Ароматические углеводороды реакции алкилирования

При действии хлористых алкилов или олефинов на ароматические углеводороды или фенолы легко протекает реакция с образованием алкили-рованных соединений. Реакция алкилирования должна проводиться в присутствии различных катализаторов, к числу наиболее широко применяемых относятся хлористый алюминий, безводная фтористоводородная кислота, фтористый бор и серная кислота. При работе с -хлористым алкилом как алки-лирующим компонентом в качестве катализатора применяется хлористый алюминий и в некоторых случаях безводное хромное железо (реакция Фриделя-Крафтса). [c.226]

Превращение ароматических углеводородов. Ароматические уг.ле-водороды под действием алюмосиликатного катализатора подвергаются разнообразным превращениям, среди которых большое значение имеют реакции алкилирования и деалкилирования. В условиях каталитического крекинга протекают главным образом реакции деалкилирования. [c.47]

Алкилирование ароматических углеводородов. Промышленное алкилирование ароматических соединений проводится в основном с целью получения этилбензола (полупродукта синтеза стирола), кумола полупродукта синтеза фенола) и алкилбензолов с длинными алкильными цепями (полупродуктов синтеза детергентов). При получении этилбензола в качестве катализатора применяется главным образом хлористый алюминий. Ежедневно таким способом производят несколько тысяч тонн этилбензола. Алкилирование с А1С1з проводят при приблизительно 4 атм, 120° С и соотношении бензола и этилена в сырье, равном 2,5. Этот способ алкилирования используется уже много лет и в настоящее время считается одним из наиболее эффективных методов получения этилбензола. Однако применение катализаторов Фриделя — Крафтса связано с рядом трудностей аппаратура должна изготавливаться из материала, устойчивого к коррозии, а применяемое сырье должно иметь достаточно высокую степень чистоты, иначе расход катализатора будет очень большим. Корродируют аппаратуру не столько сам катализатор А1С1з, сколько комплексы, которые образуются в ходе реакции в результате взаимодействия хлористого алюминия с компонентами сырья. Эти комплексы значительно более агрессивны и иногда единственным способом борьбы с коррозией является непрерывная замена корродированных узлов аппаратуры. Образованию таких комплексов, очевидно, способствуют содержащиеся в сырье примеси. Так, в частности, установлено, что одни и те же установки для производства кумола с фосфорнокислотным катализатором хорошо работают в одних местах и плохо в других. Хлористый алюминий частично растворяется в продуктах в 200 частях этилбензола растворяется одна часть А1С1з. В результате возникает еще одна проблема, связанная с нейтрализацией кислотных растворов, поскольку продукт алкилирования промывают водой, чтобы удалить растворенный в нем катализатор. Именно по этим причинам в настоящее время широко исследуется возможность проведения алкилирования на цеолитных катализаторах. [c.390]

Среди этих кислот серная кислота обладает следующими недостатками она вызывает нежелательные побочные реакции, обусловленные сильной окисляющей способностью ее, а также способностью к сульфированию. Однако дешевизна серной кислоты и простота обращения с ней способствовали широкому применению ее для алхгилирования ароматических углеводородов, несмотря па ее недостатки. Легкость регенерации фтористого водорода также благоприятствовала использованию его для некоторых промышленных процессов алкилирования [см. гл. LVII]. [c.429]

Алкилированные ароматические углеводороды. Термическое разложение алкилированных ароматических углеводородов сопровождается значительным числом реакций, на которые оказывают воздействие температура, давление, катализаторы, присутствие водорода или других ароматических углеводородов, действующих как акцепторы водорода, а также олефинов или других продуктов разложения. Так известно, что при пиролизе толуола получаются бензол, дибензил, стильбен, дито-лил, фенилтолил, фенилтолилметан, дитолилметан, дифенил, стирол, нафталин, антрацен и фенантрен. Наличие более длинных боковых цепей или нескольких заместителей увеличивает число возможных реакций однако, несмотря на сложность получаемых продуктов, совершенно ясно обнаруживается одно свойство ароматических кольцевых систем, сохраняющих свою идентичность на протяжении большого количества пиролитических реакций, а, именно, их стабильность тем не менее имеется одна реакция, которая приводит к разрушению ароматических структур — пиролиз в присутствии водорода, особенно в контакте с катализатором, который может служить гидрирующим агентом. В этом случае ароматические кольца сперва гидрируются, а затем расщепляются. Нагревание алкилароматических углеводородов с водородом, особенно в присутствии катализаторов, часто приводит к образованию незамещенных ароматических углеводородов, которые могут подвергаться затем гидрогенолизу. [c.103]

