Механизм реакции изомеризации циклов

Превращения углеводородных циклов, сопровождающиеся внутримолекулярными перегруппировками, принадлежат к важным вопросам органической химии. Изучение этих превращений представляет большой интерес как с теоретической, так и с практической стороны. Исследование механизма реакции изомеризации важно для понимания протекающих в природе процессов. Кроме того, такое исследование дает возможность судить [c.47]

Реакция изомеризации этилбензола в ксилолы осуществляется на бифункциональных катализаторах в среде водорода по механизму, включающему образование и изомеризацию (с промежуточным сужением — расширением цикла) продуктов гидрирования с последующим их дегидрированием. [c.266]

К сожалению, изучение механизма и кинетики сжатия шестичленного цикла в условиях, описанных выше, невозможно, так как термодинамически эти углеводороды при комнатной температуре весьма стабильны. Поэтому было проведено исследование реакции сжатия цикла в углеводородах со средними размерами цикла, начиная с семичленных и кончая двенадцатичленными циклами [55]. Изучение механизма изомеризации таких уг лево- [c.190]

С другой стороны, Гринсфельдер и Фуллер осуществили непосредственный переход метилциклопентана в бензол в результате одновременно протекающих реакций изомеризации и дегидрогенизации в присутствии окиси молибдена (14%) на окиси алюминия при 490° и давлении 10—20 ат. Авторы считают, что механизм реакции ароматизации в данном случае отличается от превращения гомологов циклопентана в ароматические углеводороды в присутствии платинированного угля. Именно они полагают, что в присутствии окиси молибдена на окиси алюминия имеет место изомеризация пятичленного цикла в шестичленный с последующей дегидрогенизацией последнего, а в присутствии платины происходит главным образом расщепление пятичленного цикла с последующей дегидроциклизацией образовавшегося парафина. [c.133]

В различных разделах органической химии развитие теории химического строения шло разными темпами и имело различный характер. В таком разделе, как химия ароматических соединений, накопилось наибольшее число фактов, по выражению Бутлерова, не объясняемых существующими теориями здесь на основе теории строения возникает наибольшее количество надстроек удачных и неудачных, порой приводящих к грубым ошибкам. Наоборот, в таком разделе, как химия углеводородов и, в частности, предельных углеводородов, в каковой области приходится мне работать, вопросы теории строения не приобретают большой остроты, и основы классической теории строения в ее современной трактовке продолжают удовлетворять исследователя, хотя и здесь накапливается ряд фактов, требующих обсуждения заново вопросов напряжения циклов, механизма реакций окисления и распада углеводородов, изомеризации предельных углеводородов и т. д. [c.76]

Одним из нас была предложена и экспериментально доказана схема механизма этого контактного процесса, согласно которой все превращение слагается из двух последовательных контактных реакций — изомеризации исходного углеводорода с перемещением двойной связи из боковой цепи в цикл (а тройной—в две двойные связи цикла) и дальнейшего необратимого катализа образовавшегося циклоолефинового углеводорода [10, 19, 20]. [c.102]

В заключение приводим значения относительных констант скоростей различных изомерных превращений моноциклических углеводородов (см. табл. 64). Общие итоги исследования кинетики и механизма изомеризации алициклических углеводородов в жидкой фазе будут подведены в конце следующей главы, после изложения экспериментального материала по превращениям би- и трициклических углеводородов, т. е. после изложения дополнительных сведений о механизме и стереохимии реакций сжатия и расширения циклов, а также о механизме других близких па типу перегруппировок. [c.195]

Описана [377] легкая изомеризация несимметричного четырехчленного циклического соединения с платиной в цикле в симметричный этот процесс, несомненно, имеет ближайшее отношение к предполагаемому механизму метатезиса (схема 324). Участвую-шис в этих реакциях промежуточные металл-карбеновые комплексы могут быть равновероятно представлены в виде карбанион- [c.339]

