1 Әдеби шолу

1.1 Ароматты қосылыстарды алкилдеу механизмі

Алкилароматты көмірсутектер өндірісі органикалық синтездің маңызды қосылыстарының бірі. Маңызды болу себебі тұрмыс – тіршілікте адамзат баласының күнделікті өмірге қажетті заттарды өтейді. Айта кетер болсақ, стиролдың шикізат ретінде қолданысы, фенолдар мен ацетондар, креозолдар, бағалы майлар мен синтетикалық жақпа майлар, жуғыш заттар және де полимерлі материалдар.

Ароматты сақинаға алкил радикалын енгізудің әртүрлі жолдармен жүргізуге болады. Бірақ тәжірибелік жағынан жоғары алкилбензолдардың синтезінің қазіргі кездегі мағыналысы, бензолды жоғары олефиндермен аклкилдеу немесе хлорпарафиндермен моно орын басу арқылы жүзеге асырылады.

Термодинамикалық есептеулер көрсеткендей, бензол олефин көмірсутектерімен реакцияға түскенде температурасы ≈ 300°С-ге

C ₆H₆ + C_nH_2n C₆H₅C_nH_2n+1

жуық мәнде реакция тепе-теңдігі оңға қарай ығысады. Алкилароматты қосылыстарды деалкилдеу (с отщеплением свобод­ного олефина) тек жоғары температураларда ғана мүмкін.

Моноалкилбензолдың түзілуінен кейін кезекті түрде ароматты ядроға жаңа алкил топтарының қосылуымен жүреді, сол қосылыстардың кейде мүмкін болғанда гексаалкилбензолдың түзілуіне дейін барады. Кейбір катализаторлардың қатысында алкилдеу реакциясымен бірге параллельді түрде трансалкилдеу(қайта алкилдену,алкил топтарының молекулааралық ауысымы) жүреді. Мысалы:

C ₆H₄(R)₂ + C₆H₆ 2 C₆H₅R

Трансалкилдеу реакциясы температураның жоғары диапазонында жүреді. Сол себепті алкилдеу реакциясын жүргізер алдын мүмкін болатын тепе-теңдік орнатылады. Тепе-теңдікте ескерілетіні жүйедегі температурадан басқа ароматты ядро менен алкил топтарының санын есепке алады.

Алкилдеу реакциясы протонды және апротонды қышқылдарымен катализденеді. Процесс катализаторы ретінде күкірт қышқылы, кизельгурге жағылған фосфор қышқылы, алюминий фосфаты, гидрат түріндегі фторлы бор немесе молекулалық қосылыс түріндегі фосфор қышқылы, хлорлы алюминий секілді катализаторлар.

Бензолды олефинмен алкилдеу процессі алюминий хлоридінің қатысында катализатор рөлін комплексті АlСl₃ ароматты көмірсутектермен және сутегі хлоридімен бірге атқарады. Бұл комплекс бірнеше ароматты көмірсутектер молекуласымен сольватты қабат түзіп қоршалған карбокатион тұзымен (σ-комплекс) ұсынылады:

Бензолды олефиндермен алкилдеу – электрофильді орын басу реакциясына тән. σ-комплекс протоны олефин молекуласына беріледі де, түзілген карбонатты қосылыс ароматты қосылысты шабуылдайды:

Алюминий хлориді қатысында алкилдеу сақина ядросына алкил тобының енуінің қайтымсыз реакциясымен, және алкилбензолдарды қайта алкилдеу қайтымды реакцияларымен жетектеліп жүреді:

Катализаторлы комплекс араластырғышы бар жеке аппаратта дайындалады. Комплекстің максимальді активтілігіне және санитарлы-гигиеналық таза катализаторлы комплекс алу мақсатында жүйе тоқтаусыз түрде өтеді. Комплекстің бастапқы шикізаты ретінде AlСl₃, осушенный бензол және алкилбензолды фракциясы (моно - или полиалкилбензол) қолданылады.

Бастапқы бұл қосылыста комплекс түзілуі үшін құрамында сутегі хлориді (0,5 моль 1 моль AlCl₃-ға пара-пар) болуы қажет. Мұны ,сәйкесінше, шикізатқа алкилхлоридін белгіленген мөлшерде қосу арқылы(бензолмен әрекеттесіп алкилбензол және сутегі хлоридін түзеді) немесе алюминий хлоридінің сумен бөлшекті ыдырауымен алуға болады [2].