Реферат: Процеси окиснення вуглеводнів
RСНО + O2 ® =О + НОО·
2RООН ® RО· + RОО· + Н2 О
Остання реакція прискорюється солями металів перемінної валентності (ацетати і нафтени кобальту, марганцю та ін.):
RООН + Mn(OAс)2 ® RО· + HOMn(OAс)2
RООOН + Co(OAс)2 ® ROО· + HOCo(OAс)2
Утворення радикалів може відбуватися за рахунок окиснення гідропероксидів, альдегідів або вуглеводнів валентною формою каталізатора:
RООН + Mn3+ ® RОО· + Mn2+ + Н+
RН + Co3+ ® R· + Co2+ + Н+
Стадії продовження ланцюгу та утворення продуктів розглядалися раніше.
Обрив ланцюгу при газофазному окисненні звичайно протікає лінійно при зіткненні пероксидного радикалу зі стінкою:
НОО· ® НООадс
При рідинофазному окисненні відбувається обрив на найменш реакційно-здатних пероксидних або пероксиацильних радикалах з утворенням молекулярних продуктів.
Обрив ланцюгу може відбуватися на інгібіторах (сіркоміски з'єднання, феноли).
На практиці некаталітичне окиснення в рідкій фазі застосовують тільки при синтезі гідропероксидів і пероксикислот:
R· + O2 ROO·
ROO· + RH ROOH +R·
2ROOH RO· + ROO· + H2 O
ROOH RO· + HO·
2ROO· молекулярные продукты
Для інтенсифікації початкової стадії окиснення вигідно додавати у вихідну суміш готовий гідропероксид.
При каталітичному окисненні, наприклад альдегідів, кінетику процесу визначають такі елементарні стадії:
RСНО + Со3+ ® + Со2+ + Н+
+ О2 ® RСОOO·
RСОOO· + RСНО ® RСООOН +
RСООOН + Со2+ ® RСОO· + HO- + Со3+
2RСОOO· ® молекулярні продукти
Енергія активації при гомогенно-каталітичному окисненні вуглеводнів у рідкій фазі складає 50-84 кДж/моль у порівнянні з 105-147 кДж/моль при термічному або ініційованому окисненні.
3.5 Селективність окиснення
Селективність залежить від розвитку рівнобіжних і послідовних перетворень при утворенні цільових і побічних продуктів. Рівнобіжні перетворення можуть бути обумовлені двома факторами: реакціями по різних атомах вуглецю в молекулі вихідного реагенту або рівнобіжним утворенням речовин з різними функціональними групами. Перші реакції залежать від відносної реакційної здатності різних атомів водню при атаці пероксидним або іншим кисеньмістким радикалом. У цьому відношенні радикально-ланцюгове окиснення відрізняється порівняно високою селективністю, що залежить від малої активності пероксидних радикалів. Реакційна здатність атомів водню у третинного, вторинного і первинного атомів вуглецю відноситься приблизно як 100:10:1.
Рівнобіжне утворення речовин з різними функціональними групами (утворення спиртів і кетонов з вуглеводнів, карбонових кислот і ангідридів з альдегідів) можна регулювати, підбираючи відповідні параметри процесу.