Іванівський державний хіміко-технологічний університет
Доповідь на тему:
«металокомплексної каталіз»
Підготували:
студенти гр.4-11
Гончаренко А., Родніна Д.
Викладач:
Лефёдова О.В.
Іваново +2014
металокомплексної каталіз
Велике значення координаційні сполуки придбали в якості каталізаторів промислово важливих процесів. Запатентовано величезну кількість різних координаційних сполук, що каталізують різноманітні реакції.
Координаційні сполуки здатні активувати молекули водню, кисню, оксиду вуглецю (II), олефінів, ацетиленів та інших з'єднань.
Перейдемо до розгляду особливостей металокомплексного каталізу:
) М'які умови протікання процесів;
) Висока вибірковість і стереоселективність;
) Гомогенність процесу
) Центральні атоми - перехідні метали і метали платинової групи;
Ліганди - молекули, що мають вакантні орбіталі (СО, олефіни, фосфіни і т.д.), які можуть взаємодіяти з заповненими орбиталями металу, утворюючи?-датівние зв'язку.
Історія відкриття і впровадження в промисловість металокомплексного каталізу починається в 1938 р, коли німецький хімік О.Роелен відкрив реакцію, що дозволяє перетворювати олефіни в кисневмісні сполуки. В якості каталізаторів використовувалися карбонільні сполуки перехідних металів. У першу чергу була вивчена реакція з етиленом і встановлено, що вона протікає по двох напрямках:
СН2=СН2 + СО + Н2= gt; СН3СН2СНО
СН2=СН2 + СО + Н2= gt; СН3СН2С (О) СН2 СН3
У промисловості вона отримала назву «оксо-реакції». Однак згодом було встановлено, що кетони утворюються не з усіх олефінів, і тому процес частіше стали називати «гідроформілірованіе». У загальному вигляді його можна записати наступним чином:
RCH=CH2 + CO + H2? RCH2CH2CHO
Найбільш поширеним каталізатором даного процесу є HCo (CO) 4, але з успіхом застосовується і [Rh (PPh3) 2 (CO) Cl].
На початку 50-х років в промисловому масштабі почав здійснюватися процес полімеризації етилену (а потім і пропилену) в м'яких умовах на каталізаторах, вперше запропонованих Циглером. Вони засновані на галогенидах і алкілгалогеніду металів, наприклад на TiCl3 і Al (C2H5) 2Cl. Раніше у відсутності цих каталізаторів процес здійснювався при тисках близько 2000 атм (2 * 105 Па). Каталізатори ціглеровского типу дозволили знизити тиск більш ніж в 100 разів. Не менш важливо, що виходять при цих умовах полімери мають стереорегулярность будова, тобто для них характерна значно менша розгалуженість макромолекул і високий ступінь кристалічності. Стереорегулярность цих полімерів була встановлена ??Натта. За основоположні роботи з каталітичної полімеризації олефінів при низькому тиску Циглер і Натта в 1963р. були удостоєні Нобелівської премії.
Мільйони тонн оцтової кислоти у світі отримують шляхом каталітичного карбонилирования метанолу по реакції:
СН3ОН + СО? СН3СООН
Каталізатором процесу служить комплекс [Rh (PPh3) 2 (CO) Cl], а промотором CH3I. Останній можна отримувати взаємодією метанолу з йодистоводородной кислотою.
Практично одночасно Шмідт і Хафнер у ФРН, а Сиркін і Моїсеєв у СРСР розробили каталітичний спосіб промислового виробництва ацетальдегіду з етилену. При пропущенні етилену через водний розчин, що містить хлорид паладію (II), йде реакція
C2H4 + PdCl2 + H2O? CH3COH + Pd (0) + 2HCl
При наявності в розчині хлориду міді (II) паладій регенерується у відповідності з рівнянням
Pd + 2CuCl2= gt; PdCl2 + 2CuCl
Окислення міді проводять киснем повітря.
Синтез ацетальдегіду здійснюють в одну операцію, пропускаючи суміш етилену і кисню в реактор, що містить хлориди паладію (II) і міді (II).
Крім промислових процесів металокомплексної каталіз зустрічається в багатьох природних процесах. Приклади таких процесів представлені в таблиці.
Природні процеси:
Технологічні процеси:
металокомплексної каталіз можна...
