Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Алкан метатезі – алкан молекуласын қайта құру арқылы ұзын немесе қысқа алкан өнімдерін алуға мүмкіндік беретін химиялық реакциялар класы. Бұл реакция олефин метатезіне ұқсас, алайда олефин метатезі көміртек-көміртек екі байланысын үзіп, қайта жасайды, ал алкан метатезі көміртек-көміртек бір байланысымен жұмыс істейді.
Alkane metathesis is a class of chemical reaction in which an alkane is rearranged to give a longer or shorter alkane product. It is similar to olefin metathesis, except that olefin metathesis cleaves and recreates a carbon carbon double bond, but alkane metathesis operates on a carbon carbon single bond.
Мысалдар мен катализаторлар
Алкандар метатезі металл құрамындағы қосылыстармен немесе кешендермен катализделеді. Жан-Мари Бассе тобы ашқан және дамытқан осындай катализатор жүйелерінің бір класы 25°С-тан 200°С-қа дейінгі температурада кремнийдің (SiO2) үстіндегі тантал гидридінен (TaH) тұрады. Бұл жүйелер этанды метанға, пропанға және бутанның ізіне айналдыру реакциясын катализдейді. Кросс-метатез де жүзеге асуы мүмкін, мысалы, метан мен пропан екі молекула этан беру үшін реакцияласады. Этан толуолмен реакцияласып, этилбензол мен ксиленді түзеді. Реакцияда олефин метатезі сияқты металлоциклобутан аралықтары қатысады. Жоғары алькандардың метатезі үшін тиімді екі катализаторлық жүйелер де әзірленді. Бұл жүйелер екі катализатордың бірлесіп жұмыс істеуіне негізделген, біреуі трансферлік дегидрогенациялауға, екіншісі олефин метатезіне арналған. Бернетт пен Хьюз алюминий оксидінің үстіндегі платинаны (Pt) кремний оксидінің үстіндегі вольфрам оксидімен (W) араластырылған гетерогенді жүйе туралы хабарлады. Брукхарт пен Голдман иридийге негізделген дегидрогенациялау катализаторлары және "Шрок типті" молибденге негізделген олефин метатезі катализаторларына негізделген жүйелерді сипаттады. Иридийге негізделген катализаторлар n-алкандардың соңғы бөліктеріне қатысты селективтілік көрсететіндіктен, бұл жүйелер өнімнің молекулалық салмағына белгілі бір селективтілікпен алкан метатезін жүзеге асыруға ерекше қабілетті. Мысалы, n-гександы этанға және n-деканға негізгі өнімдер ретінде айналдыруға болады. Алкандар метатезіне қатысты мұнай-химия және отын салаларында көптеген қолданулар қарастырылуы мүмкін. Мысалы, Фишер-Тропш реакторларынан алынатын дизельдік фракцияның (C9H20-дан C19H40-қа дейін) жалпы өнімділігін арттыру мақсатында n-гександы n-деканға және этанға айналдыру ұсынылған, бұл реакторлар синтез газын n-алкандардың кең ауқымына айналдырады. Скотт, Голдман және Брукхарт циклоалкандар метатезін пінцерлік Ir/Mo жүйесімен жүргізгендерін хабарлады. Мысалы, циклооктаны (цикло C8H16) циклогексадеканға (цикло C16H32) және жоғары сақиналы қосылыстарға, сондай-ақ полимерлерге айналады.
Alkane metathesis is catalyzed by metal containing compounds or complexes. One such class of catalyst systems, discovered and developed by the group of Jean Marie Basset, comprises tantalum hydride supported on silica (SiO2)TaH at temperatures of 25°C to 200°C. These systems catalyze the conversion of ethane to give methane, propane and traces of butane. Cross metathesis can also take place, for example methane and propane can react to give two molecules of ethane. Ethane reacts with toluene to give ethylbenzene and xylene. The reaction involves metallocyclobutane intermediates just as in olefin metathesis. Dual catalyst systems have also been developed which are effective for the metathesis of higher alkanes. These systems are based on the tandem operation of two catalysts, one for transfer dehydrogenation and one for olefin metathesis. A heterogeneous system consisting of Pt on alumina mixed with W oxide on silica was reported by Burnett and Hughes. Systems based on pincer iridium dehydrogenation catalysts and either "Schrock type" Mo based olefin metathesis catalysts have been reported by Brookhart and Goldman. Because the iridium based catalysts show selectivity for the termini of n alkanes, these systems have the unique ability to effect alkane metathesis with some selectivity for product molecular weight. Thus for example n hexane can be converted to ethane and n decane as the major products. Numerous applications for alkane metathesis involving petrochemicals and fuels can be envisaged. For example, the conversion of n hexane to n decane and ethane has been proposed for the purpose of improving the overall yield of diesel grade n alkane (C9H20 to C19H40) from Fischer–Tropsch reactors, which convert syngas to a broad range of n alkanes. Scott, Goldman and Brookhart have reported the metathesis of cycloalkanes with the pincer Ir/Mo system. Cyclooctane (cyclo C8H16), for example is converted to a mixture of cyclohexadecane (cyclo C16H32) and higher rings as well as polymers.