Alkylation

L'alkylation est le transfert d'un groupe alkylique du à partir d'une molécule à l'autre. Le groupe alcoyle peut être transféré comme alkylique Carbocation , radical libre , Carbanion ou Carbene (ou leurs équivalents).

Les agents de alkylation sont employés couramment en chimie parce que le groupe alcoyle est probablement le groupe le plus commun produit en molécules organiques. Beaucoup de molécules biologiques de cible ou leurs précurseurs synthétiques comportent d'une chaîne alkylique, avec les groupes fonctionnels spécifique dans un ordre spécifique. L'alkylation sélective, ou ajouter des pièces à la chaîne avec les groupes fonctionnels désirés, est employée, particulièrement s'il n'y a aucun précurseur biologique généralement disponible.

Dans des contextes de raffinage de pétrole, l'alkylation se rapporte à une alkylation particulière d'isobutane avec des oléfines. C'est un aspect important du améliorant du pétrole .

Agents de alkylation

Des agents de alkylation sont classifiés selon leur caractère électrophile nucléophile de ou .

Agents de alkylation nucléophiles du

Les exemples incluent l'utilisation des composés organométalliques tel que le Grignard (organomagnésium) , organolithium , Organocopper , et réactifs de l'organosodium . Ces composés typiquement peuvent s'ajouter à un atome de carbone électron-déficient comme à un groupe carbonylique . Les agents de alkylation nucléophiles peuvent également déplacer les substituants haloïdes du sur un atome de carbone. En présence des catalyseurs ils alcoylent également les halogénures alkyliques et aryliques, comme exemplifié par les accouplements de Suzuki de

Agents de alkylation électrophiles du

Les agents de alkylation électrophiles de fournissent l'équivalent d'un cation alkylique . Les exemples incluent l'utilisation des halogénures alkyliques avec un catalyseur de l'acide de Lewis d'alcoyler les substrats aromatiques du dans des réactions des Friedel-Métiers . Les halogénures alkyliques peuvent également réagir directement avec des amines pour former des liens de NC ; le même juge vrai pour d'autres nucleophiles tels que des alcools, des acides carboxyliques, des thiols, etc.

Les agents de alkylation électrophiles et solubles sont souvent très toxique, dû à leur capacité d'alcoyler l'ADN. Ils devraient être manipulés avec PPE approprié . Ce mécanisme de la toxicité est également responsable de la capacité de quelques agents de alkylation d'exécuter en tant que drogues anticancéreuses sous forme de alcoylant les agents antinéoplastiques , et également car les armes chimiques tel que le gaz de moutarde .

Les agents de alkylation électrophiles sont concernés généralement comme alcoylant l'agent antinéoplastique qui attache un groupe alcoyle à ADN . La modification les acides nucléiques d'information-codage.

Agents de alkylation radicaux du

ect-moignon

Agents de alkylation de Carbene

Le Carbenes sont extrêmement réactif et sont connus pour attaquer même les liens non activés de ch. Carbenes peut être produit par élimination d'un diazo groupe du . Un métal peut former un équivalent de carbene appelé un carbene complexe en métal de transition de .

Dans la biologie

voient également :

la méthylation La méthylation est le type le plus commun d'alkylation, étant associé au transfert d'un groupe méthylique . La méthylation en nature est typiquement effectuée par la vitamine B12 - enzymes dérivées de , où le groupe méthylique est porté par le cobalt . Dans le Methanogenesis , le coenzyme M est méthylé par le Tetrahydromethanopterin .

Les composés électrophiles peuvent alcoyler différents nucleophiles dans le corps. La toxicité, carcinogénéité, et paradoxalement, des capacités de cellule-massacre de cancer de différents agents de alkylation d'ADN sont un exemple.

Raffinage de pétrole

Dans un processus standard du raffinerie de pétrole , l'isobutane est alcoylé avec des alcènes de faible poids moléculaire (principalement un mélange de de propylène et de butylène ) en présence d'un catalyseur acide fort , l'acide sulfurique ou l'acide fluorhydrique . Dans un raffinerie de pétrole il désigné sous le nom d'une unité (SAAU) d'alkylation d'acide sulfurique de ou d'une unité fluorhydrique d'alkylation de , (HFAU). Cependant, les employés de raffinerie de pétrole peuvent simplement se référer à l'unité comme unité d'alkyl ou d'Alky. Le catalyseur peut au protonate les alcènes (propylène, butylène) produire le réactif Carbocations qui alcoyle l'isobutane. La réaction est effectuée aux températures douces (°C) 0 et 30 dans une réaction biphasée. Il est important de garder un rapport élevé d'isobutane pour l'oléfine au moment où la réaction pour empêcher les réactions secondaires qui mènent à un produit inférieur d'octane, ainsi les usines font réutiliser une haute de l'isobutane de nouveau à l'alimentation. Les phases séparent spontanément, ainsi la phase acide est vigoriously mélangée à la phase d'hydrocarbure pour créer la suffisamment de surface de contact.

