите гасови за да нема време да реагира со кетен или оцетен анхидрид. При директна синтеза на оцетен анхидрид, тоа се постигнува со брзо ладење на реакциониот гас со воведување на азеотропски додаток (етил ацетат), кој заедно со водата се одвојува од кондензатот, кој понатаму се одвојува на оцетен анхидрид и оцетна киселина. Во методот со средно формирање на кетен, реакционите гасови брзо се ладат до 0 0 C, а од нив се кондензира неконвертираната оцетна киселина и вода. Преостанатиот гас се пренесува низ колона наводнувана со оцетна киселина, каде што се формира оцетен анхидрид. Како несакан ефект, овие реакции произведуваат ацетон и метан:

2CH 3 COOH → CH 3 COCH 3 + CO 2 + H 2 O

CH 3 COOH → CH 4 + CO 2

Но, приносот на оцетен анхидрид е доста висок и еднаков на 90%.

2. Технологија на процеси на дехидрогенизација

Процесите на дехидрогенизација се изведуваат со два главни методи: во течна и гасна фаза.

Дехидрација во течна фаза се користи во случаи кога производот или почетните реагенси не се доволно стабилни на покачени температури на процесот на гас-фаза. Ова се однесува на синтезата на хлорекс, диоксан и морфолин, но нитро алкохолите, хидроксилалдехидите и хидроксикетоните исто така често се дехидрираат во течната фаза, која може да се претвори во соодветните незаситени супстанции во гасната фаза. Како катализатори се користат сулфурна киселина (концентрација до 70%), фосфорна киселина, киселински фосфати на калциум или магнезиум и сулфонски катјони (последниве на температури до 150 0 C). Процесот се изведува на температури од 100 до 160 – 200 0 C и нормален притисок.

Дехидрацијата во течна фаза (сл. 1) најчесто се изведува континуирано на два главни начини. Во првиот од нив, процесот се изведува со континуирано дестилирање на повеќе испарливи производи од растворот на катализаторот - целната незаситена супстанција или етер и вода, кои често даваат азеотропни мешавини со ниска вриење. Реакторот се загрева со пареа и почетниот органски реагенс континуирано се внесува во апаратот. Над реакторот има повратен кондензатор (понекогаш рефлуксен столб), со кој можете да го регулирате враќањето на кондензатот, одржувајќи ја константна концентрацијата на катализаторот.

Ориз. 1 Реакциона единица за процес на дехидрација во течна фаза

Вториот метод се користи за спроведување на практично неповратни и прилично брзи реакции на елиминација на H 2 O со формирање на нитроолефини, незаситени алдехиди и кетони и други супстанции. Тоа вклучува поминување на закиселениот реагенс низ калем или реактор со цевка на саканата температура.

Дехидрацијата во гасната фаза се користи за производство на стирен (од метилфенилкарбинол), изопрен (од терц-бутанол), диетил етер (од етанол), тетрахидрофуран (од бутанедиол-1,4), оцетен анхидрид (директно од оцетна киселина или преку кетен) и други производи. Најчесто користени катализатори се фосфорна киселина на порозни потпори, алуминиум оксид, киселина и средни калциум или магнезиум фосфати. Температурата се движи од 225 – 250 0 C (производство на диетил етер) до 700 – 720 0 C (дехидрација на оцетна киселина во кетен). Притисокот е најчесто нормален, но при производство на диетил етер може да биде 0,5 - 1,0 MPa, а при дехидрација во кетен 0,02 - 0,03 MPa.

Дехидрацијата во гасната фаза исто така се изведува со два главни методи. Првиот се користи за спроведување на ендотермични процеси на интрамолекуларна дехидрација. Реакторот е цевчест апарат загреан со течност за ладење (слика 2а), во чии цевки се наоѓа хетероген катализатор.

Ориз. 2 Реакциони единици на процесот на дехидрација во гасна фаза

Поради големата потрошувачка на метал на овие уреди, најшироко се користат адијабатските реактори со континуиран слој на хетероген катализатор (сл. 2 б), кои немаат површини за размена на топлина. Тие се особено погодни за спроведување слабо егзотермни реакции на формирање на незаситени соединенија, за да се одржи потребниот температурен режим, тие често ја разредуваат почетната смеса со прегреана водена пареа, што го спречува претерано ладењето на смесата и во исто време придонесува до зголемување на селективноста на реакцијата. Конечно, постојат инсталации со два секвенцијални реактори од адијабатски тип: гасот, ладен во првиот апарат, се загрева до саканата температура во разменувач на топлина со помош на соодветна течност за ладење пред да се испорача на вториот апарат.