Известно, что процесс платформинга является одним из наиболее прогрессивных методов переработки нефтяных фракций с целью получения ароматических углеводородов [1]. Цикланы, важное сырье для процесса платформинга, подвергаются в нем сложному комплексу взаимосвязанных реакций дегидрированию гексаметиленовых нафтенов, дегидроизомеризации 5-членных цикланов, обратимой изомеризации пента- и гексаметиленовых нафтенов, реакциям расщепления. Так как процесс дегидроизомеризации проходит намного труднее, чем дегидрирование, и осложняется идущими со значительной скоростью реакциями расщепления, выяснение механизма процесса и взаимосвязи с остальными реакциями приобретает важное теоретическое и практическое значение. [c.31]

Рассмотрим теперь на примере г ис-1-метил-2-этилциклопен-тана более детально механизм реакции расширения цикла в ди-алкилциклопентанах. Первым этапом реакции безусловно я ляется образование иона карбония. Место первоначального образования заряда,— по-видимому, все же третичный углеродный атом, так как изомеризация цикланов, не имеющих такого атома, протекает на несколько порядков медленнее. Однако образовавшийся третичный ион карбония является устойчивым, поэтому для осуществления перегруппировки необходил гидридный сдвиг, т. е. перемещение заряда от третичного к вторичному атому углерода [c.161]

Крекинг нафтенов. При крекинге на( тевов могут идти реакции изомеризации циклов, распадэ нафтеновых колец и распада боковых цепей. Рассмотрим механизмы этих реакций в отдельности. [c.36]

Сопоставление результатов реакции цис- и транс-1,2-дизаые-щенных циклопентанов весьма интересно, так как на этих примерах можно разобраться в особенностях механизма изомеризации насыщенных циклических углеводородов. Первое, что сразу бросается в глаза, это значительная разница в скоростях расширения цикла в транс- и цыс-изомерах. Характерно также изменение относительного состава продуктов реакции с ростом длины заместителя, и, наконец, особый интерес представляет стереоспецифичность реакции расширения цикла в ис-1,2-дизамещен-ных циклопентанах. Стереоспецифичность этой реакции проявляется в преимущественном образовании цис-1,2- и транс-1,3-диметилциклогексанов, т. е. в образовании термодинамически менее устойчивых эпимеров. Характерным является также то, что расширение цикла со стороны имеющегося в кольце второго заместителя происходит с сохранением пространственной конфигурации заместителей, в то время как расширение цикла в про- [c.160]

Исследование изомеризации (сжатие цикла) в углеводородах с различными размерами циклов было проведено в кинетическом режиме , в тех же условиях, в каких изучалась реакция расширения цикла в углеводородах ряда циклопентана. Экспериментальный материал по превращениям этих углеводородов приведен в табл. 63. Основное внимание уделялось превращениял метилзамещенных цикланов, так как наличие третичного углеродного атома и в этом случае резко повышало реакционную способность углеводородов. Высокая же скорость первичной реакции сжатия цикла позволила лучше разобраться в механизме этих превращений, так как образующиеся первичные продукты реакции не успевали претерпевать дальнейшие превращения. [c.192]

ТИЛ-, изобутил- и трет-бутилциклогексаны давали практически одинаковые выходы продуктов- При этом наблюдалось высокое отношение изо- к н-бутану и метилциклопентана к цик-логексану. Выход циклических структур обычно превышал 90% мол. Предполагаемый механизм исходит из быстрой изомеризации циклана в смесь карбоний-ионов на поверхности катализатора. Можно принять, что расширение и сокращение циклановых колец, адсорбированных на кислотных центрах катализатора, создает возможность роста боковых цепей, от которых могут отщепляться молекулы изобутана- Остающиеся меньшие циклановые кольца затем десорбируются как второй продукт реакции. Эти и столь же избирательно протекающие реакции углеводородов других типов преобладают и при гидрокрекинге промышленных фракций на катализаторе изокрекинга. Примеры применения этих реакций приводятся в табл. 2. Совершенно очевидно, что крекинг протекает с высоким выходом циклических структур, низким образованием метана и этана и высокими выходами алканов изостроения. [c.59]

