Новости химической науки > реакция Сверна проведена при комнатной температуре

Проведение реакций в микрореакторах открывает новые горизонты для осуществления различных химических процессов. В частности, было показано, что, для достижения приемлемых выходов карбонильных соединений в реакции Сверна глубокое охлаждение не является необходимым условием.

Как следует из названия, микрореактор - это тоже реактор, только маленький (рис. 1 и 2). Однако, несмотря на корень "микро" и благодаря тому, что процессы в них осуществляются непрерывно, количество продукта, получаемое с одной единицы оборудования, может достигать килограммовых количеств в сутки.

Рис 1. Упрощёная схема каскада микрореакторов.

Ввиду своих небольших размеров, микрореакторы позволяют достигать

весьма эффективного массо- и теплопереноса. Считается, что микрореакторы находят достойное применение в тех случаях, когда процесс является сильно экзотермическим. Кроме того, микрореакторы позволяют контролировать селективность реакций с участием высокореакционноспособных интермедиатов. Одним из примеров такого контроля является осуществление реакции Сверна при температурах от -20 до +20 °С в микрореакторной системе, показаной на рис. 2.

Рис 2. Каскад микрореакторов для проведения реакции Сверна.

На схеме 1 представлен предполагаемый механизм реакции. Было показано, что интермедиат I очень нестабилен. При температуре выше -50 °С он быстро подвергается перегруппировке Пуммерера в побочный продукт II.

Очевидно, что проводя реакцию при относительно высокой температуре идея авторов была в сокращении времени пребывания этого интермедиата в реакторе R1, где он образуется (стадия 1 на схеме 1). Действительно, при времени пребывания 2,4 сек и температуре -20 °С выход синтезированых карбонильных соединений находился в пределах 75-95 %, а при времени пребывания 0,01 сек и комнатной температуре - 71-89 %.

Схема 1. Предполагаемый механизм реакции Сверна.

Авторы также приводят такие данные: при проведении реакции традиционным путём (в колбе) при -70 °С, циклогексанон был получен с выходом 83%. Использование системы микрореакторов дало сравнимый и даже несколько более высокий выход - 88% при комнатной температуре! Процесс также масштабируем: окисление 0,36 молей циклогексанола было осуществлено в течение 3 часов, при этом конверсия и селективность превращения оставались на прежнем уровне.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2413-2416.