Библиографија

1. Габриелјан О. С., Остроумов И. Г. Хемија. М., Бустард, 2008;

2. Чичибабин А.Е. Основни принципи на органската хемија. М., Госхимиздат, 1963. – 922 стр.;

3. Lebedev N. N. Хемија и технологија на основна органска и петрохемиска синтеза. М., хемија. 1988. – 592 стр.;

4. Паушкин Ја. М., Аделсон С. В., Вишњакова Т. П. Технологија на петрохемиска синтеза. М., 1973. – 448 стр.;

5. Yukelson I. I. Технологија на основна органска синтеза. М., „Хемија“, 1968 година.

Класификација

а) По базичност (т.е., бројот на карбоксилни групи во молекулата):

Монобазен (монојаглероден) RCOOH; На пример:

CH 3 CH 2 CH 2 COOH;

NOOS-CH 2 -COOH пропандиоична (малонска) киселина

Трибазичен (трикарбоксилен) R(COOH) 3 итн.

б) Според структурата на јаглеводородниот радикал:

Алифатичен

граница; на пример: CH 3 CH 2 COOH;

незаситени; на пример: CH 2 = CHCOOH пропеноична (акрилна) киселина

Алициклици, на пример:

Ароматични, на пример:

Заситени монокарбоксилни киселини

(монобазни заситени карбоксилни киселини) - карбоксилни киселини во кои заситен јаглеводороден радикал е поврзан со една карбоксилна група -COOH. Сите тие ја имаат општата формула C n H 2n+1 COOH (n ≥ 0); или CnH 2n O 2 (n≥1)

Номенклатура

Систематските имиња на монобазните заситени карбоксилни киселини се дадени со името на соодветниот алкан со додавање на суфиксот - ова и зборот киселина.

1. HCOOH метан (мравја) киселина

2. CH 3 COOH етаноична (оцетна) киселина

3. CH 3 CH 2 COOH пропаноична (пропионска) киселина

Изомеризам

Скелетната изомеризам во јаглеводородниот радикал се манифестира, почнувајќи со бутаноична киселина, која има два изомери:

Меѓукласниот изомеризам се појавува почнувајќи со оцетна киселина:

CH 3 -COOH оцетна киселина;

H-COO-CH3 метил формат (метил естер на мравја киселина);

HO-CH2-COH хидроксиетанал (хидроксиацетични алдехид);

HO-CHO-CH2 хидроксиетилен оксид.

Хомологни серии

Тривијално име	Име на IUPAC
Мравја киселина	Метанска киселина
Оцетна киселина	Етаноична киселина
Пропионска киселина	Пропанска киселина
Бутирна киселина	Бутаноична киселина
Валеринска киселина	Пентаноична киселина
Капроична киселина	Хексаноева киселина
Енантска киселина	Хептанска киселина
Каприлна киселина	Октанска киселина
Пеларгонска киселина	Ненаноична киселина
Капринска киселина	Деканоична киселина
Недецилна киселина	Недеканоична киселина

Палмитинска киселина	Хексадеканоична киселина
Стеаринска киселина	Октадеканоична киселина

Киселински остатоци и киселински радикали

	Остатоци од киселина	Киселински радикал (ацил)
UNDC мравка	НСО- формат
CH 3 COOH оцет	CH 3 COO- ацетат
CH 3 CH 2 COOH пропионичен	CH 3 CH 2 COO- пропионат
CH 3 (CH 2) 2 COOH нафта	CH 3 (CH 2) 2 COO- бутират
CH 3 (CH 2) 3 COOH валеријана	CH 3 (CH 2) 3 COO- валеријана
CH 3 (CH 2) 4 COOH најлон	CH 3 (CH 2) 4 COO- капронат

