7. Процессы фторирования: фторирование молекулярным фтором и высшими фторидами металлов. Фторирование фтористым водородом и его солями. Производство фреонов. Фторорганические мономеры.
Из реакций введения атомов фтора в молекулы органических веществ главное промышленное значение имеют следующие:
1) Действие молекулярного фтора и некоторых фторидов металлов, находящихся в высшем валентном состоянии (CoF3, AgF2); при этом происходит главным образом замещение на фтор атомов водорода в органических соединениях;
2) Действие фторида водорода и его солей, в которых атомы металла находятся в нормальном валентном состоянии (AgF, HgF2, SbF3); при этом на фтор замещаются в основном атомы хлора, и промежуточной стадией получения фторорганических соединений является хлорорганический синтез.
Фторирование фтористым водородом и его солями:
К замещению атомов
хлора на фтор способны хлорпроизводные
с достаточно подвижным атомом галогена,
причем в этом отношении сохраняется
обычная зависимость реакционной
способности от строения:
Для замещения атомов хлора в сульфохлоридах, хлорангидридах карбоновых кислот и хлоргидринах пригоден фторид калия:
Замещение атомов хлора протекает по типу последовательно-параллельных реакций, и состав продуктов зависит от соотношения исходных реагентов:
Производство фреонов:
Фреонами называют фторхлорпроизводные метана и этана. Это — газообразные вещества или низкокипящие жидкости со слабым запахом, очень мало токсичные и совершенно негорючие. Такие свойства обеспечили их широкое использование в качестве хладагентов в холодильных машинах.
Важнейшие фреоны получают в промышленности замещением атомов хлора на фтор в хлороформе, тетрахлорметане, тетра-, пента- и гексахлорэтане и метилхлороформе. Ниже приведены названия некоторых фреонов и температуры их кипения (или конденсации) при атмосферном давлении:
Фторорганические мономеры:
Из фторорганических мономеров важное практическое значение имеют тетрафторэтилен и монохлортрифторэтнлен.
Тетрафторэтилен
.
Сырьем служит дифтормонохлорметан
(фреон-22), который при 650-700 °С превращается
в тетрафторэтилен с выделением HCl:
Монохлортрифторэтилен
является газом. Промышленный способ
его получения состоит во взаимодействии
спиртового раствора
1,1,2-трифтортрихлорэтана (фреон-113) с
цинком, предварительно активированным
соляной кислотой:
8. Процессы окисления, окислительные агенты. Производство кетона и фенола кумольным методом.
Процессы окисления:
В органической химии и технологии процессами окисления остается считать превращения веществ под действием тех или иных окислительных агентов. Среди них надо также различать полное и неполное окисление. Под первым понимают сгорание веществ с образованием диоксида углерода и воды:
В органическом синтезе полное окисление является нежелательным побочным процессом. Для синтеза важны лишь реакции неполного окисления, которые можно разделить на 3 главные группы:
1. Окисление без разрыва углеродной цени, когда число атомов углерода остается таким же, как в исходном соединении. Эти реакции можно в свою очередь, разделить на 2 группы: окисление по насыщенному атому углерода в парафинах, нафтенах, олефинах и алкилароматических углеводородах и в производных этих соединений, особенно в спиртах и альдегидах:
и окисление по двойной связи с образованием α-оксидов (эпоксидирование), карбонильных соединений или гликолей:
2. Деструктивное окисление, протекающее с расщеплением углерод-углеродных связей. К нему способны углеводороды (и их производные) ряда парафинов, нафтенов, олефинов и ароматические углеводороды. Деструкция протекает по связям С–С, С=С или Сар–Сар:
3. Окисление, сопровождающееся связыванием молекул исходных реагентов (окислительная конденсация, или окислительное сочетание):
Последняя реакция называется окислительным аммонолизом.
Окислительные агенты (самые распространенные):
1) Молекулярный кислород (в виде воздуха, технического кислорода или даже азотокислородных смесей с небольшим содержанием О2)
2) Азотная кислота (реже оксиды азота)
3) Пероксидные соединения, главным образом пероксид водорода и перуксусная кислота (а в последнее время – и гидропероксиды)
Производство ацетона и фенола кумольным методом:
Изопропилбензол С6Н5—СН(СН3)2, иначе называемый кумолом, представляет собой бесцветную жидкость (т. кип. 152,5°С). Его получают алкилированием бензола пропиленом:
Кумольный метод получения фенола и ацетона:
