Процессы окисления

Окисление — наиболее распространенный метод получения различных кислородсодержащих соединений из углеводородного сырья и некоторых функциональных производных углеводородов различных классов. Это обусловлено, во-первых, многообразием реакций окисления, во-вторых, доступностью и низкой стоимостью большинства окислителей, среди которых главное место занимает кислород воздуха. В окислительных превращениях следует различать полное и неполное окисление.

Под полным окислением понимают процесс сгорания органических веществ с образованием воды, диоксида углерода, оксидов азота и серы. В органическом синтезе полное окисление является нежелательным побочным процессом.

Имеющие промышленное значение реакции неполного окисления можно разделить на три основные группы.

1. Окисление без разрыва углеводородной цепи (связи C−C). Может протекать:

— по насыщенному атому углерода алканов, циклоалканов, алкенов;

— по боковым цепям алкилароматических соединений;

— по частично окисленным атомам углерода в спиртах и альдегидах;

— по двойной связи алкенов с образованием карбонильных соединений или α-оксидов;

— по атомам серы, фосфора и других элементов.

2. Деструктивное окисление, протекающее с расщеплением углерод-углеродных связей. Деструкция может протекать по ординарной связи C−C, двойной C=C, тройной C≡C или ароматической C_аром−C_аром.

3. Окислительная конденсация, окислительный аммонолиз — окисление, сопровождающееся связыванием молекул исходных реагентов.

К окислительным агентам относятся:

— молекулярный кислород (воздух, технический кислород) пригоден для большинства реакций, чистый кислород более дорог. Уменьшение скорости реакции компенсируют повышение температуры или давления (рост парциального давления кислорода);

— азотная кислота — второй после кислорода окислитель концентрацией 40-60 % (выше идет также реакция нитрования). Применяется главным образом для деструктивного окисления циклических и нена­сыщенных соединений, но не используется для окисления парафинов

OH + 4HNO₃ → HOOC−(CH₂)₄−COOH + 2N₂O₃ + 3H₂O

Регенерация проводится по следующей реакции:

N₂O₃ + O₂ + H₂O → 2HNO₃

— пероксидные соединения (главным образом пероксид водорода H₂O₂ в виде 30 % мас. водного раствора и надуксусная кислота CH₃COOOH), а также гидропероксиды RCOOH. Последние дороги и используются там, где нельзя применять кислород или азотную кислоту, в основном при эпоксидировании.

R−CH=CH₂ + CH₃COOOH → R−CH−CH₂ + CH₃COOH

\ /

Дата добавления: 2014-01-11