Processus Ziegler - Ziegler process

En chimie organique , le procédé Ziegler (également appelé synthèse Ziegler-Alfol ) est une méthode de production d' alcools gras à partir d' éthylène à l' aide d'un composé organoaluminique . La réaction produit des alcools primaires linéaires avec une chaîne carbonée paire. Le procédé utilise un composé d'aluminium pour oligomériser l' éthylène et permettre au groupe alkyle résultant d'être oxygéné. Les produits habituellement ciblés sont les alcools gras, qui sont par ailleurs dérivés de graisses et d'huiles naturelles. Les alcools gras sont utilisés dans la transformation des aliments et des produits chimiques. Ils sont utiles en raison de leur nature amphipathique. La voie de synthèse porte le nom de Karl Ziegler , qui a décrit le processus en 1955.

Détails du processus

La synthèse d'alcool de Ziegler implique une oligomérisation de l' éthylène à l' aide de triéthylaluminium suivie d'une oxydation . 1 Le triéthylaluminium est produit par l'action de l' aluminium , de l' éthylène et de l' hydrogène gazeux. Dans le processus de production, les deux tiers du triéthylaluminium produit sont recyclés dans le réacteur, et seulement un tiers est utilisé pour produire les alcools gras. L'étape de recyclage permet de produire du triéthylaluminium avec un rendement plus élevé et avec moins de temps. Le triéthylaluminium réagit avec l'éthylène pour former un trialkylaluminium de poids moléculaire plus élevé. Le nombre d'équivalents d'éthylène n est égal au nombre total d'unités monomères faisant croître sur les chaînes éthylène initiales, où (n = x + y + z), et x, y et z sont le nombre d'unités éthylène par chaîne. Le trialkylaluminium est oxydé avec de l'air pour former des alcoxydes d'aluminium, et finalement hydrolysé en hydroxyde d'aluminium et les alcools désirés.

  1. Al + 3éthylène + 1,5H 2 → Al (C 2 H 5 ) 3
  2. Al (C 2 H 5 ) 3 n-éthylène → Al ((CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3
  3. Al ((CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3 + O 2 → Al (O (CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3
  4. Al (O (CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3 → Al (OH) 3 + CH 3 CH 2 (CH 2 C 2 ) m OH

La température de la réaction influence le poids moléculaire de la croissance de l'alcool. Des températures dans la plage de 60 à 120 ° C forment un trialkylaluminium de poids moléculaire plus élevé tandis que des températures plus élevées (par exemple 120 à 150 ° C) provoquent des réactions de déplacement thermique qui donnent des chaînes d'a-oléfine. Au-dessus de 150 ° C, une dimérisation des a-oléfines se produit.

Applications

L'hydroxyde d'aluminium , sous-produit de la synthèse, peut être déshydraté pour donner de l'oxyde d'aluminium qui, à haute pureté, a une valeur commerciale élevée. Une modification du processus Ziegler est appelée le processus EPAL. Dans ce processus, la croissance de la chaîne est optimisée pour produire des alcools avec une distribution de poids moléculaire étroite. La synthèse d'autres alcools utilise Ziegler et le procédé EPAL mis à jour, comme la transalkylation du styrène pour former du 2-phényléthanol . L'hydrure de diéthylaluminium peut être utilisé à la place du triéthylaluminium.

Voir également

Les références

  1. ^ A b c Klaus Noweck, Wolfgang Grafahrend (2006). "Alcools gras". Encyclopédie Ullmann de chimie industrielle . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a10_277.pub2 .
  2. ^ Zerong Wang "Ziegler Alcohol Synthesis (Ziegler Higher Alcohol Synthesis, Alfol Process, Ziegler-Alfol Process, Ziegler-Alfol Synthesis)" dans Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, 2010, John Wiley & Sons, Inc. ISBN en  ligne 9780470638859