第八章 羰基化过程.ppt

第八章羰基化反应
Carbonyl Reaction
Chemical Technology
烯烃与CO及H2在过渡金属配合物的催化作用下发生加成反应,生成比原料烯烃多一个碳原子的醛。这个反应被命名为羰基合成(Carbonyl synthesis),也叫Röelen反应。
随着一碳化学的发展,有一氧化碳参与的反应类型逐渐增多,通常将在过渡金属络合物(主要是羰基络合物)催化剂存在下,有机化合物分子中引入羰基(>C=O)的反应均归入羰化反应的范围,其中主要有两大类。
甲醇的羰化反应
不饱和化合物的羰化反应
羰化反应的类型
反应类型
(1)氢甲酰化(与CO和H2反应)
在双键两端的C原子上分别加上一个氢和一个甲酰基(-HCHO)
①烯烃的氢甲酰化
②烯烃衍生物的氢甲酰化
(不饱和醇、醛、酯、醚,含卤素、含氮化合物等中的双键都能进行羰基合成反应,但官能团不参与反应。)
(2)氢羧基化(与CO和H2O反应)
(3)氢酯化(与CO和ROH反应)
(4)不对称合成
某些结构的烯烃进行羰基合成反应能生成含有对映异构体的醛。若使用特殊的催化剂,使生成的两种对映体含量不完全相等,理想情况下仅生成某种单一对映体,这样的反应称作不对称催化氢甲酰化反应。

(1)合成醋酸
(2)合成醋酐
(3)合成甲酸
(4)合成草酸酯、碳酸二甲酯、乙二醇

催化剂以配合物的形式与反应分子配位使其活化,反应分子在配合物体内进行反应形成产物,产物自配合体中解配,最后催化剂还原——称为配位(络合)催化剂;
该催化过程——配位(络合)催化过程。
羰基合成反应是典型的配位催化反应
Catalyst
HxMy(CO)zLn
羰基合成的催化剂往往是“原位”形成的。所谓“原位(In situ)”是指加入反应体系中的化合物或配合物在反应条件下就地形成催化剂,同时产生催化作用。
羰基合成催化剂的典型结构是以过渡金属(M)为中心原子的羰基氢化物,它可以被某种配位体(L)所改性。
中心原子
配体
中心原子
工业上采用的羰基合成催化剂的中心原子主要为:
钴和铑
配位体
CO、PR3(膦)、 P(OR)3 (亚磷酸酯)、 AsR3 (胂)、 SbR3 (锑)
R——烷基、芳基、环烷基、杂环基等
反应相
一类是将配位催化剂固载化,使用液体或气体原料进行多相反应,最终实现产物与催化剂分离的目的。
另一类是催化剂和反应产物处于互不相溶的两种液相之中,反应后只需进行简单的相分离,便可达到分离催化剂的目的——两相催化体系。