Таким образом, приходится признать, что тетрагидрофурановый цикл В,Ь-пинорезинола в кислой среде значительно более стабилен, чем считалось до настоящего времени, и очевидно, что для его раскрытия требуются весьма энергичные реагенты или жесткие условия реакции При этом, как следует из работ [20, 25], одновременно с нуклеофильным замещением в бензильном положении происходит изомеризация цикла с образованием циклолигнановой структуры По мнению авторов, не исключено, что эта перегруппировка играет важную роль в конденсационных превращениях лигнина Механизм изомеризации цикла по Геллерш-тедту и Гиреру [25] цредставлен на схеме V 5 [c.169]

Исследования кинетических закономерностей реакций изомеризации н-пентана, н-гексана и циклогексана на содержащих платину и палладий цеолитах типа фожазита [35, 138, 159, 218, 220, 223— 225] и морденита [35, 36, 221, 222, 224—228] привели к выводу, что эти реакции протекают по бифункциональному механизму [2]. Согласно этому механизму, алканы (цикланы) дегидрируются на металле в олефины (циклоолефины), которые адсорбируются на кислотных центрах, присоединяя протон и образуя карбониевый ион. После скелетной изомеризации они десорбируются в виде изоолефинов (алкилцикленов) и гидрируются на металлических центрах в соответствующие изопарафины (алкилцикланы). Изомеризацию н-пентана можно представить схемой [c.205]

Между механизмами реакции Патерно — Бюхи для алифатических альдегидов и ароматических карбонильных соединений существует важное различие. Например, фотохимическая реакция ацетальдегида с цис- и граяс-бутеном-2 протекает с высокой степенью стереоселективности, и в ходе реакции не наблюдается заметной изомеризации исходного алкена [93]. В связи с этим было предположено, что такие реакции протекают через п->л -син-глетное состояние ацетальдегида, которое при взаимодействии с алкеном приводит к образованию синглетного бирадикала. Известно, что замыкание цикла в синглетных бирадикалах протекает заметно быстрее, чем вращение вокруг связи, могущее вызывать неупорядоченность в продукте. С точки зрения того факта, что алкены с нетерминальной двойной связью при фотохимических реакциях с альдегидами приводят к образованию оксетанов, тогда как терминальные алкены дают кетоны, было далее предложено, что образование оксетана контролируется легкостью образования эксциплекса между возбужденным альдегидом и алкеном эксциплекс может затем разрушаться с образованием бирадикального интермедиата. Образованию эксциплекса способствует большая степень алкилирования алкена. [c.395]

Промежуточное образование и изомеризация ионов карбония происходят и при действии кислот на спирты с трех- и циклами, что имеет следствием (см. Кижнера реакция). Такие к равновесной смеси независимо от того, исходят ли из соединения с низшим или высшим циклом. Предложен механизм реакции, основанный на промежуточном образовании неклассич. иона карбония, к-рый легко изомеризуется с изменением величины цикла в любом из двух направлений. Распределение метки в цикле при изучении меченых радиоактивным углеродом соединений подтверждает этот механизм. [c.265]

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что у трехчленных гетероциклов такие реакции идут легче, чем у циклопропанов последние изомеризуются лишь при температурах выше 540°. Особенно легко термоли-зуются галогенаамещзнные эпоксисоединения. Например, попытки получить окиси 1-галогенолефинов привели к 2-галокарбонильным соединениям [38], т.е. продуктам изомеризации. Что касается механизма этой термической изомеризации, которая, по-видимому, является общей реакцией трехчленных циклов [c.135]

Предлагаемая нами схема механизма расширения пятичленного кислородсодержащего цикла в шестичленный находит подтверждение и обоснование в одной из работ Н. М. Кижнера, который показал, что сложные карбинолы, при действии на них водуотнимающих средств, претерпевают изомеризацию цикла, наряду с которой имеет место и перемещение радикала. При действии щавелевой или разбавленной серной кислоты на диметилцик-лобутилкарбинол получается не 1,1-, а 1,2-диметилциклопентен-1, причем реакция протекает с образованием промежуточного 1,1-диметилциклопента-нола-2 [11] [c.225]