При каталитическом риформинге углеводороды нефтяных фракций претерпевают значительные превращения, в результате которых образуются ароматические углеводороды. Это—дегидрирование шестичленных нафтеновых углеводородов, дегидроизомеризация алкилированных пятичленных нафтенов и дегидроциклизация парафиновых углеводородов одновременно протекают реакции расщепления и деалкилирования ароматических углеводородов, а также их уплотнения, которые приводят к отложению кокса на поверхности катализатора. Для предотвращения закоксовывания катализатора и гидрирования образующихся при крекинге непредельных углеводородов в реакторе поддерживается давление водорода 3—4 МПа при получении высокооктанового бензина и 2 МПа — при получении индивидуальных ароматических углеводородов. [c.41]

Деалкилирование ароматического кольца. Процессы деалкилирова-ния ароматических углеводородов представляют особую важность для производства бензола, толуола, нафталина и прочих ценных ароматических углеводородов. Реакции де алкилирования являются реакциями, обратными алкилированию и, так как изменение свободной энергии последних до 540° С остается отрицательным, то для проведения деалкилиро-вания большинства ароматических углеводородов обычно требуются относительно высокие температуры. [c.104]

Особого рода побочной реакцией, если получение реактива Гриньяра проводится в среде ароматического углеводорода, является алкилирование ароматического углеводорода при помощи магния и галоидного алкила. [c.54]

Каталитическое алкилирование протекает при нормальном давлении и температуре О—Ю. Условия каталитического процесса благоприятны для полимеризации олефинов и поэтому для подавления этой нежелательной реакции алкилирование нужно проводить с большим избытком ароматического углеводорода (аналогично алкилированию парафинов). [c.278]

С хлористыми алкилами. Изопарафины (в отличие от ароматических углеводородов) подвергаются алкилированию при обработке хлористыми алкилами в присутствии хлористого алюминия в малой степени вместо этого происходит межмолекулярная гидрогенизация, при которой галоидный алкил восстанавливается в соответствующий парафин и хлористый водород, причем водород поставляется исходным изопарафином, превращающимся при этом в парафинистый продукт самоконденсации или в ненасыщенный углеводород, соединяющийся с хлористым алюминием в нижнем слое. Суммарная реакция подобна реакции перераспределения водорода с олефинами (см. стр. 137) [c.141]

Здесь следует рассмотреть два основных варианта реакции Фри-деля-Крафтса. Первый вариант — прямое алкилирование бензола (или гомологов) с применением олефинов или неорганических сложных эфиров (алкилгалоидов или сульфатов) и небольших количеств катализатора. Другой вариант заключается в ацилировании с образованием арилал-килкетонов (как промежуточных соединений) и восстановление их в ароматические углеводороды. Ацилирование производится хлорангидридами или ангидридами с добавлением стехиометрических количеств катализатора — галогенида металла, обычно безводного хлористого алюминия [c.480]

Отсюда следует, что при объяснении каталитического крекинга встречаются те же трудности, как и для механизмов реакций алкилирования олефинами и замещения ароматических углеводородов. Предлагаются [c.129]

С практической точки зрения электрофильное замещение в настоящее время является наиболее важным из реакций замещения для ароматических углеводородов. В этот класс включаются такие хорошо известные реакции, как алкилирование, ацилирование, нитрование, сульфирование и галоидирование. Этот класс реакций замещения привлек наибольшее внимание химиков, интересующихся теоретической стороной химии ароматических соединений. Поэтому в настоящей главе особое внимание уделено электрофильным реакциям замещения и дано более краткое описание развивающимся областям нуклеофильных и свободно-радикальных реакций замещения. [c.392]

Теоретические основы и применение реакций алкилирования парафиновых углеводородов yffie рассматривались в предыдущих главах. Алкилирование ароматических углеводородов подобно алкилированию парафшюв к концу 30-х годов XX в. нашло значительное применение в нефтяной промышленности, что в значительной мере было обусловлено политическими событиями, прешедшими к второй мировой войне. Одпако пути развития этих двух процессов сильно различны. В то время как промышленное применение алкилирования парафинов должно было ожидать открытия основной реакции, подыскания подходящих катализаторов и подбора рабочих условий, алкилирование ароматических углеводородов уже осуществлялось в химической промышленности в течение десятков лет, поэтому задачи, связанные с применением его в больших масштабах, представляли собой главным образом технологические проблемы. [c.488]

