Гидрогенолиз

Гидрогенолиз — это химическая реакция , при которой одинарная связь углерод-углерод или углерод- гетероатом расщепляется или подвергается лизису (разрушению) водородом . ^[1] Гетероатом может быть разным, но обычно это кислород, азот или сера. Родственной реакцией является гидрирование , при котором к молекуле добавляется водород без разрыва связей. Обычно гидрогенолиз проводят каталитически с использованием газообразного водорода.

История

Термин «гидрогенолиз» был придуман Карлтоном Эллисом для обозначения гидрогенолиза связей углерод-углерод. ^[1]^[2] Ранее Поль Сабатье уже наблюдал гидрогенолиз бензилового спирта до толуола . ^[3] а еще в 1906 году Падоа и Понти наблюдали гидрогенолиз фурфурилового спирта . ^[4] Гомер Бертон Адкинс и Ральф Коннор были первыми, кто назвал разрыв связи углерод-кислород «гидрогенолизом». ^[1]

В нефтехимической промышленности

На нефтеперерабатывающих заводах в больших масштабах проводится каталитический гидрогенолиз сырья для удаления серы из сырья с выделением газообразного сероводорода (H ₂ S). Сероводород впоследствии извлекается в установке аминной очистки и, наконец, превращается в элементарную серу в технологической установке Клауса . В этих отраслях установки процесса десульфурации часто называют гидрообессеривателями (HDS) или установками гидроочистки (HDT). Катализаторы основаны на сульфиде молибдена, содержащем меньшее количество кобальта или никеля. Гидрогенолиз сопровождается гидрированием. ^[5]

Другой реакцией гидрогенолиза, имеющей коммерческое значение, является гидрогенолиз сложных эфиров в спирты с помощью таких катализаторов, как хромит меди .

Реакция гидродеоксигенации , используемая в процессе Neste Renewable Diesel , процессе переработки растительного масла с наибольшей производительностью, представляет собой гидрогенолиз триглицеридов в алканы .

В лаборатории

В лаборатории гидрогенолиз используется в органическом синтезе . Дебензилирование является наиболее распространенным и включает расщепление бензиловых эфиров: ^[6]

Р ⁻ОЧ ₂ С ₆ Н ₅ + Н ₂ → Р ⁻ОН + СН ₃ С ₆ Н ₅

Тиокетали подвергаются гидрогенолизу с использованием никеля Ренея при восстановлении Мозинго .

Лабораторный гидрогенолиз практически аналогичен гидрированию и может быть осуществлен при атмосферном давлении путем перемешивания реакционной смеси под небольшим положительным давлением газообразного водорода, после продувки аппарата большим количеством этого газа. Водород можно получить, прикрепив баллон к игле, наполнив его из бутылки и вставив иглу в реакционную колбу через резиновую перегородку . При высоком давлении требуется автоклав для гидрирования (т.е. гидрогенатор Buchi или Parr ) или подобное оборудование.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Ральф Коннор, Гомер Эдкинс. Гидрогенолиз кислородсодержащих органических соединений. Дж. Ам. хим. соц.; 1932 год; 54(12); 4678–4690. два : 10.1021/ja01351a026
^ Карлтон Эллис. Гидрирование органических веществ, 3-е изд., Van Nostand Company, Нью-Йорк, 1930, с. 564 (по данным Коннора и Адкинса).
^ Сабатье и Мюрат. Энн. Хим. [9] 4, 258 (1915), по данным Коннора и Адкинса.
^ Гидрирование фурфурилового спирта сопровождается гидрогенолизом в 2-метилфуран, который дает 2-метилтетрагидрофуран, а дальнейший гидрогенолиз открывает кольцо с образованием 2-пентанола. Оригинал: Падоа и Понти. Атти. Р. аккад. Линчеи, 15, [5] 610 (1906); Газз. хим. итал. 37, [2] 105 (1907), по Кауфману: В.Е. Кауфманн, Роджер Адамс. Использование оксида платины в качестве катализатора восстановления органических соединений. Ив. Восстановление фурфурола и его производных. Дж. Ам. хим. соц.; 1923 год; 45(12); 3029–44. два : 10.1021/ja01665a033
^ Топсе, Х.; Клаузен, Б.С.; Массот Ф.Е., Катализ гидроочистки, наука и технология, Springer-Verlag: Берлин, 1996.
^ Например, Органические синтезы , Сб. Том. 7, с. 386 (1990); Том. 60, с. 92 (1981). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV7P0386.pdf . Пример расщепления CN см. в Organic Syntheses , Coll. Том. 8, с. 152 (1993); Том. 68, с. 227 (1990). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV8P0152.pdf

[ConnorAdkins-1] Jump up to: ^а ^б ^с Ральф Коннор, Гомер Эдкинс. Гидрогенолиз кислородсодержащих органических соединений. Дж. Ам. хим. соц.; 1932 год; 54(12); 4678–4690. два : 10.1021/ja01351a026

[2] Карлтон Эллис. Гидрирование органических веществ, 3-е изд., Van Nostand Company, Нью-Йорк, 1930, с. 564 (по данным Коннора и Адкинса).

[3] Сабатье и Мюрат. Энн. Хим. [9] 4, 258 (1915), по данным Коннора и Адкинса.

[4] Гидрирование фурфурилового спирта сопровождается гидрогенолизом в 2-метилфуран, который дает 2-метилтетрагидрофуран, а дальнейший гидрогенолиз открывает кольцо с образованием 2-пентанола. Оригинал: Падоа и Понти. Атти. Р. аккад. Линчеи, 15, [5] 610 (1906); Газз. хим. итал. 37, [2] 105 (1907), по Кауфману: В.Е. Кауфманн, Роджер Адамс. Использование оксида платины в качестве катализатора восстановления органических соединений. Ив. Восстановление фурфурола и его производных. Дж. Ам. хим. соц.; 1923 год; 45(12); 3029–44. два : 10.1021/ja01665a033

[5] Топсе, Х.; Клаузен, Б.С.; Массот Ф.Е., Катализ гидроочистки, наука и технология, Springer-Verlag: Берлин, 1996.

[6] Например, Органические синтезы , Сб. Том. 7, с. 386 (1990); Том. 60, с. 92 (1981). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV7P0386.pdf . Пример расщепления CN см. в Organic Syntheses , Coll. Том. 8, с. 152 (1993); Том. 68, с. 227 (1990). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV8P0152.pdf

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]