Изомеризация олефинов может идти с образованием изоолефи-нов или перемещением двойной связи. В присутствии платинового или палладиевого катализатора двойная связь перемещается уже при 200° С. С передвижением двойной связи вглубь молекулы заметно увеличивается детонационная стойкость углеводорода. Так, октановое число октена-1 равно 25, октена-2 — около 55, октена-3 — более 73, а октена-4 — 91. Изомеризация нафтенов может проходить с превращением их в олефины и с изменением числа углеродных атомов в цикле. Существует много других типов реакций изомеризации, например алкилароматических углеводородов, в том числе ксилолов дл я получения п-ксилола, а также других углеводородов. Общим для них является карбоний-ионный механизм реакций. [c.231]

Успехи органического катализа на современном этапе неотделимы от общего уровня развития органической химии. В частности, конформационные представления с успехом используются при изучении тонких деталей механизма гетерогенно-каталитических реакций, например некоторых стереохимических превращений углеводородов. В связи с этим в книге даются необходимые сведения о конформационной теории, приведен ряд примеров ее использования для трактовки механизма некоторых каталитических реакций углеводородов. В книге рассмотрены и обсуждены наиболее распространенные механизмы гидрирования циклоалкенов и ароматических углеводородов, а также каталитические реакции конфигурационной изомеризации стереоизомерных ди-и полиалкилциклоалканов и гидрогенолиза циклоалка-нов, содержащих от трех до пятнадцати атомов углерода в цикле. [c.7]

В большом цикле работ Го и сотр. [71—73, 82, 83, 86—93] исследованы превращения насыщенных углеводородов (Сб-дегидроциклизация, скелетная изомеризация, гидрогенолиз циклопентанов, гидрокрекинг) в присутствии различных платиновых и других металлических катализаторов. Подробно изучены [73] изомеризация 2-метил-2- С-пентана, З-метил-З- С-пентана и гидрогенолиз метил- С-циклопентана при 270 °С в присутствии (10% Pt)/АЬОз. Состав продуктов превращения существенным образом отличался от состава катализатов, полученных ранее в присутствии (0,2% Pt)/Al203. Анализ полученных результатов привел к заключению, что перемещение и распределение метки С в продуктах реакции обусловлено рядом последовательных перегруппировок в адсорбированном на поверхности катализатора углеводороде перед стадией его десорбции в объем. Исходя из начальных концентраций продуктов реакции, в каждом случае обсуждается вероятность циклического или стадийного механизма сдвига связей. При этом важную роль играет дисперсное состояние активной металлической фазы — в данном случае платины. [c.203]

Исследование превращений изомерных гексанов и метилциклопентана в присутствии (10% Рс1)/А120з показало [87], что основной реакцией является селективное деметилирование гексанов, а в случае метилциклопентана—гидрогенолиз пятичленного цикла. Вместе с тем, как и в присутствии Pt-катализаторов, происходит изомеризация гексанов. Анализ начального распределения продуктов реакции с использованием молекул, меченных С, показал, что структурная изомеризация гексанов проходит по циклическому механизму. В дальнейшем аналогичные превращения были исследованы [88] в присутствии Pd-, Pt-, а также нового вида катализаторов— сплавов Pd—Au и Pt—Au, осажденных па АЬОз (содержание металла везде 10%). Сплавы палладия менее активны, чем сам Pd, даже после активации воздухом при 400 °С. Основной реакцией в присутствии (Pd— Au)/АЬОз, как на Pd/АЬОз, является селективное деметилирование механизм изомеризации гексанов — циклический. Несколько неожиданный результат был получен в случае Pt-катализаторов при переходе от Pt к сплаву 15% Pt — 85% Au. В то время как на Pt/АЬОз изомеризация н-гексана проходит главным образом по механизму сдвига связей, на (Pt—Au)/АЬОз — по циклическому механизму. Аналогично гидрогенолиз метилциклопентана на указанном сплаве Pt—Au проходит неселективно, в то время как на катализаторе Pt/АЬОз — почти исключительно по неэкранированным С—С-связям цикла. Полученные результаты привели к выводу, что высокая дисперсность Pt и присутствие в непосредственной близости от атомов Pt ионов кислорода являются причинами изомеризации н-гексана по циклическому механизму и неселективного гидрогенолиза метилциклопентана [88]. [c.204]