В указанных процессах ( Цеоформинг и др.) протекают реакции превращения низкооктановых компонентов сырья (н-парафиновые углеводороды) в высокооктановые (изопарафиновые и ароматические углеводороды). Превращение углеводородов происходит в две основные стадии на первой — путем разрыва связей С-С парафиновых углеводородов с образованием промежуточных олефиновых фрагментов, на второй — путем перераспределения водорода в олефинах с образованием парафиновых и ароматических углеводородов. Попутно протекают реакции алкилирования промежуточными олефинами изопарафиновых и ароматических углеводородов, реакции диспропорционирования и изомеризации ароматических углеводородов и реакции изомеризации парафиновых и нафтеновых углеводородов. Реакции дегидрирования идут в незначительной степени [362, 363]. Одновременно происходит гидрогенолиз сернистых соединений с образованием сероводорода и соответствующих углеводородов. [c.357]

Реакция алкилирования. Как для парафинов (см. выше), так и для ароматических углеводородов, реакция алкилирова- [c.110]

Сырьевые потоки должны обезвоживаться. Этилхлорид должен осушаться перед применением в силикагелевых адсорберах, циклогексан и бензин должны обезвоживаться азеотропной осушкой до содержания влаги менее 10 мг/л. Все эти продукты, а также масло перед подачей в производство должны быть проанализированы на содержание влаги повторно с отбором проб в отделении синтеза ДЭАХ. Чтобы предотвратить побочные неконтролируемые реакции алкилирования содержащихся в растворителе ароматических углеводородов с хлорэтилом в присутствии алюмоорганиче-ских соединений, нужно применять деароматизированные растворители. Для уменьшения опасности самовоспламенения АОС при разгерметизации оборудования процессы синтеза должны проводиться, как уже упоминалось, в среде углеводородного растворителя. [c.163]

Для олефнновых углеводородов в процессе низкотемпературного крекинга под давлением характерны реакции полимеризации и взаимодействия с ароматическими углеводородами. Процесс алкилирования бензола и толуола олефинами протекает в широком интервале температур и давлений, свойственных крекингу. [c.197]

Можно перечислить ряд других реакций, в которых цеолиты проявляют каталитическую активность дегидратация спиртов, миграция двойной связи в олефинах, олигомеризация и полимеризация непредельных соединений, синтез ацеталей и кеталей, диспропорционирование алкилароматических соединений, изомеризация ароматических углеводородов g, алкилирование алкапов олефинами, этерификация и переэтерификация, изотопный обмен протия на дейтерий, перераспределение водорода, превращение ароматических карбоновых кислот в фенолы и др. [c.15]

В несколько более поздних работах [20] было высказано предположение о возможности непосредственного присоединения НАЮЦ к реагирующим веществам. При этом олефины должны образовывать с НАЮЦ эфиры, аналогичные алкилсульфа-там, которые, вступая в реакцию с ароматическими углеводородами, образуют алкилированные продукты. [c.286]

Алкилирование ароматических углеводородов олефинами не останавливается на стадии образования моноалкилзамещеиных, образуются также ди- и полизамещенные соединения. Для получения преимущественно монозамещенных соединений реакцию проводят при избытке ароматического углеводорода. Отходящие Алкилирование хло- [c.558]

Третий тип конденсации (межмолекулярная конденсация, затрагивающая ароматическое ядро) уже описан выше, как одна из наиболее важных реакций незамещенных ароматических углеводородов. Подобная конденсация имеет место и в случае алкилированных ароматических углеводородов. Так, толуол среди прочих продуктов реакции дает дито-лил. Как правило, для реакций этого типа требуются более высокие тем- [c.108]

При аналогичной обработке ароматических углеводородов, содержащих более длинные алкильные группы, переход этих групп в неизменном виде маловероятен. Возможно, что эти группы отщепляются посредством электронной перегруппировки, образуя преимущественно соответствующие олефины и водород раньше, чем радикал сможет вступить в реакцию с другим ароматическим ядром. Нет сомнения в том, что образованная молекула олефина может вновь алкилировать ароматические ядра, в результате чего получаются те же конечные продукты, как если бы группа перешла в неизменном виде хотя условия, благоприятные для диспронор-ционирования, для алкилирования олефинами неблагоприятны. [c.111]

