Nickel de Raney

article eatured Nickel de Raney de ( ˈreɪniːˈnɪkəl ) est un catalyseur plein composé de grains fins d'un nickel - l'alliage en aluminium de du , utilisés dans beaucoup de processus industriels. Il a été développé en 1926 par le américain Murray Raney de l'ingénieur du comme catalyseur alternatif pour l'hydrogénation d'huiles végétales dans des processus industriels. Plus récemment il est employé comme catalyseur hétérogène du dans une série de synthèses organiques , le plus généralement pour des réactions d'hydrogénation.

Du nickel de Raney est produit quand un bloc d'alliage de nickel-aluminium est traité avec de l'hydroxyde de sodium concentré . Ce traitement, appelé le " ; activation" ; , dissout la majeure partie de l'aluminium hors de l'alliage. La structure poreuse laissée a une grande superficie, qui donne l'activité catalytique élevée. Un catalyseur typique est environ 85 pour cent de nickel par la masse, correspondant à environ deux atomes de nickel pour chaque atome d'aluminium. L'aluminium qui reste des aides pour préserver la structure de pore du catalyseur global.

Puisque Raney est une marque déposée de W. Grace et Company , seulement ces produits par sa division de Davison de grace s'appellent correctement le " ; Nickel" de Raney ;. Alternativement, le " de limites plus génériques ; " squelettique du catalyseur ; ou " ; catalyst" d'éponge-métal ; peut être employé pour se rapporter aux catalyseurs qui ont les propriétés physiques et chimiques semblables à ceux du nickel de Raney.

Préparation

Préparation d'alliage

Des alliages sont préparés commercialement en fondant le métal actif (nickel dans ce cas-ci, mais fer et le " de cuivre ; Raney-type" ; des catalyseurs peuvent être aussi bien préparés) et aluminium dans un creuset et le éteignant la fonte résultante, qui est alors écrasée dans une poudre fine . Cette poudre peut être examinée pour une gamme spécifique de dimension particulaire selon l'application que le catalyseur peut être exigé pour.

La composition initiale en alliage est importante parce que le processus de extinction produit un certain nombre de différentes phases de Ni/Al qui ont différentes propriétés de lixiviation. Ceci peut avoir comme conséquence des porosités nettement différentes dans le produit final. L'alliage commençant le plus commun utilisé dans l'industrie contient une quantité égale par poids de nickel et d'aluminium, par ailleurs, le même rapport Murray Raney utilisé dans sa découverte de nickel de Raney.

Pendant le procédé de extinction, un peu d'un troisième métal, tels que le zinc ou le chrome , peuvent être ajoutés. Ceci est fait pour augmenter l'activité catalytique, et pendant qu'un tel ce troisième métal s'appelle un " ; " de l'instigateur ;. C'est dû aux remises en ordre structurales dans l'alliage qui peut être considéré analogue au agglomérant , où les ligaments d'alliage commenceraient à adhérer entre eux à températures élevées menant à la perte de la structure poreuse.

Avant stockage, le catalyseur peut être lavé avec de l'eau distillé à la température ambiante afin d'enlever toutes les traces demeurantes de l'aluminate de sodium. L'oxygène - l'eau libre est preferred pour le stockage afin d'empêcher l'oxydation du catalyseur, qui accélérerait son processus et résultat de vieillissement dans l'activité catalytique réduite.

Applications industrielles

Un exemple pratique de l'utilisation du nickel de Raney dans l'industrie est montré dans la réaction suivante, où le benzène est réduit par au cyclohexane . La réduction de la structure hexa de l'anneau de benzène est très difficile de réaliser par d'autres moyens chimiques, mais peut être effectuée en employant le nickel de Raney. D'autres catalyseurs hétérogènes, de ce type using les éléments du groupe de platine de peuvent être employés à la place à l'effet semblable, mais ceux-ci tendent à être plus chers de produire que le nickel de Raney. Après que ce cyclohexane de réaction puisse être employé dans la synthèse de l'acide adipique , une matière première première a employé dans la production industrielle des polyamides tel que le nylon .

Applications dans la synthèse organique

Désulfuration

L'utilisation principale du nickel de Raney dans la synthèse organique est la désulfuration . Par exemple, le Thioacetals sera réduit aux hydrocarbures : , et name=" de référence des sulfures ; Gassman1977" ; > peut être enlevé du aliphatique, du aromatique, ou des composés heteroaromatic. De même, le nickel de Raney enlèvera le soufre du thiophène pour donner un alcane saturé .

Réduction de groupes fonctionnels

Il est typiquement employé dans la réduction de composés qui ont les liens multiples , tel que le name=" de référence des composés aromatiques des diènes des nitriles des alcènes des alcynes ; Schwenk1947" ; > et carbonylique contenant des composés. En plus, le nickel de Raney réduira des liens de heteroatom-heteroatom tels que les ref>Alexakis des hydrazines , A. ; 1992 de Synlett de de Lensen, de N., groupes nitro du , et nitrosamines. (Voir pour de plus amples informations la réduction de des dérivés nitrés .) Il a également trouvé l'utilisation dans l'alkylation réductrice du name=" de référence des amines ; Rice1956" ; > et l'amination des alcools

En réduisant un carbone - le lien double de carbone, nickel de Raney ajoutera l'hydrogène d'une mode du syn de .

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