脫水反應指有機化合物分子中的羥基與氫原子結(jié)合形成水分子而脫去的反應,有分子內(nèi)脫水和分子間脫水這兩種類型。
分子內(nèi)脫水,即有機化合物分子內(nèi)羥基與氫原子結(jié)合形成水分子而脫去的反應;分子間脫水,即分子之間羥基和氫原子結(jié)合生成水而脫去的反應。
醇在脫水劑(濃硫酸、草酸、氧化鋁等)存在下加熱可發(fā)生脫水反應,分子內(nèi)脫水生成烯烴,分子間脫水生成醚。以哪種方式脫水,取決于醇的結(jié)構(gòu)和反應條件。
具體情況
脫水反應是水合反應的逆過程,通常為吸熱反應,一般高溫低壓有利于反應進行。因此,工業(yè)上,這一過程都在比相應的逆過程即水合較高的溫度下進行。此外,脫水過程絕大多數(shù)須在催化劑存在下進行。水合過程所用的催化劑──酸催化劑也適用于脫水,常用的是硫酸、磷酸、三氧化二鋁等。用于工業(yè)生產(chǎn)的主要脫水過程有:
①醇的脫水一元醇脫水時,根據(jù)反應溫度的不同,生成烯烴或醚。例如:乙醇催化脫水,在170°C左右主要得乙烯;在140°C以下得乙醚。由芳醇、基醇催化脫水時,得相應的烯基芳烴及不飽和,例如由甲基醇脫水可得苯乙烯;3-羥基丙腈脫水得丙烯腈。二醇脫水時,可形成環(huán)氧化合物,如1,4-1,4-丁二醇脫水制四氫呋喃。
②酸的脫水 一元羧酸脫水可生成酐,但通常不用其作為制酐的方法。醋酸加熱到700~750°C脫水生成乙烯酮,是制乙烯的主要方法。二元羧酸經(jīng)加熱可在較低溫度下形成酸酐,例如由順丁烯二酸脫水制馬來酸酐。硝酸可在脫水基(通常為PO)的存在下生成五氧化二氮(N2O5)。
③胺脫水 酰胺脫水可得飽和腈(或氫氰酸),例如工業(yè)上曾由甲酰胺脫水生產(chǎn)氫氰酸,由己二酸二酰胺脫水生成己二腈。
作用
1809年P.布萊提出了由乙醇脫水可制乙醚,此反應至今仍是乙醚生產(chǎn)方法的基礎。第一次世界大戰(zhàn)期間,德國比特費爾德的電化學工廠最早使用乙醇脫水以生產(chǎn)乙烯;1929年,德國法本公司開發(fā)了由甲酰胺脫水制氫氰酸的方法。
參考資料 >