Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Каталитическое гидрирование аренов

8-800-775-03-30 support@author24.ru

Ароматические системы гидрируются гораздо в более жестких условиях, чем двойные или тройные связи в алкенах и алкинах. Это обусловлено стабилизацией аренов за счет делокализации p-электронов на трех связывающих орбиталях бензола.

Гидрирование аренов над платиновым и никелевым катализаторах

Гидрирование бензола, его гомологов и производных осуществляется над платиновым (на угле и других носителях) или никелевым катализатором при 150-160$^\circ$ С.



Рисунок 1.

Ароматические углеводороды не должны содержать тиофена и его гомологов, отравляющих катализатор. Очистка производится длительным встряхиванием углеводородов с концентрированной серной кислотой, с которой тиофен легко реагируют, превращаясь в растворимые в воде сульфокислоты. Затем отмывают углеводородный слой (от серной кислоты и сульфокислот тиофена) водой, щелочью и снова водой, высушивают хлористым кальцием и перегоняют над натрием.

Этот процесс имеет практическое применение, потому что так же можно гидрировать и нафталин.



Рисунок 2.

Полученные углеводороды применяют как растворители, а также в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания. Гидрирование проводят в присутствии никелевого катализатора при нагревании выше 100$^\circ$С и давлении водорода 15 атм (при этом необходимо предварительно очистить нафталин перегонкой над поташом от серосодержащих примесей, отравляющих катализатор).

Различные производные бензола также превращаются при гидрировании над никелем при повышенной температуре и атмосферном или повышенном давлении в соответствующие производные циклогексана, например



Рисунок 3.

Готовые работы на аналогичную тему

Гетероциклические системы ароматического характера (пиридин, пиррол и др.) можно исчерпывающе прогидрировать над платиной.



Рисунок 4.

Гидрирование производных бензола

Диалкилпроизводные бензола при гидрировании на $Rh/C$ или $Ru/C$ дают цис-изомеры, хотя в этом случае наблюдается цис-транс-изомериация:



Рисунок 5.

Гидрирование на никеле Ренея не отличается стереоселективностью. Так, например, транс-стильбен легко восстанавливается в присутствии платинового катализатора до 1,2-дифенилэтана, а анисовый альдегид гидрируется до п-метоксибензилового спирта:



Рисунок 6.

Конденсированные ароматические соединения гидрируются еще легче, чем производные бензола. Нафталин последовательно гидрируется до 1,2,3,4-тетрагидронафталина (тетралина) или до декагидронафталина (декалина) над $PtO_2$ катализатором; в уксусной кислоте или над никелем Ренея в спирте, где получается смесь цис- и транс- декалинов:



Рисунок 7.



Рисунок 8.



Рисунок 9.

Антрацен и фенантрен также гидрируются до тетрагидропроизводных.

Восстановление алюмогидридом лития

Алюмогидрид лития держат в плотно закрытых стаканах. Восстановление проводят в апротонных растворителях. Очень активный, сильный восстановитель. 1 моль алюмогидрида восстанавливает 4 моля альдегида.

Получение: $4LiH+AlCl_3=LiAlH_4+3LiCl$

Восстановление хинонов к аренам:



Рисунок 10.

Для восстановления сложных эфиров кислот до альдегидов используют алюмогидрид лития в тетрагидрофуране при низких температурах:



Рисунок 11.

Восстановление боргидридом натрия

Боргидрид натрия - мягкий и безопасный, обладает высокой селективностью к карбонильной группе.

Получение:

$4NaH + B(OCH_3) = 3CH_3ONa + NaBH_4$ (90%)

$4NaH + 2B_2O_3 = 3 NaBO_2 + NaBH_4$ (60%)

$4NaH + BF_3 = 3NaF + NaBH_4$ (80%)

Восстановление хинонов:



Рисунок 12.

Сообщество экспертов Автор24

Автор этой статьи

Автор статьи

Елена Шаповалова Владимировна

Эксперт по предмету «Химия»

Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис