Карбонилација
Во хемијата, карбонилацијата се однесува на реакции кои внесуваат јаглерод моноксид (CO) во органски и неоргански супстрати. Јаглерод моноксидот е изобилно достапен и практично реактивен, па затоа е широко користен како реактант во индустриската хемија. Терминот карбонилација се однесува и на оксидација на протеинските странични синџири .
Органска хемија
Неколку индустриски корисни органски хемикалии се подготвуваат со карбонилации, кои можат да бидат високо селективни реакции. Карбонилациите произведуваат органски карбонили, т.е. соединенија кои содржатПредлошка:Хем2 функционална група како што се алдехиди (Предлошка:Хем2 ), карбоксилни киселини (Предлошка:Хем2 ) и естри (Предлошка:Хем2 ).[1] Карбонилациите се основа на многу видови реакции, вклучувајќи ги и реакциите на хидроформилација и Репе реакции. Овие реакции бараат метални катализатори, кои го врзуваат и активираат CO.[2] Овие процеси вклучуваат ацилни комплекси на преодни метали како посредници. Голем дел од оваа тема била развиена од Волтер Репе .
Хидроформилација
Хидроформилацијата повлекува додавање на јаглерод моноксид и водород во незаситени органски соединенија, обично со алкени . Вообичаените производи се алдехиди со следната формула:
Реакцијата бара метални катализатори кои го врзуваат CO, формирајќи средно метални карбонили . Многу од стоковите карбоксилни киселини, т.е. пропионска, маслена, валеријана, итн, како и многу од стоковните алкохоли, т.е. пропанол, бутанол, амил алкохол, се добиени од алдехиди произведени со хидроформилација. На овој начин, хидроформилацијата е порта од алкените до оксигенатите.
Декарбонилација
Многу органски карбонили се подложени на декарбонилација . Вообичаена трансформација вклучува конверзија на алдехиди во алкани, обично катализирани од метални комплекси:[3]
Неколку катализатори се многу активни или имаат широк опсег.[4]
Оцетна киселина и оцетна анхидрид
Големи примени на карбонилација се процесите на оцетна киселина на Монсанто и Катива, кои го претвораат метанолот во оцетна киселина . Во друг голем индустриски процес, оцетниот анхидрид се подготвува со поврзана карбонилација на метил ацетат .[5]
Оксидативна карбонилација
Диметил карбонат и диметил оксалат се произведуваат индустриски со користење на јаглерод моноксид и оксиданс, всушност како извор на Предлошка:Хем2 .[6]
Оксидативната карбонилација на метанолот се катализира со бакар(I) соли, кои формираат минливи карбонилни комплекси. За оксидативна карбонилација на алкените, се користат комплекси на паладиум.
Хидрокарбоксилација и хидроестерификација
Во хидрокарбоксилацијата, супстратите се алкените и алкините . Овој метод се користи индустриски за производство на пропионска киселина од етилен користејќи никел карбонил како катализатор:[6]
Во индустриската синтеза на ибупрофен, бензил алкохол се претвора во соодветната арилацетна киселина преку Pd-катализирана карбонилација:[6]
Акрилната киселина некогаш главно се подготвувала со хидрокарбоксилација на ацетилен.[7]
Синтеза на акрилна киселина користејќи "Репе хемија"; потребен е метален катализатор.
Меѓутоа, во денешно време, претпочитаниот пат до акрилната киселина вклучува оксидација на пропенот, искористувајќи ја неговата ниска цена и високата реактивност на алилната Предлошка:Хем2 обврзници.
Хидроестерификацијата е како хидрокарбоксилација, но користи алкохоли наместо вода.[8]
Процесот е катализиран од Хермановиот катализатор ,Предлошка:Хем2 . Под слични услови, други Pd-дифосфини катализираат формирање на поликетони .
Други реакции
Реакцијата Кох е посебен случај на реакција на хидрокарбоксилација која не се потпира на метални катализатори. Наместо тоа, процесот се катализира од силни киселини како што е сулфурна киселина или комбинација на фосфорна киселина и бор трифлуорид . Реакцијата е помалку применлива за едноставниот алкен. Индустриската синтеза на гликолна киселина се постигнува на овој начин:[9]
Конверзијата на изобутенот во пивална киселина е исто така илустративна:
Алкил, бензил, винил, арил и алил халиди исто така може да се карбонилизираат во присуство на јаглерод моноксид и соодветни катализатори како што се прашоци од манган, железо или никел .[10]
Карбонилација во неорганската хемија
Метални карбонили, соединенија со формулатаПредлошка:Хем2} (M = метал; L = други лиганди ) се подготвуваат со карбонилирање на преодните метали. Железото и никелот во прав реагираат директно со CO за да дадат Предлошка:Хем2 и Предлошка:Хем2, соодветно. Повеќето други метали помалку директно формираат карбонили, како на пример од нивните оксиди или халиди. Металните карбонили се широко користени како катализатори во процесите на хидроформилација и Репе кои ги дискутиравме погоре.[11] Неорганските соединенија кои содржат CO лиганди, исто така, можат да подлежат на декарбонилација, често преку фотохемиска реакција .
Наводи
- ↑ Arpe, .J.: Предлошка:Јаз, 2007, Wiley-VCH-Verlag, Предлошка:ISBN
- ↑ Предлошка:Наведено списание
- ↑ Hartwig, J. F. Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis; University Science Books: New York, 2010.
- ↑ Kreis, M.; Palmelund, A.; Bunch, L.; Madsen, R., "A General and Convenient Method for the Rhodium-Catalyzed Decarbonylation of Aldehydes", Advanced Synthesis & Catalysis 2006, 348, 2148-2154. Предлошка:DOI
- ↑ Предлошка:Наведено списание
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Предлошка:Ullmann
- ↑ Предлошка:Ullmann
- ↑ El Ali, B.; Alper, H. "Hydrocarboxylation and hydroesterification reactions catalyzed by transition metal complexes" In Transition Metals for Organic Synthesis, 2nd ed.; Beller, M., Bolm, C., Eds.; Wiley-VCH:Weinheim, 2004. Предлошка:ISBN
- ↑ Karlheinz Miltenberger, "Hydroxycarboxylic Acids, Aliphatic" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH: Weinheim, 2003
- ↑ Предлошка:Наведена книга
- ↑ Elschenbroich, C. ”Organometallics” (2006) Wiley-VCH: Weinheim. Предлошка:ISBN