Електронска структура на молекулите на карбоксилна киселина

Поместувањето на густината на електроните кон карбонилниот кислороден атом прикажан во формулата предизвикува силна поларизација на врската O-H, како резултат на што се олеснува апстракцијата на атом на водород во форма на протон - во водени раствори процесот на киселина се јавува дисоцијација:

RCOOH ↔ RCOO - + H +

Во карбоксилатниот јон (RCOO -) постои p, π-конјугација на единствениот пар електрони на кислородниот атом од хидроксилната група со р-облаци кои формираат π-врска, што резултира со делокализација на π-врската и униформа дистрибуција на негативен полнеж помеѓу двата атоми на кислород:

Во овој поглед, карбоксилните киселини, за разлика од алдехидите, не се карактеризираат со реакции на додавање.

Физички својства

Точките на вриење на киселините се значително повисоки од точките на вриење на алкохолите и алдехидите со ист број јаглеродни атоми, што се објаснува со формирањето на циклични и линеарни соработници помеѓу киселинските молекули поради водородните врски:

Хемиски својства

I. Киселински својства

Јачината на киселините се намалува по следниот редослед:

HCOOH → CH 3 COOH → C 2 H 6 COOH → ...

1. Реакции на неутрализација

CH 3 COOH + KOH → CH 3 COOC + n 2 O

2. Реакции со основни оксиди

2HCOOH + CaO → (HCOO) 2 Ca + H 2 O

3. Реакции со метали

2CH 3 CH 2 COOH + 2Na → 2CH 3 CH 2 COONa + H 2

4. Реакции со соли на послаби киселини (вклучувајќи карбонати и бикарбонати)

2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O

2HCOOH + Mg(HCO 3) 2 → (HCOO) 2 Mg + 2СO 2 + 2H 2 O

(HCOOH + HCO 3 - → HCOO - + CO2 + H2O)

5. Реакции со амонијак

CH 3 COOH + NH 3 → CH 3 COONH 4

II. Замена на -OH групата

1. Интеракција со алкохоли (реакции на естерификација)

2. Интеракција со NH 3 при загревање (се формираат киселински амиди)

Киселински амиди хидролизираат за да формираат киселини:

или нивните соли:

3. Формирање на киселински халиди

Киселините хлориди се од најголемо значење. Реагенси за хлорирање - PCl 3, PCl 5, тионил хлорид SOCl 2.

4. Формирање на киселински анхидриди (интермолекуларна дехидрација)

Киселините анхидриди се формираат и со реакција на киселинските хлориди со безводни соли на карбоксилни киселини; во овој случај можно е да се добијат мешани анхидриди на различни киселини; На пример:

III. Реакции на замена на атоми на водород кај α-јаглеродниот атом

Карактеристики на структурата и својствата на мравја киселина

Структура на молекулата

Молекулата на мравја киселина, за разлика од другите карбоксилни киселини, содржи алдехидна група во својата структура.

Хемиски својства

Мравја киселина се подложува на реакции карактеристични и за киселините и за алдехидите. Прикажувајќи ги својствата на алдехидот, тој лесно се оксидира до јаглеродна киселина:

Особено, HCOOH се оксидира со раствор на амонијак од Ag 2 O и бакар (II) хидроксид Cu(OH) 2, односно дава квалитативни реакции на алдехидната група:

Кога се загрева со концентриран H 2 SO 4, мравја киселина се распаѓа на јаглерод моноксид (II) и вода:

Мравјата киселина е значително посилна од другите алифатични киселини бидејќи карбоксилната група во неа е поврзана со атом на водород наместо со алкил радикал кој донира електрони.

Методи за добивање на заситени монокарбоксилни киселини

1. Оксидација на алкохоли и алдехиди

Општа шема на оксидација на алкохоли и алдехиди:

KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, HNO 3 и други реагенси се користат како оксидирачки агенси.

На пример:

5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 S0 4 → 5CH 3 COOH + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 11H 2 O

2. Хидролиза на естри

3. Оксидативно расцепување на двојни и тројни врски кај алкените и алкините

Методи за добивање HCOOH (специфични)

1. Реакција на јаглерод моноксид (II) со натриум хидроксид

CO + NaOH → HCOONa натриум формат

2HCOONa + H 2 SO 4 → 2HCOON + Na 2 SO 4

2. Декарбоксилација на оксална киселина

Методи за производство на CH 3 COOH (специфични)

1. Каталитичка оксидација на бутан

2. Синтеза од ацетилен

3. Каталитичка карбонилација на метанол

4. Ферментација на етанол со оцетна киселина

Така се добива оцетна киселина за јадење.