Нафтеновоароматические углеводороды. Поведение нафтеновых производных ароматических углеводородов при пиролизе в общем аналогично реакциям алкилированных ароматических углеводородов с открытой цепью. Имеются два основных тина производных 1) нафтеновые кольца, присоединенные к ароматическому ядру простой связью и 2) нафтеновые кольца, конденсированные с ароматическими ядрами. [c.111]

Оба основных механизма — а) крекинг над кислотными катализаторами по ионному механизму и б) термический крекинг по радикальному механизму (при отсутствии катализаторов) соверщенно очевидны. В случае каталитического крекинга постулированные выше ионные реакции являются обратными низкотемпературным (от О до 100° С) реакциям присоединения, протекающими над кислыми катализаторами, а именно, полимеризации олефинов, алкилированию ароматических углеводородов олефинами и алкилированию изопарафинов олефинами. Низкотемпературные реакции над кислыми катализаторами, происходящие, как правило, с участием олефинов, дог1 точно хорошо изучены, и суп ,естБующая по этому вопросу обширная литература [34] позволяет сделать вывод, что механизм этих реакций характеризуется образованием иона карбония как промежуточного продукта. [c.115]

Это отщепление является реакцией, обратной алкилированию ароматических углеводородов олефинами. Последняя — хорошо и шестная низкотемпературная реакция над кислыми катализаторами, интерес к которой в последнее время вновь возрос в связи с ее механизмом, особенно над катализаторами Фриделя-Крафтса [6]. Действительно, общая теория замещенпя ароматических углеводородов в кислой среде связана с механизмом каталитического крекинга ароматических углеводородов. [c.129]

В заключение можно сказать, что ионный механизм каталитического крекинга обоснован непосредственно большой работой Уитмора по изучению реакций олефинов с участием иона карбония. Многие дополнительные исследования для доказательства ионного механизма были проделаны английскими химиками, детально изучившими ионные механизмы многих органических реакций. Можно упомянуть работу Шмерлинга и Бартлетта по алкилированию олефинов изопарафинами, недавно опубликованную работу Броуна по алкилированию методом Фриделя-Крафтса ароматических углеводородов алкил- и арилгалоидами и цитированную уже работу Бика и сотрудников. Физические данные были получены посредством спектроскопического изучения растворов углеводородов в кислотах, которые, как считается, генерируют ионы карбония, и посредством определения потенциалов, появления углеводородных ионов, особенно алкил-ионов в масс-спектрометре. Отсюда можно было перейти к термодинамическим данным, что дает возможность предсказывать некоторые важные свойства ионов карбония. [c.138]

Изучение изомеризации предельных угленодородов в течение болсс двух десятилетий все возрастающим числом исследователей дало много сведений, важных как для техники, так и для теории. Исследования в этом направлении стимулировались потребностью в изобутане — сырье для процессов алкилирования, а также желательностью иревращения содержащихся в бензине парафинов нормального строения в изомеры с разветвленными цепями, обладающие более высокими аитидетонацион-иыми свойствами. Практическое значение аналогичного процесса изомеризации алкилциклопентанов в циклогексан или его алкилзамещенные объясняется главным образом тем, что эти последние являются промежуточными соединениями при производстве соответствующих ароматических углеводородов посредством дегидрогенизации. Сам циклогексан также является сырьем для получения адипиновой кислоты для производства иейлопа. Помимо этой практической стороны дела, изучение подобных реакций может пролить свет на поведение углеводородов и помочь в разъяснении механизма каталитических реакций. [c.14]

Со времени первого сообщения Фриделя и Крафтса в 1877 г. [125] о том, что хлористый алюминий катализирует алкилирование ароматических углеводородов, эта реакция стала предметом большого числа исследований и обзоров [75, 123, 235, 256, 294]. Реакция широко применяется при проведении синтетических работ в лабораториях [256]. Она также имеет весьма большое значение для нефтяной пролтышленности. Так, алкилирование по Фриделю—Крафтсу применяется в настоящее время в больших масштабах для синтеза этилбензола, стирола, кумола, для производства фенола и алкилата , а также детергентов (см. гл. LV11). Согласно оценке алкилирование бензола для производства стирола потребляет около 45% общего количества производимого бензола. [c.428]

Ввиду большой важности реакции алкилирования ароматических углеводородов для нефтяной промышленности полезно в настоящем раздёле подробно рассмотреть эту реакцию. Другие электрофильные реакции замещения рассматриваются более кратко в последующих разделах. [c.428]

