水合键是什么
水与另一物质分子化合成为一个分子的反应过程。水分子以其氢和羟基与物质分子的不饱和键加成生成新的化合物,此合成方法在有机化工生产中得到广泛应用。水以水分子的形式与物质的分子结合形成复合物(如盐类的含水晶体,烃类的水合物等)的过程,也可广义地称为水合。水合属于化学变化。水合过程在有机化工中的最早应用是1913年在德国用乙炔水合制乙醛。当前在工业中的主要应用有以下四方面:
①烯烃水合 制备醇类的重要方法,在工业上得到广泛应用的是乙烯水合制乙醇以及丙烯水合制异丙醇:
水合
根据马尔科夫尼科夫规则,只有乙烯水合可生成伯醇,其他烯烃水合均只能生成仲醇或叔醇。烯烃水合有直接水合和间接水合两种方法。间接水合法是先用硫酸吸收烯烃成为硫酸酯,后者再进行水解。这是较老的生产方法,现已为直接水合法所取代。直接水合法采用酸性催化剂(见酸碱催化剂),如用载于硅藻土上的磷酸催化剂、氧化钨、磷钨酸以及强酸性离子交换树脂等。烯烃水合是放热反应,温度低对平衡有利,但温度的选定主要决定于催化剂的活性(见催化活性)。升高压力能提高平衡转化率,但以不致使气相中的水蒸气在催化剂表面凝结为限。
②环氧化合物水合 这是制取二元醇的重要方法,主要是环氧乙烷水合制乙二醇,以及环氧丙烷水合制丙二醇:
水合
用硫酸为催化剂时反应可在常压下进行,在加压下可以不用催化剂。
水合
③腈的水合 这是工业上制取酰胺的重要方法,如丙烯腈水合制丙烯酰胺:最好的催化剂是骨架铜催化剂(见金属催化剂),又开发了生物催化剂。
④炔烃水合 主要是乙炔水合制乙醛:
C2H2+H2O─→CH3CHO
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