Подготовка на повисоки карбоксилни киселини

Хидролиза на природни масти

Незаситени монокарбоксилни киселини

Најважните претставници

Општа формула на алкенските киселини: C n H 2n-1 COOH (n ≥ 2)

CH 2 = CH-COOH пропеноична (акрилна) киселина

Високи незаситени киселини

Радикалите на овие киселини се дел од растителните масла.

C 17 H 33 COOH - олеинска киселина, или цис-октадиен-9-оична киселина

Транс-Изомерот на олеинската киселина се нарекува елаидинска киселина.

C 17 H 31 COOH - линолова киселина, или цис, цис-октадиен-9,12-оична киселина

C 17 H 29 COOH - линоленска киселина, или цис, цис, цис-октадекатриен-9,12,15-оична киселина

Покрај општите својства на карбоксилните киселини, незаситените киселини се карактеризираат со реакции на додавање на повеќе врски во јаглеводородниот радикал. Така, незаситените киселини, како алкените, се хидрогенизираат и ја обезбојуваат бромната вода, на пример:

Избрани претставници на дикарбоксилни киселини

Заситени дикарбоксилни киселини HOOC-R-COOH

HOOC-CH 2 -COOH пропандиоична (малонска) киселина, (соли и естери - малонати)

HOOC-(CH 2) 2 -COOH бутадиоична (сукцинска) киселина, (соли и естри - сукцинати)

HOOC-(CH 2) 3 -COOH пентадиоична (глутарична) киселина, (соли и естри - глуторати)

HOOC-(CH 2) 4 -COOH хексадиоична (адипична) киселина, (соли и естри - адипати)

Карактеристики на хемиски својства

Дикарбоксилните киселини се на многу начини слични на монокарбоксилните киселини, но се посилни. На пример, оксалната киселина е речиси 200 пати посилна од оцетната киселина.

Дикарбоксилните киселини се однесуваат како двобазни киселини и формираат две серии на соли - кисели и неутрални:

HOOC-COOH + NaOH → HOOC-COONa + H 2 O

HOOC-COOH + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2H 2 O

Кога се загреваат, оксалната и маланската киселина лесно се декарбоксилираат:

Есеј

Процеси на дехидрација

Вовед 3

1. Процеси на дехидрација 4

2. Технологија на процесите на дехидрогенизација 9

Користена литература 11

Вовед

Процесите на хидролиза, хидратација, дехидрација, естерификација и амидација се многу важни во основната органска и петрохемиска синтеза индустрија. Со хидролиза на масти, целулоза и јаглени хидрати долго време се добиваат сапун, глицерин, етанол и други вредни производи. Во областа на органската синтеза, процесите за кои станува збор главно се користат за производство на C2-C5 алкохоли, феноли, етери,

-оксиди, многу незаситени соединенија, карбоксилни киселини и нивни деривати (естери, анхидриди, нитрили, амиди) и други соединенија.

Наведените супстанции имаат многу важна примена како меѓупроизводи од органска синтеза (алкохоли, киселини и нивни деривати, алдехиди,

-оксиди), мономери и почетни материјали за синтеза на полимерни материјали (фенол, естри на акрилни и метакрилни киселини, меламин, хлоролефини), пластификатори и лубриканти (естери), растворувачи (алкохоли, етери и естри, хлоролефини), пестициди (естери). карбамински и тиокарбамински киселини). Многу често, реакциите што се разгледуваат се среден чекор во повеќестепената синтеза на други производи за наменетата цел.

