ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Каталитические реакции и их применение для синтеза промежуточных продуктов и красителей из "Химия красителей" Каталитические реакции, за последние 30—40 лет успешно проникающие во все области органической химии и, в частности, в химию и технологию промежуточных продуктов и красителей, благодаря значительному экономическому эффекту не только успешно конкурируют с классическими методами органического синтеза, но во многих случаях постепенно и уверенно вытесняют последние. [c.50] Каталитические реакции условно разделяются на две группы гомогенные каталитические реакции, в которых катализатор и реагирующие вещества образуют однофазную систему, и гетерогенные каталитические реакции, в которых те же компоненты составляют многофазную систему. Среди первых наибольший интерес представляет группа реакций, протекающих в жидкой среде, а среди вторых — те, которые протекают с применением твердого катализатора в жидкой среде или газовой (паровой) фазе. [c.51] Роль катализатора в гомогенной каталитической реакции принято объяснять его химическим воздействием на реагирующие вещества, с возможным образованием некоторых промежуточных соединений. Скорость такой каталитической реакции прямо пропорциональна концентрации катализатора. Из числа таких реакций следует прежде всего напомнить случай сульфирования антрахинона в присутствии солей ртути (реакция М. А. Ильинского), приводящего к образованию исключительно а -сульфокислот антрахинона, а также применение катализатора в реакциях галоидирования и в реакциях замены атома галоида в галоидопроизводных на различные атомные группировки. При этом достаточно лишь напомнить о возможности получения анилина из технически доступного и весьма дешевого хлорбензола и кубовых антримидных красителей (см. стр. 218). [c.51] Чрезвычайно большие возможности дает применение медного катализатора к класоу диазосоединений (см. стр. 86), через которые оказывается возможным образование различных галоидопроизводных, нитрилов, симметрично построенных углеводородов и др. Многие из перечисленных превращений в отдельных случаях имеют техническое значение. [c.51] Большое значение часто имеют катализаторы при проведении различных реакций конденсации, причем достаточно хотя бы указать на реакции с применением треххлористого алюминия (реакция Фриделя—Крафтса), меди и ее соединений и ряд других, нашедших большое применение в технике получения как промежуточных продуктов, так и красителей. [c.51] Упомянутые реакции, затрагивающие большой круг различных методов получения промежуточных продуктов с применением гомогенного катализа, составляют лишь небольшую долю из числа известных каталитических реакций, в которых катализатор и реагирующие продукты образуют однофазную систему. [c.51] Значительно ббльшую роль при получении промежуточных продуктов играет гетерогенный катализ, особенно катализ в паровой фазе, привлекший за последние годы серьезное внимание исследователей. [c.51] Кроме правильного выбора катализатора и оптимальной температуры, важное значение для успешного течения реакции имеет поверхность катализатора, на которой собственно и происходит конечное превращение реагирующих веществ. Вследствие этого методика получения самого катализатора, предопределяющая как его состав, так и характер поверхности, чрезвычайно важна. Следует отметить также большое значение, которое приобрели сложные катализаторы, состоящие из двух и более различных веществ и оказывающиеся часто значительно более активными, чем катализаторы, представляющие собой какое-нибудь индивидуальное соединение. [c.52] В качестве иллюстрации приложения гетерогенного катализа для различных случаев синтеза промежуточных продуктов ниже рассматриваются лишь некоторые примеры из упоминавшихся в предыдущих разделах, которые для удобства группируются следующим образом реакции гидрогенизации и дегидрогенизации, реакции окисления и пр. [c.52] В качестве иллюстрации можно указать, что в промышленности осуществлено каталитическое парофазное восстановление водородом нитробензола в анилин. [c.52] Каталитическое восстановление нитросоединений в амины в жидкой фазе имеет не меньшее значение, чем парофазное восстановление. В качестве катализатора при этом обычно применяют металлический никель. Процесс может быть проведен как с применением, так и без применения растворителей например, с хорошим выходом нитробензол может быть превращен в анилин (давление водорода 12 ат, температура 100—150°). В литературе имеются указания о возможности превращения нитробензола в анилин непрерывным методом при атмосферном давлении. [c.52] КИМ давлением при температуре 150—250° с применением различных катализаторов. [c.53] Особенный интерес вызывает случай гидрирования нафталина, приводящий сначала к образованию тетрагидронафталина или тетралина, который затем превращается в декагидронафталин или декалин. Тетралин и декалин, представляющие собой жидкости, получаются в настоящее время в больших количествах и находят разнообразное применение как хорошие растворители, в качестве добавок к моторному топливу, в анилино-красочной промышленности и т. д.. [c.53] Выход малеинового ангидрида, напротив, может быть легко доведен при применении в качестве катализатора окислов ванадия и молибдена до 60—80% от теоретических количеств, что делает эту реакцию практически значимой. [c.54] Большую ценность имеет метод каталитического окисления нафталина во фталевый ангидрид, открытый в 1916 г. одновременно Гиббсом в США и Волем в Германии (в СССР освоен в 1927 г.). Фталевый ангидрид, получаемый указанным способом, вскоре же стал дешевым продуктом и явился сырьем для производства синтетического антрахинона и ряда его производных, имеющих большое значение, в частности, для синтеза разнообразных кубовых красителей. Кроме того, фталевый ангидрид широко используется и в других отраслях промышленности, например для получения искусственных, так называемых глифталевых смол. [c.54] Не останавливаясь на других возможных случаях применения гетерогенного катализа, на основании лишь изложенного в настоящем разделе материала можно сказать, что перспективы развития и применения каталитических реакций являются в целом чрезвычайно обширными, а их большое экономическое значение — бесспорным. Если к тому же учесть и большой теоретический интерес раскрытия механизма каталитических реакций, то становится совершенно понятной причина появления весьма значительного количества исследований, посвященных вопросу катализа, среди которых видное место принадлежит работам советских ученых. [c.54] Вернуться к основной статье