Существует большая разница в легкости введения различных олефинов в реакцию с ароматическими углеводородами. Изобутилен алкилирует ароматические углеводороды в присутствии 80—90% сорной кислоты, пропилен же требует болео сильеюй кислоты (до 96%). Этилену для алкилирования необходима приблизительно 98%-ная кислота. Так как кислота такой концентрации быстро превращает бензол и продукт алкилирования в сульфоновые кислоты, то применение сорной кислоты для этилирования ароматических соединений непрактично [170J. Для этой реакции лучшим катали. <атором является хлористый алюминий [281]. [c.430]

Наконец, становится ясным, что полное понимание механизма реакции Фриделя — Крафтса невозможно без детального представления о характере взаимодействия между различными компонентами типичной реакционной смеси. Такая смесь включает галоидный металл МХ , галоидо-водород НХ, галоидный алкил RX, ароматический углеводород АгН и один или несколько алкилированных продуктов ArR или ArRj. В настоящее время известно, что многие из этих индивидуальных компонентов реагируют между собой с образованием продуктов присоединения или комплексов, а получающиеся при этом продукты должны рассматриваться как важные составные части реакционной смеси. Поэтому следует рассмотреть данные, относящиеся к этим взаимодействиям, прежде чем перейти к детальному обсуждению механизма реакции Фриделя — Крафтса. [c.430]

Часто сообщалось, что катализ хлористым алюминием низкотемпературного алкилирования ароматических углеводородов обычно сопровождается индукционным периодом [33, 209]. Однако после образования небольшого количества алкилата получается жидкий комплекс ( красное масло ) — прекрасный растворитель для хлористого алюминия. После появления такой комплексной жидкой фазы реакция протекает быстро. В заводской практике обычно готовят этот жидкий комплекс заранее и для каталитических реакций применяют хлористый алюминий, растворенный в этом комплексе (см. гл LVII). [c.432]

Многие другие катализаторы реакции Фриделя—Крафтса существуют также в димерной форме (напрпмер, хлорное железо и хлористый галлий). Очевидно, те же выводы окая утся справедливыми и для этих веществ. Действительно, возможно, что те жо доводы можно распространять даже на такие катализаторы реакции Фриделя-Крафтса, как трехфтористый бор, которые нормально существуют только в виде мономера. Так, например, алкилирование бензола в/ гор-метилбутиловым эфиром протекает с ничтожной скоростью, если соотношение трехфтористы1> бор эфир меньше 0,9, медленно при соотношении, равном 1,0, и быстро, когда оно достигает 1,08 [73]. Это наблюдение можно было бы объяснить, если бы димерная форма являлась значительно более сильным электрофильным агентом, чем мономерная. Таким образом, можно предположить, что реакция, ведущая к алкилированию ароматических углеводородов, проходит через образование промежуточного соодинепия типа [c.438]

К сожалению, несмотря на огромное количество затраченного труда на изучение реакции алкилирования ароматических углеводородов, имеется сравнительно немного кинетических данных по этой реакции. Кроме того, имеющиеся данные получены главным образом с применением ароматических углеводородов в качестве растворителя, поэтому очень мало можно сказать о порядке реакции по отношению к ароматическому углеводороду [245]. Имеется одна недавняя работа по кинетике реакции, катализируемой хлористым алюминием, между 3,4-дихлорбензилхлори-дом и /i-питрохлорбензилхлоридом и производными бензола в растворе нитробензола [47]. [c.439]

Алкилирование ароматических углеводородов является типичной реакцией замещения электрофильного класса. Вследствие его особого значения в химии нефти оно было подвергнуто особенно детальному обсуждению. Другие реакции электрофильного замещения—галоидирование, нитрование, сульфирование и ацилирование — также очень важны для превращения простых ароматических углеводородов в технически ценные продукты. Поэтому эти реакции будут рассмотрены более детально, чем хлорметилирование, керкурирование и фотолиз, цмеющие в настоящее время лишь теоретический интерес. [c.445]

Галоидирование. Реакция ароматических углеводородов с элементарным хлором и бромом с образованием продуктов замещения в кольце идет относительно медленно. Она сильно ускоряется металлгалоидными катализаторами их активность в этой реакции идет параллельно их эффективности в реакции алкилирования по Фриделю-Крафтсу [70]. Во многих случаях сообщалось, что катализаторами являются порошкообразное железо или алюминий. Однако вряд ли можно сомневаться, что при обычных условиях в присутствии свободных галоидов эти металлы превращаются в галоидные соли алюминия и железа, а эти последние и являются истинными катализаторами [221]. [c.445]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология