एल्डिहाइड और कीटोन के उत्पादन के लिए अल्कोहल डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं आवश्यक हैं। कीटोन्स द्वितीयक ऐल्कोहॉलों से तथा ऐल्डिहाइड प्राथमिक ऐल्कोहॉलों से प्राप्त होते हैं। कॉपर, सिल्वर, कॉपर क्रोमाइट्स, जिंक ऑक्साइड आदि प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक का काम करते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, कॉपर उत्प्रेरक की तुलना में, जिंक ऑक्साइड अधिक स्थिर होता है और प्रक्रिया के दौरान गतिविधि नहीं खोता है, हालांकि, यह निर्जलीकरण प्रतिक्रिया को भड़का सकता है। सामान्य तौर पर, अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण की प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
उद्योग में, अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण से एसिटालडिहाइड, एसीटोन, मिथाइल एथिल कीटोन और साइक्लोहेक्सानोन जैसे यौगिक बनते हैं। प्रक्रियाएं जल वाष्प की एक धारा में आगे बढ़ती हैं। सबसे आम प्रक्रियाएं हैं:
1. तांबे या चांदी के उत्प्रेरक पर 200 - 400 डिग्री सेल्सियस और वायुमंडलीय दबाव के तापमान पर किया जाता है। उत्प्रेरक किसी प्रकार का अल 2 ओ 3, एसएनओ 2 या कार्बन फाइबर है जो चांदी या तांबे के घटकों के साथ समर्थित है। यह प्रतिक्रिया वेकर प्रक्रिया के घटकों में से एक है, जो ऑक्सीजन के साथ निर्जलीकरण या ऑक्सीकरण द्वारा इथेनॉल से एसीटैल्डिहाइड प्राप्त करने के लिए एक औद्योगिक विधि है।
2. इसकी प्रारंभिक सामग्री के संरचनात्मक सूत्र के आधार पर विभिन्न तरीकों से आगे बढ़ सकते हैं। 2-प्रोपेनॉल, जो एक द्वितीयक अल्कोहल है, एसीटोन के लिए डीहाइड्रोजनीकृत होता है, और 1-प्रोपेनॉल, प्राथमिक अल्कोहल होने के कारण, वायुमंडलीय दबाव और 250-450 डिग्री सेल्सियस के प्रक्रिया तापमान पर प्रोपेनल के लिए डिहाइड्रोजनीकृत होता है।
3. प्रारंभिक यौगिक की संरचना पर भी निर्भर करता है, जो अंतिम उत्पाद (एल्डिहाइड या कीटोन) को प्रभावित करता है।
4. मेथनॉल डिहाइड्रोजनीकरण. इस प्रक्रिया को पूरी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन अधिकांश शोधकर्ता इसे फॉर्मलाडेहाइड के संश्लेषण के लिए एक आशाजनक प्रक्रिया के रूप में उजागर करते हैं जिसमें पानी नहीं होता है। विभिन्न प्रक्रिया पैरामीटर प्रस्तावित हैं: तापमान 600 - 900 डिग्री सेल्सियस, उत्प्रेरक जस्ता या तांबे का सक्रिय घटक, सिलिकॉन ऑक्साइड वाहक, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ प्रतिक्रिया शुरू करने की संभावना आदि। फिलहाल, दुनिया में अधिकांश फॉर्मलाडेहाइड मेथनॉल के ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित होता है।
Divinyl और isoprene को संबंधित ग्लाइकोल या असंतृप्त अल्कोहल के निर्जलीकरण द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है। अंतिम प्रतिक्रिया एसवी लेबेदेव की विधि द्वारा डिवाइनिल के औद्योगिक उत्पादन में एक मध्यवर्ती चरण है - एथिल अल्कोहल से: 120_अध्याय 8. डायने हाइड्रोकार्बन_ इस विधि से, में ...(कार्बनिक रसायन शास्त्र)
अल्कोहल (निर्जलीकरण) से पानी का विभाजन:
एसिड अभिकर्मकों का उपयोग निर्जलीकरण उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है: सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड, एल्यूमिना, आदि। बंटवारे का क्रम सबसे अधिक बार ज़ैतसेव के नियम (1875) द्वारा निर्धारित किया जाता है: पानी के निर्माण के दौरान, हाइड्रोजन सबसे आसानी से पड़ोसी कम से कम हाइड्रोजनीकृत कार्बन परमाणु से अलग हो जाता है ...(कार्बनिक रसायन शास्त्र)
शराब ऑक्सीकरण
अल्कोहल हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक आसानी से ऑक्सीकृत होते हैं, और जिस कार्बन पर हाइड्रॉक्सिल समूह स्थित होता है वह सबसे पहले ऑक्सीकृत होता है। प्रयोगशाला स्थितियों में सबसे उपयुक्त ऑक्सीकरण एजेंट क्रोमियम मिश्रण है। उद्योग में - उत्प्रेरक की उपस्थिति में वायुमंडलीय ऑक्सीजन। मुख्य...(कार्बनिक रसायन शास्त्र)
एथिल अल्कोहल का एसिटिक अम्ल में ऑक्सीकरण।
एथिल अल्कोहल जेनेरा ग्लूकोनोबैक्टर और एसिटोबैक्टर के एसिटिक एसिड बैक्टीरिया के प्रभाव में एसिटिक एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है। वे ग्राम-नकारात्मक कीमोऑर्गनोहेटेरोट्रॉफ़िक, गैर-बीजाणु-गठन, रॉड के आकार के जीव, गतिशील या स्थिर हैं। इन प्रजातियों के एसिटिक एसिड बैक्टीरिया एक दूसरे से भिन्न होते हैं ...(सूक्ष्म जीव विज्ञान के मूल सिद्धांत)
पैराफिन का उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण
क्रोमियम ऑक्साइड पर पैराफिन का उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण भी एक महत्वपूर्ण औद्योगिक विधि है: ओलेफिन प्राप्त करने के लिए अधिकांश प्रयोगशाला विधियां विभिन्न अभिकर्मकों के उन्मूलन (उन्मूलन) की प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं: संतृप्त के संबंधित डेरिवेटिव से पानी, हैलोजन या हाइड्रोजन हलाइड ...(कार्बनिक रसायन शास्त्र)
विशेषता: रासायनिक प्रौद्योगिकी
विभाग: अकार्बनिक रसायन और रासायनिक प्रौद्योगिकी
मंजूर
विभाग प्रमुख
_____________________) (हस्ताक्षर, उपनाम, आद्याक्षर)
"_____" ____________20
पाठ्यक्रम कार्य
अनुशासन द्वारा: औद्योगिक उत्प्रेरण
_______________________________
विषय पर: उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण
________________________
कार्य का पदनाम केआर - 02068108 - 240100 - 2015
छात्र फ़ाज़िलोवा एल.ए.
लॉगिन 435
प्रमुख __________ कुज़नेत्सोवा आई.वी.
वोरोनिश - 2015
परिचय
एल्काइलैरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के डिहाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक का उत्पादन।
अल्केन्स का उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण
अल्केन्स के उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण के लिए उपकरण
उत्प्रेरकों का पुनर्जनन।
प्रयुक्त साहित्यिक स्रोतों की सूची
परिचय
डिहाइड्रोजनीकरण - एक कार्बनिक यौगिक के एक अणु से हाइड्रोजन को अलग करने की प्रतिक्रिया; प्रतिवर्ती है, रिवर्स प्रतिक्रिया हाइड्रोजनीकरण है। तापमान में वृद्धि और प्रतिक्रिया मिश्रण के कमजोर पड़ने सहित दबाव में कमी से डिहाइड्रोजनीकरण की ओर संतुलन बदलाव को बढ़ावा मिलता है। हाइड्रोजनीकरण-डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया उत्प्रेरक धातु 8B और 1B उपसमूह (निकल, प्लैटिनम, पैलेडियम, तांबा, चांदी) और अर्धचालक ऑक्साइड (Fe 2 O 3, Cr 2 O 3, ZnO, MoO 3) हैं।
औद्योगिक कार्बनिक संश्लेषण में डीहाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
1) अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण से फॉर्मलाडेहाइड, एसीटोन, मिथाइल एथिल कीटोन, साइक्लोहेक्सानोन प्राप्त होते हैं।
2) एल्काइलैरोमैटिक यौगिकों के डिहाइड्रोजनीकरण द्वारा, स्टाइरीन, α-मिथाइलस्टाइरीन, विनाइलटोल्यूइन, डिवाइनिलबेनज़ीन प्राप्त होते हैं।
3) पैराफिन डिहाइड्रोजनीकरण पैदा करता है: ओलेफिन (प्रोपलीन, ब्यूटिलीन और आइसोब्यूटिलीन, आइसोपेंटीन, उच्च ओलेफिन) और डायनेस (ब्यूटाडीन और आइसोप्रीन)
अल्कोहल का उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण
एल्डिहाइड और कीटोन के उत्पादन के लिए अल्कोहल डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं आवश्यक हैं। कीटोन्स द्वितीयक ऐल्कोहॉलों से तथा ऐल्डिहाइड प्राथमिक ऐल्कोहॉलों से प्राप्त होते हैं। कॉपर, सिल्वर, कॉपर क्रोमाइट्स, जिंक ऑक्साइड आदि प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक का काम करते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, कॉपर उत्प्रेरक की तुलना में, जिंक ऑक्साइड अधिक स्थिर होता है और प्रक्रिया के दौरान गतिविधि नहीं खोता है, हालांकि, यह निर्जलीकरण प्रतिक्रिया को भड़का सकता है। सामान्य तौर पर, अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण की प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
उद्योग में, अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण से एसिटालडिहाइड, एसीटोन, मिथाइल एथिल कीटोन और साइक्लोहेक्सानोन जैसे यौगिक बनते हैं। प्रक्रियाएं जल वाष्प की एक धारा में आगे बढ़ती हैं। सबसे आम प्रक्रियाएं हैं:
इथेनॉल डिहाइड्रोजनीकरणतांबे या चांदी के उत्प्रेरक पर 200 - 400 डिग्री सेल्सियस और वायुमंडलीय दबाव के तापमान पर किया जाता है। उत्प्रेरक किसी प्रकार का अल 2 ओ 3, एसएनओ 2 या कार्बन फाइबर है जो चांदी या तांबे के घटकों के साथ समर्थित है। यह प्रतिक्रिया वेकर प्रक्रिया के घटकों में से एक है, जो ऑक्सीजन के साथ निर्जलीकरण या ऑक्सीकरण द्वारा इथेनॉल से एसीटैल्डिहाइड प्राप्त करने के लिए एक औद्योगिक विधि है।
मेथनॉल डिहाइड्रोजनीकरण. इस प्रक्रिया को पूरी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन अधिकांश शोधकर्ता इसे फॉर्मलाडेहाइड के संश्लेषण के लिए एक आशाजनक प्रक्रिया के रूप में उजागर करते हैं जिसमें पानी नहीं होता है। विभिन्न प्रक्रिया पैरामीटर प्रस्तावित हैं: तापमान 600 - 900 डिग्री सेल्सियस, उत्प्रेरक जस्ता या तांबे का सक्रिय घटक, सिलिकॉन ऑक्साइड वाहक, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ प्रतिक्रिया शुरू करने की संभावना आदि। फिलहाल, दुनिया में अधिकांश फॉर्मलाडेहाइड मेथनॉल के ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित होता है।
2. अल्कोहल डिहाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक का उत्पादन
ऑक्साइड, 5 जिंक और आयरन युक्त अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण के लिए ज्ञात उत्प्रेरक। नवीनतम अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण के लिए एक उत्प्रेरक है, जो कि यट्रियम का ऑक्साइड है या समूह से चयनित एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व 10 है जिसमें नियोडिमियम, प्रेयोडियम, येटरबियम शामिल हैं।
ज्ञात उत्प्रेरकों का नुकसान उनकी अपर्याप्त उच्च गतिविधि और चयनात्मकता है।
विज्ञान का लक्ष्य अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक की गतिविधि और चयनात्मकता को बढ़ाना है। इस लक्ष्य को प्राप्त किया जाता है कि यट्रियम के ऑक्साइड पर आधारित उत्प्रेरक या समूह से चयनित एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व जिसमें नियोडिमियम, प्रेजोडायमियम, येटरबियम शामिल हैं, इसके अतिरिक्त टेक्नेटियम भी होता है।
उत्प्रेरक में टेक्नेटियम की शुरूआत उत्प्रेरक की गतिविधि को बढ़ाने के लिए संभव बनाती है, जो अल्कोहल रूपांतरण की डिग्री में 2-5 गुना की वृद्धि और डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया की शुरुआत के तापमान में 80 से कमी के रूप में व्यक्त की जाती है। -120 0 सी। इस मामले में, उत्प्रेरक विशुद्ध रूप से डिहाइड्रोजनिंग गुण प्राप्त करता है, जिससे चयनात्मकता बढ़ाना संभव हो जाता है। अल्कोहल के डिहाइड्रोजनीकरण की प्रतिक्रिया में, उदाहरण के लिए, आइसोप्रोपिल अल्कोहल से एसीटोन तक 100% तक।
इस तरह के उत्प्रेरक को टेक्नेटियम नमक समाधान के साथ पूर्ववर्ती उत्प्रेरक कणों को लगाने से प्राप्त किया जाता है। समाधान का आयतन उत्प्रेरक के थोक आयतन से 1.4-1.6 गुना अधिक है। उत्प्रेरक में टेक्नेटियम की मात्रा विशिष्ट रेडियोधर्मिता द्वारा निर्धारित की जाती है। गीला उत्प्रेरक सूख जाता है। सूखे उत्पाद को हाइड्रोजन की एक धारा में 1 घंटे के लिए गर्म किया जाता है, पहले 280-300 0 C (पेरटेक्नेट को टेक्नेटियम डाइऑक्साइड में बदलने के लिए), फिर 600-700 0 C पर 11 घंटे के लिए (टेक्नेटियम डाइऑक्साइड को धातु में कम करने के लिए)।
उदाहरण। उत्प्रेरक अमोनियम परटेक्नेटेट के घोल के साथ यट्रियम ऑक्साइड को संसेचन द्वारा तैयार किया जाता है, जिसकी मात्रा यट्रियम ऑक्साइड की 1.5 गुना है। गर्भवती उत्प्रेरक कणों को 2 घंटे के लिए 70-80 0 C पर सुखाया जाता है। फिर हाइड्रोजन प्रवाह में 1 घंटे के लिए 280 0 C पर 600 C के तापमान पर कमी की जाती है।
उत्प्रेरक गतिविधि का अध्ययन एक प्रवाह प्रकार की स्थापना में आइसोप्रोपिल अल्कोहल के अपघटन के उदाहरण पर किया जाता है। उत्प्रेरक वजन
1 सेमी की मात्रा में 0.5 ग्राम उत्प्रेरक कणों का आकार 1.5 - 2 मिमी है। विशिष्ट सतह क्षेत्र 48.5 एम/जी। अल्कोहल फीड रेट 0.071 मिली/मिनट है।
प्रस्तावित उत्प्रेरक पर आइसोरोपिल अल्कोहल का अपघटन केवल एसीटोन और हाइड्रोजन के गठन के साथ डीहाइड्रोजनीकरण की दिशा में होता है; कोई अन्य उत्पाद नहीं मिला। टेक्नेटियम को शामिल किए बिना येट्रियम ऑक्साइड पर, आइसोप्रोपिल अल्कोहल का अपघटन दो दिशाओं में होता है: डिहाइड्रोजनीकरण और निर्जलीकरण। उत्प्रेरक गतिविधि में वृद्धि जितनी अधिक होगी, टेक्नेटियम की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। 0.03 - 0.05% टेक्नेटियम युक्त उत्प्रेरक चयनात्मक होते हैं, जो प्रक्रिया को केवल एक दिशा में डिहाइड्रोजनीकरण की ओर ले जाते हैं।
3. एल्काइलरोमैटिक यौगिकों का निर्जलीकरण
एल्काइलैरोमैटिक यौगिकों का डिहाइड्रोजनीकरण स्टाइरीन और उसके समरूपों के संश्लेषण के लिए एक महत्वपूर्ण औद्योगिक प्रक्रिया है। ज्यादातर मामलों में, प्रक्रिया उत्प्रेरक पोटेशियम, कैल्शियम, क्रोमियम, सेरियम, मैग्नीशियम और जिंक ऑक्साइड द्वारा बढ़ावा देने वाले लौह ऑक्साइड होते हैं। उनकी विशिष्ट विशेषता जल वाष्प के प्रभाव में स्वयं को पुन: उत्पन्न करने की क्षमता है। आयरन ऑक्साइड और कॉपर के मिश्रण पर आधारित फॉस्फेट, कॉपर-क्रोमियम और यहां तक कि उत्प्रेरक भी जाने जाते हैं।
क्षारीय यौगिकों के निर्जलीकरण की प्रक्रिया वायुमंडलीय दबाव पर और 550 - 620 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कच्चे माल के दाढ़ अनुपात में 1:20 के जल वाष्प में आगे बढ़ती है। भाप न केवल एथिलबेंजीन के आंशिक दबाव को कम करने के लिए आवश्यक है, बल्कि लौह ऑक्साइड उत्प्रेरक के आत्म-पुनर्जनन को बनाए रखने के लिए भी आवश्यक है।
एथिलबेन्जीन का डिहाइड्रोजनीकरण बेंजीन से स्टाइरीन प्राप्त करने की प्रक्रिया का दूसरा चरण है। पहले चरण में, बेंजीन को एल्युमिनियम-क्रोमियम उत्प्रेरक पर क्लोरोइथेन (फ्रिडेल-क्राफ्ट्स रिएक्शन) के साथ अल्काइलेट किया जाता है, और दूसरे चरण में, परिणामी एथिलबेन्जीन को स्टाइरीन के लिए डिहाइड्रोजनीकृत किया जाता है। प्रक्रिया को 152 kJ/mol की उच्च सक्रियण ऊर्जा की विशेषता है, जिसके कारण प्रतिक्रिया दर दृढ़ता से तापमान पर निर्भर करती है। यही कारण है कि प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर की जाती है।
समानांतर में, एथिलबेन्जीन के निर्जलीकरण की प्रक्रिया में, पक्ष प्रतिक्रियाएं होती हैं - कोक गठन, कंकाल आइसोमेराइजेशन और क्रैकिंग। क्रैकिंग और आइसोमेराइजेशन प्रक्रिया की चयनात्मकता को कम करते हैं, और कोकिंग उत्प्रेरक के निष्क्रिय होने को प्रभावित करता है। उत्प्रेरक के लंबे समय तक काम करने के लिए, समय-समय पर ऑक्सीडेटिव पुनर्जनन करना आवश्यक होता है, जो गैसीकरण प्रतिक्रिया पर आधारित होता है, जो उत्प्रेरक सतह से अधिकांश कोक को "बाहर" करता है।
मूलभूत समस्या जो तब उत्पन्न होती है जब अल्कोहल ऑक्सीकरणएल्डिहाइड के लिए, यह है कि मूल अल्कोहल की तुलना में एल्डिहाइड बहुत आसानी से आगे ऑक्सीकरण के अधीन होते हैं। वास्तव में, एल्डिहाइड सक्रिय कार्बनिक अपचायक हैं। इस प्रकार, सल्फ्यूरिक एसिड (बेकमैन मिश्रण) में सोडियम बाइक्रोमेट के साथ प्राथमिक अल्कोहल के ऑक्सीकरण के दौरान, बनने वाले एल्डिहाइड को आगे ऑक्सीकरण से कार्बोक्जिलिक एसिड से संरक्षित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण से एल्डिहाइड को निकालना संभव है। और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि एल्डिहाइड का क्वथनांक आमतौर पर मूल अल्कोहल के क्वथनांक से कम होता है। इस तरह, सबसे पहले, कम उबलते एल्डिहाइड प्राप्त किए जा सकते हैं, उदाहरण के लिए, एसिटिक, प्रोपियोनिक, आइसोब्यूट्रिक:
चित्र 1।
सल्फ्यूरिक एसिड के बजाय ग्लेशियल एसिटिक एसिड का उपयोग किया जाए तो बेहतर परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।
संबंधित प्राथमिक अल्कोहल से उच्च-उबलते एल्डिहाइड प्राप्त करने के लिए, क्रोमिक एसिड टर्ट-ब्यूटाइल एस्टर का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है:
चित्र 2।
टर्ट-ब्यूटाइल क्रोमेट (एप्रोटिक नॉनपोलर सॉल्वैंट्स में) के साथ असंतृप्त अल्कोहल के ऑक्सीकरण में, कई बॉन्ड नहीं लगे होते हैं, और उच्च पैदावार में असंतृप्त एल्डिहाइड बनते हैं।
पर्याप्त रूप से चयनात्मक ऑक्सीकरण विधि है, जो एक कार्बनिक विलायक, पेंटेन या मेथिलीन क्लोराइड में मैंगनीज डाइऑक्साइड का उपयोग करती है। उदाहरण के लिए, एलिल और बेंजाइल अल्कोहल को इस प्रकार संबंधित एल्डिहाइड में ऑक्सीकृत किया जा सकता है। आउटपुट अल्कोहल गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में थोड़ा घुलनशील होते हैं, और एल्डिहाइड, जो ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप बनते हैं, पेंटेन या मेथिलीन क्लोराइड में बेहतर घुलनशील होते हैं। इसलिए, कार्बोनिल यौगिक विलायक परत में गुजरते हैं और इस प्रकार ऑक्सीकरण एजेंट के साथ संपर्क करते हैं और आगे ऑक्सीकरण को रोका जा सकता है:
चित्र तीन
प्राथमिक ऐल्कोहॉल को ऐल्डिहाइड में ऑक्सीकृत करने की तुलना में द्वितीयक ऐल्कोहॉलों को कीटोन में ऑक्सीकृत करना बहुत आसान है। यहां पैदावार अधिक है, क्योंकि, सबसे पहले, माध्यमिक अल्कोहल की प्रतिक्रियाशीलता प्राथमिक लोगों की तुलना में अधिक है, और दूसरी बात, कीटोन्स, जो बनते हैं, एल्डिहाइड की तुलना में ऑक्सीकरण एजेंटों के लिए बहुत अधिक प्रतिरोधी हैं।
अल्कोहल के ऑक्सीकरण के लिए ऑक्सीकरण एजेंट
ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में अल्कोहल के ऑक्सीकरण के लिए, संक्रमण धातुओं पर आधारित अभिकर्मकों - हेक्सावलेंट क्रोमियम के डेरिवेटिव, चार और सात वैलेंट मैंगनीज - ने व्यापक आवेदन पाया है।
एल्डिहाइड के लिए प्राथमिक अल्कोहल के चयनात्मक ऑक्सीकरण के लिए, पाइरिडीन के साथ $CrO_3$ कॉम्प्लेक्स - $CrO_(3^।) 2C_5H_5N$ (सारेट-कोलिन्स अभिकर्मक) को वर्तमान में सबसे अच्छा अभिकर्मक माना जाता है, और कोरी का अभिकर्मक - पाइरिडिनियम क्लोरोक्रोमेट $CrO_3Cl ^-C_5H_5N^ +H$ मेथिलीन क्लोराइड में। लाल $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ कॉम्प्लेक्स $CrO_(3^.)$ की धीमी बातचीत से 10-15 $^\circ$C पर पाइरीडीन के साथ प्राप्त किया जाता है। ऑरेंज पाइरिडिनियम क्लोरोक्रोमेट 20% हाइड्रोक्लोरिक एसिड में क्रोमियम (IV) ऑक्साइड के घोल में पाइरीडीन मिलाकर प्राप्त किया जाता है। ये दोनों अभिकर्मक $CH_2Cl_2$ या $CHCl_3$ में घुलनशील हैं:
चित्र 4
ये अभिकर्मक एल्डिहाइड की बहुत अधिक पैदावार प्रदान करते हैं, लेकिन पाइरिडिनियम क्लोरोक्रोमेट का महत्वपूर्ण लाभ है कि यह अभिकर्मक प्रारंभिक अल्कोहल में दोहरे या ट्रिपल बॉन्ड को प्रभावित नहीं करता है और इसलिए असंतृप्त एल्डिहाइड की तैयारी के लिए विशेष रूप से प्रभावी है।
प्रतिस्थापित एलिल अल्कोहल, मैंगनीज (IV) ऑक्साइड $MnO_2$ के ऑक्सीकरण द्वारा $α¸β$-असंतृप्त एल्डिहाइड प्राप्त करने के लिए
इन ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ अल्कोहल की प्रतिक्रियाओं के उदाहरण नीचे दिए गए हैं:
अल्कोहल का उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण
कड़ाई से बोलते हुए, कार्बोनिल यौगिकों के लिए अल्कोहल का ऑक्सीकरण मूल अल्कोहल के अणु से हाइड्रोजन के उन्मूलन के लिए कम हो जाता है। इस तरह के दरार को न केवल पहले चर्चा की गई ऑक्सीकरण विधियों का उपयोग करके, बल्कि उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण का उपयोग करके भी किया जा सकता है। उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण एक उत्प्रेरक (तांबा, चांदी, जिंक ऑक्साइड, क्रोमियम और कॉपर ऑक्साइड का मिश्रण) की उपस्थिति में अल्कोहल से हाइड्रोजन को विभाजित करने की प्रक्रिया है, दोनों ऑक्सीजन के साथ और बिना। ऑक्सीजन की उपस्थिति में डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया को ऑक्सीडेटिव डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया कहा जाता है।
बारीक बिखरे हुए तांबे और चांदी के साथ-साथ जिंक ऑक्साइड को अक्सर उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। एल्डिहाइड के संश्लेषण के लिए अल्कोहल का उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण विशेष रूप से सुविधाजनक है, जो बहुत आसानी से एसिड में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।
उपरोक्त उत्प्रेरक एक विकसित सतह के साथ अक्रिय वाहकों पर अत्यधिक छितरी हुई अवस्था में लागू होते हैं, उदाहरण के लिए, एस्बेस्टस, झांवा। उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया का संतुलन 300-400 $^\circ$C के तापमान पर स्थापित होता है। डिहाइड्रोजनीकरण उत्पादों के आगे परिवर्तन को रोकने के लिए, प्रतिक्रिया गैसों को तेजी से ठंडा किया जाना चाहिए। डिहाइड्रोजनीकरण एक बहुत ही एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है ($\triangle H$ = 70-86 kJ/mol)। यदि प्रतिक्रिया मिश्रण में हवा मिला दी जाती है तो हाइड्रोजन का निर्माण किया जा सकता है, तो समग्र प्रतिक्रिया अत्यधिक एक्ज़ोथिर्मिक ($\triangle H$ = -(160-180) kJ / mol) होगी। इस प्रक्रिया को ऑक्सीडेटिव डिहाइड्रोजनीकरण या ऑटोथर्मल डिहाइड्रोजनेशन कहा जाता है। यद्यपि डिहाइड्रोजनीकरण का उपयोग मुख्य रूप से उद्योग में किया जाता है, इस विधि का उपयोग प्रयोगशाला में प्रारंभिक संश्लेषण के लिए भी किया जा सकता है।
स्निग्ध ऐल्कोहॉलों की संतृप्ति डीहाइड्रोजनीकरण अच्छी पैदावार में होता है:
चित्र 9
उच्च उबलते अल्कोहल के मामले में, प्रतिक्रिया कम दबाव में की जाती है। डिहाइड्रोजनीकरण की स्थिति में असंतृप्त अल्कोहल को संबंधित संतृप्त कार्बोनिल यौगिकों में बदल दिया जाता है। बहु $C = C$ बंधन का हाइड्रोजनीकरण हाइड्रोजन के साथ होता है, जो प्रतिक्रिया के दौरान बनता है। इस पक्ष प्रतिक्रिया को रोकने के लिए और उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण द्वारा असंतृप्त कार्बोनिल यौगिकों को प्राप्त करने में सक्षम होने के लिए, प्रक्रिया 5-20 मिमी एचजी पर वैक्यूम में की जाती है। कला। जल वाष्प की उपस्थिति में। यह विधि आपको कई असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक प्राप्त करने की अनुमति देती है:
चित्र 10.
अल्कोहल डिहाइड्रोजनीकरण का अनुप्रयोग
एल्डिहाइड और कीटोन के संश्लेषण के लिए अल्कोहल का डिहाइड्रोजनीकरण एक महत्वपूर्ण औद्योगिक तरीका है, जैसे कि फॉर्मलाडेहाइड, एसिटालडिहाइड और एसीटोन। ये उत्पाद तांबे या चांदी के उत्प्रेरक पर डीहाइड्रोजनीकरण और ऑक्सीडेटिव डिहाइड्रोजनीकरण दोनों द्वारा बड़ी मात्रा में उत्पादित होते हैं।