Таким образом, схемы изомеризации, включающие промежуточное образование (в виде ионов) бициклических углеводородов со средиимп размерами циклов, кажущиеся, на первый взгляд, сугубо гипотетическими, на самом деле не лишены реальности, так как роль промежуточных ионов карбония такого строения в рассматриваемых перегруппировках можно считать доказанной. Характерно также то, что в механизме как прямой, так и обратной реакции имеется много общего, и, в частности, протекают они через образование одних и тех же промежуточных соединений и одних н тех же ионов. [c.228]

Реакции гидрокрекинга очень сложны наряду с расщеплением и гидрированием протекают изомеризация, разрыв и нерегруппи-ровка циклов, алкилирование, гидродеалкилирование и др. Механизм гидрокрекинга сходен с механизмом каталитического крекинга, но усложнен реакциями гидрирования. Гидрокрекинг алканов низкой молекулярной массы при гидрировании нефтяных фракций нежелателен, так как приводит к образованию легких углеводородов, вплоть до метана. При переработке высококипящих фракций и нефтяных остатков гидрокрекинг алканов желателен, так как в результате образуются углеводороды, по температуре кипения соответствующие светлым нефтепродуктам. Такие реакции протекают под давлением и в присутствии окисных или сульфидных катализаторов. [c.210]

При обработке спиртов NaOH и S2 получаются продукты R0— S—SNa, которые под действием метилиодида превращаются в метилксантогенаты. Пиролиз ксантатов с образованием олефина, OS и тиола носит название реакции Чугаева [171]. Как и реакция 17-3, она служит косвенным методом проведения реакции 17-1. Реакции элиминирования идут с ксантб-генатами легче, чем с обычными сложными эфирами, и при более низких температурах это имеет большое преимущество, поскольку сводит к минимуму возможную изомеризацию образующегося олефина. Реакция Чугаева используется даже чаще, чем реакция 17-3. Как и последняя, она идет по механизму Еь Ранее имелись сомнения относительно того, какой из атомов серы участвует в замыкании цикла, но в настоящее время существует много доказательств, включая результаты изучения изотопных эффектов 8 и С, свидетельствующих о том, что таким атомом является атом серы группы С = 8 [172] [c.48]

Обратим внимание на то, что в (11.27) выражения / (сисх), / (Спрод) — кинетические закономерности, которые записываются согласно закону действующих масс для естественной брутто-реакции, т. е. для реакции, полученной простым сложением всех стадий цикла (Г) — константа равновесия такой реакции. Однако, как указывалось нами ранее на примере реакции каталитической изомеризации, естественное брутто-уравнение вовсе не обязательно должно иметь минимальные целочисленные коэффициенты. Для механизма 1) К + КЪ, 2) + с естественным брутто-уравнением А В уравнение (11.27) представится в виде [c.99]

Вместе с тем многообразие и большое своеобразие органических реакций приводит к необходимости и целесообразности их классификации по другим признакам 1) по электронной природе реагентов (нуклеофильные, электрофильные, свободнорадикальные реакции замешения или присоединения) 2) по изменению числа частиц в ходе реакции (замещение, присоединение, диссоциация, ассоциация) 3) по частным признакам (гидратация и дегидратация, гидрирование и дегидрирование, нитрование, сульфирование, галогенирование, ацилирование, алкилирование, формилирование, карбоксилирование и декарбоксилирование, энолизация, замыкание и размыкание циклов, изомеризация, окислительная деструкция, пиролиз, полимеризация, конденсация и др.) 4) по механизмам элементарных стадий реакций (нуклеофильное замещение 8м, электрофильное замещение 8е, свободнорадикальное замещение 8к, парное отщепление, или элиминирование Ё, присоединение Ас1е и Ас1к и т. д.). [c.184]