1. Процеси на дехидрација

1. Дехидрација со формирање на незаситени соединенија

(CH 3) 3 COH → (CH 3) 2 C=CH 2 + H 2 O

C 6 H 5 -CHOH-CH 3 → C 6 H 5 -CH = CH 2 + H 2 O

(CH 3) 2 C(OH)-CH 2 CH2 (OH)

(CH 3) 2 = CHCH 2 OH

CH2 =C(CH3)CH=CH2

CH 3 NO 2 + HCHO

HOCH 2 -CH 2 NO 2 CH 2 =CHNO 2

CH 3 COCH 3 + HCHO

CH 3 COCH 2 CH 2 OH CH 3 COCH=CH 2

2CH 3 CHO → CH 3 CH(OH) CH 2 CHO

CH 3 CH=CHCHO CH 3 (CH 2) 2 -CH 2 OH

2-етилхексанол, метил изобутил кетон и многу други супстанции.

2. Дехидрација за формирање на етери

2C 2 H 5 OH → (C 2 H 5) 2 O + H 2 O

3ROH + 3R"OH → R 2 O + R" 2 O + ROR" + 3H 2 O

Од симетричните етери со прав синџир на јаглеродни атоми, интерес е

-дихлородиетил етер (хлорекс), кој е вреден растворувач и екстракт, како и почетен материјал за производство на полисулфидни полимери. Се произведува со дехидрација на безводен етилен хлорохидрин преку киселински катализатор:

2CICH 2 -CH 2 OH → (CICH 2 -CH 2) 2 + H 2 O

3. Дехидрација на карбоксилни киселини

CH 2 =C=O

2CH 3 COOHCH 3 -C=O (CH 3 -CO) 2 O

CH 2 =C=O + CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O

Оцетниот анхидрид претходно се добиваше со методот на хлор - од сулфурил хлорид и натриум ацетат:

SO 2 CI 2 + 4CH 3 COONa → 2 (CH 3 CO) 2 O + Na 2 SO 4 + 2NaCI

Овој процес зазема нешто посебна позиција во споредба со другите реакции на дехидрација. Во овој случај, производите на интра- и интермолекуларна дехидрација се кетен и оцетен анхидрид:

Овие реакции се ендотермични, а нивната рамнотежа се поместува надесно само при високи температури: 500-600°C во случај на формирање на анхидрид и 700°C во случај на формирање на кетен. Забележете дека за време на формирањето на кетен, намалениот притисок, исто така, има позитивен ефект врз трансформацијата на рамнотежата. Двете реакции се случуваат во присуство на хетерогени катализатори од типот на киселина (метални фосфати и борати) или пареа на фосфорна киселина, која може да се внесе во почетната смеса во форма на естри кои лесно се хидролизираат во слободна киселина. Механизмот на реакција е генерално сличен на другите процеси на дехидрација:

Кетен- гас со лут мирис кој се кондензира во течност на -41°C. Тој е многу реактивен, во интеракција со различни супстанции за да формира оцетна киселина и нејзините деривати. Особено, со оцетна киселина дава оцетен анхидрид:

Оцетен анхидриде течност со лут мирис (точка на вриење 141 °C). Тој е важен производ на органска синтеза, широко користен како ацетилирачки агенс во синтезата на естри на оцетна киселина, кои тешко се добиваат на други начини - фенол ацетати, терциерни алкохолни ацетати, а особено целулоза ацетат и ацетатни влакна.

Оцетниот анхидрид претходно се добиваше со методот на хлор - од сулфурил хлорид и натриум ацетат:

Поради големата потрошувачка на реагенси и формирањето на отпадни соли, овој метод беше заменет со дехидрација на оцетна киселина. Последново може да се постигне на два начина: интермолекуларна дехидрација или преку средно формирање на кетен. Во двата случаи, добиената гасна мешавина содржи високо реактивен оцетен анхидрид или кетен и вода, која лесно може да се претвори во оцетна киселина при ладењето. Затоа, потребно е да се оддели водата од реакционите гасови за да нема време да реагира со кетен или оцетен анхидрид. При директна синтеза на оцетен анхидрид, тоа се постигнува со брзо ладење на реакциониот гас со воведување на азеотропски додаток (етил ацетат), кој заедно со водата се одвојува од кондензатот, кој понатаму се одвојува на оцетен анхидрид и оцетна киселина. Во методот со средно формирање на кетен, реакционите гасови брзо се ладат на 0°C, а од нив се кондензира неконвертираната оцетна киселина и вода. Преостанатиот гас се пренесува низ колона наводнувана со оцетна киселина, каде што се формира оцетен анхидрид. Нуспроизводите од овие реакции произведуваат ацетон и метан

Се добиваат алкени и алкадиени. Дехидрацијата на алкохолите може да се случи во две насоки: интрамолекуларна и интермолекуларна.