Le produit s'appelle alcoylent et se composent de mélange de l'octane high- , les hydrocarbures paraffiniques (la plupart du temps isopentane du à chaînes branchées et le isooctane) de . Alcoyler est des actions de mélange de la meilleure qualité de l'essence parce qu'elles ont les propriétés antidétonantes exceptionnelles et est burning propre. Alcoyler est également une composante clé de Avgas . L'indice d'octane de l'alkylation dépend principalement du genre d'oléfines utilisées et des conditions de fonctionnement. Par exemple, le isooctane résulte de combiner le butylène avec de l'isobutane et a une estimation d'octane de 100 par définition. Il y a d'autres produits dans l'alkylation, ainsi l'estimation d'octane variera en conséquence.

La plupart des pétroles bruts contiennent seulement des 10 à 40 pour cent de leurs constituants d'hydrocarbure dans la gamme d'essence, ainsi les raffineries emploient le fendant les processus de , qui convertissent des hydrocarbures de poids en plus petits et plus volatils composés. La polymérisation convertit de petites oléfines gazeuses en hydrocarbures liquides d'essence-taille. Les processus d'alkylation transforment la petite oléfine et les molécules d'OIN-paraffine dans plus grand OIN-paraffine avec un nombre à indice d'octane élevé.

Combinant la fissuration, la polymérisation, et l'alkylation peuvent avoir comme conséquence un rendement d'essence représentant 70 pour cent de pétrole brut commençant. Des processus plus avancés, tels que le Cyclicization de paraffine et la déshydrogénation des naphtènes pour former les hydrocarbures aromatiques dans un réformateur catalytique , ont été également développées pour augmenter l'estimation d'octane de l'essence. L'opération moderne de raffinerie peut être décalée pour produire presque n'importe quel type de carburant avec des critères d'exécution spécifiques à partir d'une matière de base brute simple.

Dans la gamme entière des processus de raffinerie, l'alkylation est un processus très important qui augmente le rendement d'essence à indice d'octane élevé. De quelque manière que non toutes les raffineries ont une usine d'alkylation. L'enquête annuelle de journal de pétrole et de gaz des capacités de raffinage mondiales pour le janvier 2007 énumère beaucoup de pays sans des usines d'alkylation à leurs raffineries.

Un facteur primaire dans la décision pour installer l'alkylation est habituellement des sciences économiques. Les unités d'alkylation de raffinerie sont complexes et il y a d'économie d'échelle substantielle. En plus d'une quantité appropriée de matière de base, la diffusion des prix entre la valeur de alcoylent le produit et la valeur alternative de disposition de matière de base doit être assez grande pour justifier l'usine. Les sorties alternatives pour des matières de base d'alklylation de raffinerie incluent des ventes comme LPG , mélange des jets C4 directement dans l'essence et matières de base pour les usines chimiques. Les conditions de marché locales varient considérablement entre les usines. La variation des spécifications de RVP pour l'essence entre les pays et entre les saisons effectue nettement la quantité de jets de butane qui peuvent être mélangés directement dans l'essence. Le transport des types spécifiques de jets de LPG peut être cher ainsi des disparités locales dans les conditions économiques souvent ne sont pas entièrement atténuées par les mouvements en travers du marché des matières de base d'alkylation.

Un autre facteur dans la décision pour construire une usine d'alkylation concerne la disponibilité d'un catalyseur approprié. Si l'acide sulfurique est employé, les volumes significatifs sont nécessaires. Ceci exige l'accès à une usine appropriée pour l'approvisionnement en acide frais et la disposition de l'acide épuisé. Si une usine d'acide sulfurique doit être construite spécifiquement pour soutenir une unité d'alkylation, ceci aura un impact significatif sur les besoins de capitaux initiaux et des frais d'exploitation continus. La deuxième option principale de catalyseur est l'acide fluorhydrique . Les taux de consommation pour l'acide d'à haute fréquence aux usines d'alkylation sont beaucoup inférieurs que pour l'acide sulfurique. Les usines acides d'à haute fréquence peuvent traiter un éventail de mélange de matière de base avec des proplyenes et des butylenes. Les usines d'à haute fréquence produisent également l'alklyate avec du meilleur octane que les usines sulfuriques. De quelque manière qu'en raison de la nature dangereuse du matériel, acide d'à haute fréquence est produit très à peu d'endroits et le transport doit être contrôlé rigoureusement.

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