Были предложены механизмы этих реакций, учитывающие правило орбитальной симметрии (правило Вудворда - Гоффмана). Скелетную изомеризацию линейных насыщенных углеводородов и циклов Сз-С в промышленности проводят при повышенных температурах и, как правило, на гетерогенных катализаторах (например, РУу-АйзОд) [c.581]

Вероятный механизм изомеризации насыщенных углеводородов в этих условиях предполагает промежуточное обра-зо.ваиие непредельных соединений, которые, собственно говоря, и претерпевают непосредственное изменение углеродного скелета. В образовании непредельных углеводородов большую роль играет динамическое равновесие алкана алкены-ЬНг (циклангг циклены+ Н2), причем условия опыта (давление водорода, присутствие в составе катализатора металлов VHI группы) способствуют ускорению этих реакций. Дальнейший механизм изомеризации аналогичен механизму изомеризации олефинов и циклоолефинов, предполагающему промежуточное кратковременное образование алкилциклопропановых углеводородов. В случае изомеризации парафиновых углеводородов, некоторую роль играют закономерности гидрирования алкилциклопропанов, протекающего, как известно, с разрывом связи С — С, образованной наиболее гидрогенизован-ными углеродными атомами циклопарафинового кольца. Этим, в частности, объясняется кинетическая устойчивость в этих условиях некоторых термодинамически неустойчивых углеводородов (2,2-диметилбутан, 2,3,3-триметилбутан). [c.213]

По мнению авторов, механизм этой реакции состоит в образовании Ь-хлоркетона, из которого отщеплением хлористого водорода образуются а- п р-еноны. Изомеризация диенона в цикло-гептенон становится возможной, когда обе двойные связи могут стать в 3—В -положение к карбонильной группе. Теоретически циклизация сводится к разрыву одной двойной связи, например, связи с последующим переходом атома [c.184]

Как уже упоминалось, и Д -стероиды инертны но отношению к гидрированию (см. стр. 628). В обычных условиях восстановления происходит изомеризация двойной связи из положения 7,8 или 8,9 в положение 8,14, и эта изомеризация ускоряется уксусной кислотой [294]. Четко установленная возможность миграции двойной связи в условиях гидрирования позволила сделать предположение, что реакция протекает по типу аллильной перегруппировки, которая обеспечивается доступностью поверхности катализатора для мигрирующего водорода. В соответствии с таким механизмом мигрирующий атом водорода должен вернуться в молекулу с той же стороны, откуда вышел. Поведение Д -стерондов 5а,9р-ряда ВЫ в условиях гидрирования показывает, что инертность Д -стероидов к гидрированию может частично объясняться стерической недоступностью л-электронов [294, 295]. Тот факт, что при этом молекула восстанавливается с р-стороны с образованием ВВП, показывает, что в данном случае циклы А и С не могут блокировать доступ я-электронов двойной связи к поверхности катализатора, как можно оценить из рассмотрения моделей. [c.647]

Реакция протекает по механизму электрофильного присоединения карбена по кратной связи. Введение донорных заместителей в ароматические ядра увеличивает скорость образования азиридина, а акцепторных — уменьшает. Однако препаративные выходы азиридинов с донорными заместителями в ядре часто бывают небольшими вследствие того, что гем-дихлоразиридины с такими заместителями в кольце легко подвергаются термической изомеризации или взаимодействуют с нуклеофильными агентами с раскрытием кольца. Акцепторные заместители, напротив, повышают устойчивость азиридинового цикла. Дигалокарбены, полученные двухфазным методом Манкоши, реагируют с ароматическими азометинами, содержащими в одном из колец нитрогруппу, образуя соответствующие азиридины с выходом более 70%. [c.32]