Высшие олефины

Синтез алкилбензолов на основе хлорпарафинов

В технологии алкилирования бензола олефинами и хлорпарафинами много общего. В качестве катализатора алкилирования бензола хлорпарафинами, как и при алкилировании высшими олефинами, используют каталитические комплек­сы на основе хлорида алюминия.

Под влиянием хлорида алюминия галогеналкилы поляризуются

Под влиянием хлорида алюминия галогеналкилы поляризуются


или ионизируются

или ионизируются

 

Образующиеся карбкатионы (или комплексы с положительным зарядом) атакуют ароматическое ядро, образуя алкилбензолы.

На практике каталитический комплекс для проведения алкилирования бен­зола хлорпарафинами готовят не только непосредственно из хлорида алюминия, но и из металлического алюминия.

Возможность применения металлического алюминия в качестве катализа­тора алкилирования бензола известна еще с конца XIX в. Однако работы Крафтса и Радзивановского по использованию металлического алюминия были надолго забыты, и лишь в конце 40-х годов металлический алюминий как ката­лизатор алкилирования снова привлек внимание исследователей. В этот период

Азатян одним из первых вновь использовал металлический алюминий при алки­лировании бензола и других ароматических углеводородов алкилхлоридами С1 —С4 [230].

При алкилировании бензола различными галогеналкилами в работах [231 — 233] был использован хлорид алюминия Радзивановского, получаемый взаимо­действием металлического алюминия с хлоридом водорода, а при взаимодействии металлического алюминия с алкилхлоридами в среде ароматических углеводо­родов образуется темно-красный маслянистый нижний слой [234, 235]. Выяс­нилось [236], что этот продукт представляет собой активный каталитический комплекс, подобный образуемому с алкилароматическими соединениями хлори­дом алюминия, такой комплекс можно использовать при алкилировании много­кратно.

Технологические аспекты применения в производстве высших алкилбензолов через хлорпарафины каталитического комплекса, получаемого на основе метал­лического алюминия описаны в работе [237].

Процесс образования комплекса протекает по следующему стехиометрическому уравнению:

продукт представляет собой активный каталитический комплекс, подобный образуемому с алкилароматическими соединениями хлори­дом алюминия

Исследование влияния температуры на образование комплекса в избытке алкилароматического углеводорода и хлористого водорода показало, что ско­рость реакции в диапазоне 20—80 °С изменяется слабо.

Энергия активации брутто-процесса составляет 21—25 кДж/моль. Низкая энергия активации обусловлена влиянием диффузионных ограничений  [237].

С повышением температуры приготовления комдлекса усиливается протека­ние побочных р£акций деструктивного разложения алкилароматических углеводо­родов, приводящих к образованию низкомолекулярных газообразных продуктов. Поэтому температуру приготовления  комплекса ограничивают на уровне 50 °С.

Большое влияние на скорость образования комплекса оказывает строение используемого алкилароматического соединения. По уменьшению реакционной способности алкилбензолы располагаются в ряд: этилбензол > толуол > ксило­лы > изопропилбензол > бутилбензол > децилбензол.

При получении высших линейных алкилбензолов, используемых для производства синтетических моющих средств (особенно бытового назначения), важ­ное значение имеет содержание в исходных хлорпарафинах примесей ди- и трихлорпроизводньгх, оказывающих отрицательное влияние на цветность получаемого сульфонола.

Авторы [238], изучив состав продуктов алкилирования бензола хлорпара­финами методами масс-спектрометрии и ИК-спектроскопии, установили, что дихлоралканы при взаимодействии с бензолом вместо ожидаемых дифенилалканов образуют производные индана и тетралина, по следующей схеме:

 

вместо ожидаемых дифенилалканов образуют производные индана и тетралина

 

При взаимодействии  бензола с трихлоралканами образуются углеводороды общей формулы СnН2n-10:

При взаимодействии  бензола с трихлоралканами образуются углеводороды общей формулы СnН2n-10

Насыщенные кольца легко окисляются на воздухе при нормальной темпера­туре до гидроперекисей, распад которых приводит к образованию соединений, придающих темный цвет алкилбензолсульфонатам [239].

Образование производных индана и других соединений такого типа возмож­но и за счет дегидроциклизации алкилбензолов. Выделяющийся при этом во­дород восстанавливает исходный олефин, обуславливая тем самым образование парафинов. Протекание этой реакции особенно заметно при больших концентра­циях хлорида алюминия [240—242].

 

* Тепловой эффект реакции определен экспериментально.