Макет страницы
реакций данного карбкатиона и разных карбкатионов в данной реакции. Свойства карбкатиона, находящегося в паре с противо-ионом, могут, по-видимому, сильно зависеть от свойств аниона.
6. АЛКИЛИРОВАНИЕ ИЗОАЛКАНОВ АЛКЕНАМИ
Процесс алкилирования изобутана применяется в нефтеперерабатывающей промышленности с целью получения высокооктанового компонента бензина. Этот процесс дает компонент бензина с наиболее высоким октановым числом. В качестве катализатора в промышленности используют серную кислоту и фтороводород.
6.1. ТЕРМОДИНАМИКА И МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА
Алкилирование изобутана алкенами идет с выделением 75— 95 кДж-моль-1 теплоты в зависимости от вида алкена и образующегося изоалкана. Для реакции
цзо-С4Ню + C4He -—>• цзо-СвНи
в зависимости от строения применяемого бутена и получающегося углеводорода изменение энергии Гиббса в стандартных условиях положительно при температурах выше 142—295 °С. В ряду этилен — пропен — бутены — пентены константа равновесия реакции алкилирования при данной температуре уменьшается. Так, константы равновесия равны: 1,64•1O9 при 300 К и 2,99•1O2 при 500 К для реакции
этилен + изобутан —*■ 2,3-диметилбутан 3,9-108 при 300 К и 34,5 при 500 К для реакции
пропен + изобутан —>■ 2,3-диметилпентан 1,43-105 при 300 К и 0,617 при 500 К для реакции
изобутен + изобутан —>• 2,2,4-триметилпентан 4,3-103 при 300 К и 7,45- Ю-2 при 500 К для реакции
2-метил-2-бутен + изобутан —>- 2,2,5-триметилгексан
При 300 К все эти реакции могут протекать до конца.
Алкилирование протекает по карбкатионному механизму. Рассмотрим механизм алкилирования на примере реакции изобутана с 2-бутеном. Первая стадия реакции — протонирование алкена:
1) C-C=C-C + НА ч=± С—С—С—С + А"
При высоком соотношении изобутан: бутен в реакционной зоне бутильный катион в основном реагирует с изобутаном:
С
2) С—С—С—С + С—С з=Ь С—С—С—С + С—С—С G С
