Бутанон, также известный как метилэтилкетон (МЭК), является важным органическим растворителем и промежуточным продуктом в химическом синтезе. Рассмотрим три способа получения бутанона.
Окисление бутана:
В промышленности бутанон можно получить путем каталитического окисления бутана. Процесс проходит в несколько стадий и требует применения катализатора, обычно на основе молибдена или ванадия. Общая реакция выглядит следующим образом:
[
C4H{10} + O_2 \xrightarrow{\text{катализатор}} C_4H_8O + H_2O
]
Здесь происходит частичное окисление бутана до бутанона. Этот метод широко используется в промышленности благодаря его эффективности.
Окисление вторичного бутанола:
Вторичный бутанол (2-бутанол) может быть окислен до бутанона. Этот метод также часто используется в лабораторной практике. Реакция окисления может быть проведена с использованием различных окислителей, таких как дихромат калия (K_2Cr_2O_7) в кислой среде, перманганат калия (KMnO_4) или хромовая кислота (H_2CrO_4):
[
CH_3CH(OH)CH_2CH_3 + [O] \rightarrow CH_3COCH_2CH_3 + H_2O
]
В лабораторных условиях обычно используют дихромат калия в присутствии серной кислоты.
Гидратация бутена с последующей окислительной дегидратацией:
Бутанон может быть получен из бутена (бут-2-ена) через промежуточное соединение бутанол с последующим окислением. Сначала бутен гидратируется до вторичного бутанола:
[
CH_3CH=CHCH_3 + H_2O \rightarrow CH_3CH(OH)CH_2CH_3
]
Затем вторичный бутанол окисляется до бутанона, как описано ранее:
[
CH_3CH(OH)CH_2CH_3 + [O] \rightarrow CH_3COCH_2CH_3 + H_2O
]
Гидратация бутена обычно проводится в присутствии кислотного катализатора, например, серной кислоты.
Эти три метода иллюстрируют различные подходы к синтезу бутанона, включая как промышленное производство, так и лабораторные методы.