




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、第6章 氫化和還原,(Hydrogenation and Reduction),概述 化學還原 催化氫化,6.1 概述,定義 反應(yīng)的重要性 還原劑 還原方法,6.1.1 定義,廣義地講,在還原劑的參與下,能使某原子得到電子或電子云密度增加的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。,狹義地講,在有機分子中增加氫或減少氧的反應(yīng),或者兼而有之的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。,6.1.2 反應(yīng)的重要性,得到具有特定性能的產(chǎn)品 制備N-取代產(chǎn)物 Ar-NO2Ar-NH2Ar-NHR(ArNR2) 將氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌〈?Ar-NH2Ar-N2+Cl-Cl,-I,-F,-CN,-N=N-,H,6.1.3 還原劑,6.1.4 還原方法,化學
2、還原,鐵粉還原 硫化堿還原 鋅粉還原 其它化學還原方法,6.2 鐵粉還原,特點 反應(yīng)歷程 反應(yīng)影響因素 還原過程的控制 適用范圍及產(chǎn)品的分離方法,6.2.1 特點,以金屬鐵為還原劑,反應(yīng)在電解質(zhì)溶液中進行 選擇性好(硝基或其它含氮的基團) 工藝成熟、簡單,適用范圍廣 副反應(yīng)少 對設(shè)備要求低 產(chǎn)生大量的含胺鐵泥和廢水,6.2.2 反應(yīng)歷程,6.2.3 反應(yīng)影響因素,被還原物結(jié)構(gòu) 鐵屑的質(zhì)量和用量 質(zhì)量:含硅的鑄鐵或潔凈、質(zhì)軟的灰鑄鐵; 粒度:60100目; 用量:34mol/molArNO2。,6.2.3 反應(yīng)影響因素,電解質(zhì) 活性:NH4ClFeCl2 (NH4)2SO4 BaCl2 CaCl
3、2; 用量:0.10.2mol/molArNO2; 濃度:3。,水量 作用:(1)提供質(zhì)子; (2)有利于攪拌; (3)有利于傳熱和傳質(zhì)。 用量:80100mol/molArNO2。 攪拌,6.3 鋅粉還原,特點 (1)用于還原硝基、亞硝基、腈基、羰基、碳-碳不飽和鍵、碳-鹵鍵、碳-硫鍵等; (2)還原能力與反應(yīng)介質(zhì)的酸堿性有關(guān); (3)多數(shù)反應(yīng)酸性條件,部分在堿性介質(zhì)中進行。,在堿性介質(zhì)中對硝基化合物的雙分子還原p167,第一階段:100105,第二階段:9095,第三階段:酸性條件,Ar-NH-NH-Ar H2N-Ar-Ar-NH2,6.4 硫化堿還原,特點及應(yīng)用范圍 還原劑 反應(yīng)歷程 反
4、應(yīng)的影響因素 還原條件及應(yīng)用范圍,6.4.1 特點及應(yīng)用范圍,反應(yīng)緩和 主要應(yīng)用于多硝基物的部分還原,6.4.2 還原劑,硫化鈉(Na2S) 4ArNO2+6Na2S+6H2O4ArNH2+3Na2S2O3+6NaOH 二硫化鈉(Na2S2) Na2S + S Na2S2 ArNO2 + Na2S2 + H2O ArNH2 + Na2S2O3,多硫化鈉(Na2Sx) ArNO2 + Na2Sx + H2O ArNH2 + Na2S2O3 + (x-2)S 硫氫化物(NaHS,NH4HS) NaS + H2S 2NaHS NaOH + H2S NaHS + H2O NH4OH + H2S NH4
5、HS + H2O,6.4.3 反應(yīng)歷程,ArNO2 + 3S2- + 4H2O ArNH2 + 3S0 + 6OH-,總反應(yīng): ArNO2 + S22- + H2O ArNH2 + S2O32-,4S0 + 6OH- S2O32- + S2- + 3H2O,S0 + S2- S22-,6.4.4 反應(yīng)的影響因素,被還原物的性質(zhì) 反應(yīng)介質(zhì)的酸堿性 MgSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Mg(OH)2,6.4.5 還原條件及應(yīng)用范圍,多硝基物的部分還原 還原劑:Na2S2,NaHS 還原劑用量:過量510 還原溫度:4080 實例:,6.5 其它化學還原方法,金屬復氫化合物還原 醇鋁還原
6、錋烷還原,6.5.1 金屬復氫化合物還原,主要使用的是LiAlH4和NaBH4 4LiH + AlCl3 LiAlH4 + 3LiCl 特點:反應(yīng)速度快,副反應(yīng)少,選擇性好,產(chǎn)品收率高,反應(yīng)條件較溫和。 主要應(yīng)用: -COOH-CH2OH -C=O-C-OH 價格高,工業(yè)上應(yīng)用較少,機理:,負氫對羰基親核加成,6.5.2 醇鋁還原,有機還原劑,如乙醇鋁Al(OC2H5)3和異丙醇鋁Al(OCHCH3)3 2Al + 6C2H5OH 2Al(OC2H5)3 + 3H2 特點:作用溫和,選擇性高,反應(yīng)速度快, 副反應(yīng)少,產(chǎn)率高。 只能將羰基還原為羥基,6.7 催化氫化,定義、分類、特性 非均相催化
