Межфазный катализ

МЕЖФАЗНЫЙ КАТАЛИЗ, ускорение р-ций в гетерофазных системах при добавлении т. наз. катализаторов фазового переноса (межфазных катализаторов). Используется обычно в системах жидкость - жидкость (обычно водный р-р - орг. р-р) и твердая фаза - жидкость (как правило, орг. р-р), реже в системах газ-твердая фаза и газ -жидкость. В качестве межфазных катализаторов (К.) гл. обр. используют четвертичные аммониевые и фосфониевые или др. ониевые соли, напр. тетрабутиламмонийбромид, бензилтри-этиламмонийхлорид, трибутилгексадецилфосфонийбромид, а также алифатич. полиэфиры-полиэтиленгликоль, краун-эфиры, криптанды, напр. 18-краун-6-эфир, 1,10-диаза-4,7,13, 16,21,24-гексаоксабицикло[8.8.8]гексакозан ([2.2.2]криптанд). К. могут быть иммобилизованы на неорг. носителях (Аl₂О₃, SiO₂, металлы и др.) или связаны с полимером ("трифазный катализ").

Механизм действия К. зависит от того, в какой фазе протекает р-ция с субстратом и образование продукта. Так, при нуклеоф. замещении неорг. анионом последний переносится К. из водной или твердой фазы в органическую, где реагирует с субстратом, напр.:

Анион, переведенный К. в орг. фазу, мало сольватирован ("голый" анион), что резко повышает его реакц. способность.

Образование орг. анионов протекает, как правило, на пов-сти раздела фаз, а их р-ции с субстратом-на пов-сти раздела фаз или в орг. фазе. Напр., генерирование и р-ции дигалогенкарбена протекают по схеме:

В р-циях окисления действие К. связано с переносом окислителя в орг. фазу, напр. в присут. 18-краун-6-эфира анион МnО₄ переходит в бензол с образованием т. наз. пурпурного бензола.

В ряде случаев К. повышают р-римость субстрата в водной фазе (эффект всаливания). Так, при проведении бензоиновой конденсации в системе бензальдегид-водный р-р KCN в присут. четвертичных аммониевых солей бензальдегид переходит в водную фазу, где и происходит образование бензоина:

Метод межфазного катализа позволяет: повысить скорость, регио- и сте-реоселективность нуклеоф. и радикал-анионных р-ций; повысить выход и чистоту конечных продуктов; снизить т-ру р-ции; отказаться от применения безводных р-рителей, а также пожароопасных и чувствительных к влаге металлов, их гидридов, металлоорг. соед. и др.; проводить частичный асимметрич. синтез при использовании оптически активных К. Широко используется в тонком орг. синтезе, применяется в пром-сти для алкилирования кетонов.

===
Исп. литература для статьи «МЕЖФАЗНЫЙ КАТАЛИЗ»: Яновская Л. А., Юфит С. С., Органический синтез в двухфазных системах, М., 1982; Юфит С. С., Механизм межфазного катализа, М., 1984; "Ж. Всес. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева", 1986, т. 31, №2, с. 122-219; Демлов Э., Демлов 3., Межфазный катализ, пер. с англ., М., 1987.

Л. А. Яновская.

Страница «МЕЖФАЗНЫЙ КАТАЛИЗ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.