Программа МК9 «Промышленные процессы восстановления»

1.Механизм восстановления натрием в спирте, натрием в жидком аммиаке, амальгамой натрия, железом в электролитах.

2.Приведите пример и укажите область применения восстановления натрием в спирте, натрием в жидком аммиаке, амальгамой натрия, амальгамой цинка, цинком в кислой среде, цинком в щелочной среде, оловом, хлоридом олова, сернистыми щелочами, железом в электролитах. Приведите пример и укажите достоинства и недостатки восстановления натрием в спирте; способ, позволяющий облегчить отвод тепла; реакции, снижающие выход продукта. Приведите пример и укажите особенности восстановления цинком в среде муравьиной кислоты. В какой форме используется цинк в процессах восстановления? Достоинства и недостатки этой формы. С помощью уравнений реакций объясните, почему практический и теоретический расход щелочи при восстановлении цинком отличаются. С чем связаны технологические трудности восстановления цинком в щелочной среде? Приведите пример и укажите условия восстановления карбонильных соединений амальгамой цинка. Приведите пример и укажите, в чем заключается проблема утилизации отходов при восстановлении железом. Подготовка чугунной стружки для восстановления. Приведите пример и укажите основные достоинства и недостатки восстановления водородом на катализаторах.

3. Технология восстановления натрием в спирте, натрием в жидком аммиаке, амальгамой натрия, амальгамой цинка, цинком в кислой среде, цинком в щелочной среде, оловом, хлоридом олова, сернистыми щелочами, чугунной стружкой в электролитах.

4.С какой целью при восстановлении натрием в спирте этиловый спирт заменяют более высококипящим?

5.Напишите схему реакции натрия со спиртом и укажите, является она основной или побочной? Напишите схемы реакций восстановления нитробензола сульфидом и гидросульфидом натрия. Приведите пример и укажите основные достоинства и недостатки восстановления сернистыми щелочами.

6.Как можно регенерировать олово после проведения процесса восстановления? Приведите пример и укажите основной недостаток восстановления оловом, хлоридом олова; чем отличаются технологии восстановления оловом и хлоридом олова.

7. Напишите схему восстановления 2-бутина (изобутилхлорида, 2-пентина, метилвалерата, натрийэтиладипината) натрием в жидком аммиаке. Напишите схему восстановления нафталина (1,3-бутадиена, ацетофенона, п-гидроксиацетофенона, бензальдегида) амальгамой натрия.

8.Напишите уравнение восстановления этилбутирата (пропилкапроноата, метилглутарата, натрийметилсукцината, натрийметилглутарата) натрием в спирте. Напишите схему реакции восстановления нитробензола избытком цинка в среде муравьиной кислоты; бензолсульфохлорида цинком в кислой среде; ацетофенона амальгамой цинка (цинком в щелочной среде); п-нитрофенола избытком цинка в кислой среде; п-гидроксиацетофенона цинком в щелочной среде (амальгамой цинка); 1-нитронафталина избытком цинка в среде муравьиной кислоты; бензофенона амальгамой цинка (цинком в щелочной среде); 4-нитро-1-нафтола избытком цинка в кислой среде; п-толуолсульфохлорида цинком в кислой среде; 4-нитро-1-нафтола избытком цинка в щелочной среде.

ЗАНЯТИЕ №16

Тема занятия: Методы окисления в промышлености (2 ч).

Актуальность темы: Практическоезначение реакций окисления очень велико. В промышленности органического синтеза на многотоннажных производствах путем окисления получают разнообразные полупродукты (кислоты, ангидриды, акрилонитрил, альдегиды и др.)

Цель занятия: ознакомить студента с промышленными методами окисление органических соединений.

Конкретные задачи. Студент должен знать: основные методы окисления, область их применения, достоинства и недостатки. Студент должен уметь: выбрать метод окисления в зависимости от свойств субстрата.

При подготовке к практическому занятию студент обязан проработать материал лекций, основной и дополнительной литературы в соответствии с темой, целью и конкретными задачами, после чего ответить на приведенные ниже задания и вопросы.

Обратите внимание на основные методы окисления, используемые в промышленности, их особенности, область применения, достоинства и недостатки. Будьте готовы ответить на следующие вопросы:

Общие сведения о процессах окисления в химическом синтезе БАВ. Процесс окисления, степень окисления, окислители, значение процессов окисления в химическом синтезе БАВ.

Окисление предельных углеводородов до алкенов. Дегидрирование на катализаторе, хлоранилом, ДДХ и диоксидом селена. Примеры использования в промышленном химическом синтезе БАВ. Получение альдегидов и кетонов окислением активированной метильной или метиленовой группы. Технологические приемы, повышающие выход альдегидов. Методы получения альдегидов: дегидрирование первичных спиртов, из бензиламина и бензилгалогенидов по реакции Соммле, окислением толуола, окислением бензилгалогенидов, окислением двуокисью селена. Методы получения кетоном: окисление вторичных спиртов бихроматом и алкоголятами алюминия (метод Оппенауэра); окисление гидроксисоединений хлором, ароматических соединений хромовым ангидридом. Основные параметры процессов. Примеры использования в промышленном химическом синтезе БАВ. Получение карбоновых кислот окислением алкильных групп. Окисление алканов кислородом воздуха; основные характеристики процесса: сырьё, условия реакции, механизм, продукт реакции, его выход и использование. Окисление активированных алкильных групп. Окисление боковых цепей ароматических соединений бихроматом в кислой среде и разбавленной азотной кислотой. Окисление толуола и его производных. Синтез пиридин карбоновых кислот, оксилительное аминирование. Окисление алифатических кетонов и вторичных спиртовхромовой смесью или азотной кислотой. Синтез жирных кислот. Электрохимическое окисление альдегидов. Примеры использования в промышленном химическом синтезе БАВ. Окисление ароматических и непредельных углеводородов. Расщепление ароматических соединений кислородом на катализаторе, бихроматом в кислой среде, перманганата калия в слабощелочной среде, хлоратом натрия, озоном. Окисление непредельных соединений до кислот и карбонильных соединений. Озонолиз.