7、氫化反應(yīng)歷程 催化劑 反應(yīng)的影響因素 液相催化氫化 氣固相催化氫化,6.7.1 定義、分類、特性,在催化劑的存在下,有機物與氫氣(H2)發(fā)生的反應(yīng)叫做催化氫化。,催化加氫(催化氫化),含有不飽和鍵的有機物分子,在催化劑的存在下,與氫分子反應(yīng),使不飽和鍵全部或部分加氫的反應(yīng),叫做催化加氫(氫化)。,芳雜環(huán),催化氫解,在催化劑存在下,含有碳雜鍵的有機物分子與氫氣反應(yīng),發(fā)生碳雜鍵斷裂,分解成兩部分氫化產(chǎn)物的反應(yīng)叫做催化氫解。,優(yōu)點:反應(yīng)易于控制,產(chǎn)品純度較高,收率較高,三廢少,在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。,缺點:需要使用帶壓設(shè)備,安全措施要求高,催化劑的選擇要求嚴格。,6.7.2 非均相催化氫化反應(yīng)歷程,+,
8、+,+,+,6.7.3 催化劑,催化劑的類型,一般金屬系:Ni、Cu、Mo、Cr、Fe、Pb 貴金屬系:Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Re,還原型純金屬粉: Pt、Pd、Ni等,如骨架鎳、骨架銅 化合物型:氫氧化物、氧化物、硫化物如PtO2、MoS 載體型:如Pt/C、Pd/C,催化劑的選擇 (1)活性和選擇性 (2)幾何形狀 微球形、顆粒型、擠條形等,6.7.4 反應(yīng)的影響因素,催化劑 被氫化物的結(jié)構(gòu)與性能 溫度和壓力 溶劑的極性與酸堿度 攪拌和裝料系數(shù),6.7.4.1 催化劑,種類,羥基去氫維生素A,VA醋酸酯,(1)CH3COCl (2)HBr (3) HBr,重排,用量 Rane
9、y Ni: 1015% 5%Pd/C: 110% PtO2: 12% CuCr2O4: 1020%,6.7.4.2 被氫化物的結(jié)構(gòu)與性能,空間效應(yīng)越大,越不易靠近催化劑,需要強化反應(yīng)條件,如升高溫度、增加壓力、提高催化劑活性等。 分子結(jié)構(gòu)不同,催化氫化的難易程度不同: Ar-NO2- -C=C-C=O,R-NO2ArH 直鏈烯烴環(huán)狀烯烴萘苯烷基苯芳烷基苯,6.7.4.3 溫度和壓力,9.8104Pa,2.9105Pa,室溫,室溫,+,6.7.4.4 溶劑的極性與酸堿度,溶劑的作用 (1)溶解被氫化物; (2)有利于傳熱; (3)便于催化劑的回收利用; (4)改變反應(yīng)的選擇性。,6.7.4.4
10、溶劑的極性與酸堿度,對溶劑要求 (1)沸點高于反應(yīng)溫度; (2)對產(chǎn)物有較大的溶解度,有利于解析。,溶劑的種類 CH3COOH H2O CH3CH2OH CH3COOC2H5 高壓反應(yīng)使用溶劑:H2O, , , 介質(zhì)的酸堿度,+,表 溶劑酸堿度對產(chǎn)品收率的影響,反應(yīng)溶劑 順式比例, 反式比例, C2H5OH 53 46 C2H5OH/HCl/H2O 93 6 C2H5OH/KOH 3550 6550,6.7.4.5 攪拌和裝料系數(shù),攪拌的作用: (1)影響催化劑在反應(yīng)介質(zhì)中的分布情況、 面積和催化效果; (2)有利于傳熱,防止局部過熱。,裝料系數(shù):0.350.5,6.7.5 液相催化氫化,芳香族硝
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 海洋文化創(chuàng)意產(chǎn)品開發(fā)
- 老年護理初級課件
- 綠色環(huán)保新能源公交車駕駛員聘用合同
- 出國勞務(wù)人員意外傷害賠償擔保合同樣本
- 部分應(yīng)收賬款處置及回款合同
- 老人清潔護理課件
- 美術(shù)課件介紹視頻
- 美術(shù)消防員課件圖片
- 美術(shù)教師技能大賽課件
- 美術(shù)圖案分析課件
- 武漢大學2020年強基計劃物理試題(原卷版)
- 2025年隨州國投集團公開招聘42名工作人員筆試參考題庫附帶答案詳解
- 2025泰和安消防產(chǎn)品選型手冊
- CJ/T 316-2009城鎮(zhèn)供水服務(wù)
- 2025年公安局警務(wù)輔助人員招聘考試筆試試題(附答案)
- 2025年無人機駕駛員職業(yè)技能考核試卷:無人機飛行操作與維護培訓試題
- 泵車股權(quán)協(xié)議書
- ※微服務(wù)架構(gòu)中臺架構(gòu)分享
- 2025日語能力測試N5級試卷權(quán)威版及解析
- 媒體轉(zhuǎn)型新篇章
- 中國獸藥典三部 2020年版
評論
0/150
提交評論