Dehidrohalogénezés

Alkén terméket eredményező dehalogénezés

A dehidrohalogénezés olyan kémiai reakció, amelynek során egy molekulából hidrogén-halogenid lép ki (eliminálódik). Ez a reakció általában alkének szintéziséhez kapcsolódik, de szélesebb körű alkalmazásai is vannak.

Alkil-halogenidek dehidrohalogénezése

A dehidrohalogénezés kiindulási anyagai hagyományosan az alkil-halogenidek. A vegyületnek képesnek kell lennie arra, hogy alkénné alakuljon: metil- és benzil-halogenidek esetén nem megy végbe ez a reakció, és az aril-halogenidek sem megfelelő kiindulási anyagok. Erős bázis hatására a klórbenzol dehidrohalogénezése arin intermedieren keresztül játszódik le, és termékként fenol keletkezik.

Bázis katalizált reakciók

Erős bázissal történő kezelés hatására számos alkil-klorid a megfelelő alkénné alakul át.[1] A folyamatot β-eliminációnak nevezik, ez az eliminációs reakciók egyik típusa. A Zajcev-szabály segít megjósolni a reakció regioszelektivitását. Alább néhány példa látható:

${\displaystyle {\begin{aligned}{\ce {{\underset {etil-klorid}{^{\beta }CH3-^{\alpha }CH2Cl}}+KOH}}\ &{\ce {->{\underset {etil{\acute {e}}n}{CH2=CH2}}+{KCl}+H2O}}\\{\ce {{\underset {1-kl{\acute {o}}rprop{\acute {a}}n}{CH3-CH2-CH2Cl}}+KOH}}\ &{\ce {->{\underset {prop{\acute {e}}n}{CH3-CH=CH2}}+{KCl}+H2O}}\\{\ce {{\underset {2-kl{\acute {o}}rprop{\acute {a}}n}{CH3-CHCl-CH3}}+KOH}}\ &{\ce {->{\underset {prop{\acute {e}}n}{CH3-CH=CH2}}+{KCl}+H2O}}\end{aligned}}}$

Itt etil-klorid és etanolban oldott kálium-hidroxid reakciójában etilén keletkezik. Hasonló módon az 1-klórpropán és a 2-klórpropán propénné alakul.

Általánosságban elmondható, hogy az alkil-halogenidek kálium-hidroxiddal történő reakciója során verseng az elimináció és az erős, sztérikusan nem gátolt OH^− nukleofillel történő S_N2 nukleofil szubsztitúciós reakció. Alkoholok azonban általában csak kis mennyiségben képződnek. A dehidrohalogénezéshez gyakran erős bázisokat, például kálium-terc-butoxidot ([CH₃]₃CO^− K^+) használnak.

Termikus krakkolás

A fentebb leírt báziskatalizált dehidrohalogénezést ipari méretben nem preferálják, a keletkező alkáli-halogenid só kezelése ugyanis nehézkes. Ehelyett a termikusan kiváltott dehidrohalogénezést részesítik előnyben. Az egyik példa erre a vinil-klorid előállítása az 1,2-diklóretán hevítésével:[2]

CH₂Cl-CH₂Cl → CH₂=CHCl + HCl

A melléktermékként keletkező HCl az oxiklórozási reakcióban újrahasznosítható.

Fluorozott alkének előállításához termikus dehidrofluorozást használnak. Erre példa az 1,2,3,3,3-pentafluorpropén 1,1,2,3,3,3-hexafluorpropánból történő előállítása:

CF₂HCH(F)CF₃ → CHF=C(F)CF₃ + HF

Epoxidok képződése

Az R(HO)CH-CH(Cl)R' csoportot tartalmazó klórhidrinek dehidroklórozással epoxidokká alakulnak. Ezzel az eljárással iparilag évente több millió tonna propilén-oxidot állítanak elő propilén-klórhidrinből:[3]

CH₃CH(OH)CH₂Cl + KOH → CH₃CH(O)CH₂ + H₂O + KCl

Hivatkozások

1. March, Jerry (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3rd ed.), New York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
2. M. Rossberg et al. "Chlorinated Hydrocarbons" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2
3. Nijhuis, T. Alexander; Makkee, Michiel; Moulijn, Jacob A.; Weckhuysen, Bert M. "The Production of Propene Oxide: Catalytic Processes and Recent Developments" Industrial & Engineering Chemistry Research 2006, volume 45, 3447-3459. doi:10.1021/ie0513090

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Dehydrohalogenation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.