Интрамолекуларната дехидрација на алкохолите припаѓа на реакциите на елиминација ($E$). Во зависност од структурата на алкохолот, елиминацијата може да се случи преку механизмите $E1$ и $E2$. Во овој случај, примарните алкохоли реагираат претежно според механизмот $E2$, а секундарните и терциерните алкохоли - според механизмот $E1$. Како и во случајот со супституција на нуклеопрофилот, елиминацијата на алкохолите се случува со формирање на оксониум катјон.

Како и халоалканите, примарните алкохоли реагираат со интермолекуларна дехидрација обично со механизмот $S_N2$, терцијарните алкохоли - со механизмот $S_N1$, секундарните алкохоли можат да реагираат и со механизмите $S_N2$ и $S_N1$.

Интрамолекуларна дехидрација

Терциерните алкохоли се дехидрираат полесно, потоа секундарните и потоа примарните, според механизмот $E1$ или $E2$, слично на реакциите на дехидрохалогенација. Процесот на дехидрација на алкохолите го почитува правилото на А. Заицев со формирање на најразгранети алкени. Така, дехидрацијата на терциерниот алкохол се јавува преку механизмот $E1$ и често е придружена со реакција на нуклеофилна супституција преку механизмот $Sn1$:

Слика 1.

Најбавната фаза на овој механизам е конверзија на катјони на алкоксониум во карбокации:

Слика 2.

Производството на одреден алкен за време на дехидрација се определува со лабилноста на средните карбокации и термодинамичката стабилност на разгранетите алкени. На пример, за изоамил алкохол, во согласност со правилото на Заицев, треба да се формира само 3-метил-1-бутен, но во реалноста се добиваат три алкени $C_5H_(10)$:

Слика 3.

Формирана примарна карбокација е најмалку стабилна и, покрај апстракцијата на протонот, исто така е склон, поради движењата на 1,2-хидрид, да се изомеризира во стабилен секундарен карбокација, од кој се добиваат алкени:

Слика 4.

Секундарниот карбокација, пак, може да се изомеризира во терцијарен, кој е максимално стабилен:

Слика 5.

Така, при дехидрација на изоамил алкохол, се формира мешавина од 3-метил-1-бутен, 2-метил-2-бутен и 2-метил-1-бутен, а повеќето од реакционите производи ќе содржат 2-метил- 2-бутен како разгранет производ.

За алкохоли во реакциите на елиминација, механизмот $E1$ е потипичен од механизмот $E2$. Ова се должи и на киселоста на медиумот за реакција, во кој не постои силната база - алкоксидниот анјон $RO-$, бидејќи брзо комуницира со протонот.

Слика 6.

Интермолекуларна дехидрација

Разгледаните реакции се примери на интрамолекуларна дехидрација, покрај која има и интермолекуларна дехидрација, чиј пример, како што е споменато погоре, е формирање на етер:

Слика 7.

Интермолекуларна дехидрација на алкохолите во присуство на концентрирани киселини, во зависност од температурата и односот на волумените на алкохол и киселина, може да се случи со формирање на различни производи. На пример, етил алкохолот на 105$^\circ$C формира киселински естер со сулфурна киселина - етилсулфурна киселина (реакција 1). Со вишок на алкохол и висока температура (130-140$^\circ$C), настанува интермолекуларна дехидрација, чиј главен производ е диетил етер (етер; реакција 3). На температури над 160$^\circ$С, етил сулфурната киселина се распаѓа и формира етилен (реакција 2):

Слика 8.

Замена за киселини во процесот на киселинска дехидрација

За процеси (и интра- и меѓумолекуларно) дехидрација на алкохоли, особено на индустриско ниво, наместо конвенционални киселини, попогодно е да се користат безводни Луис киселини или други оксидирачки агенси, како што е алуминиум оксид, како средства за дехидрација. Процесот на хетерогена каталитичка дехидрација на алкохоли над $Al_2O_3$ на 350-450$^\circ$C доведува до алкени:

Слика 9.