PRINCÍPIOS SÍNTESE ORGÂNICA - CEFET-MG Campus Timóteo

A. Isenmann CEFET-MG Timóteo Princípios da Síntese Orgânica
2.4.6 Alquilação e desalquilação de olefinas; o processo de "Reforming".
Esta reação tem relevância no processo industrial da refinação de petróleo. O isooctano é
um combustível muito importante, principalmente para aviões. Sua síntese é por
dimerização de isobutileno (já discutida na p. 158) ou por alquilação do isobutileno,
conforme resumido a seguir.
+
(CH 3) 3C H
H 2SO 4 conc.
ou HF
H3C
CH
H3C
CH2 C(CH3)3
2,2,4-Trimetilpentano
= "Isooctano"
O catalisador da reação entre o isoalcano e o alqueno é ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico,
devidamente anidros, na faixa de -10 a 35 °C (Morrell, 1939).
O resultado desta síntese, conhecida como “reforming”, é um hidrocarboneto de massa
elevada. O processo representa assim o inverso do “cracking”, onde hidrocarbonetos de alta
massa molecular são quebrados sob condições pirolíticas (ver também pp. 72 e 610).
Os processos de reforming mais avançados usam todos os três tipos de ativação:
temperaturas e pressões elevadas (> 500 °C; até 7 MPa) e catalisadores de contato.
Especialmente versátil se mostrou o catalisador de platina num suporte de Al2O3 (processo
de "platforming") e o catalisador bimetálico, Rh/Pt/Al2O3 com que se obtêm
hidrocarbonetos líquidos com rendimentos especiamente altos.
Na presença de hidrogênio gás no processo de "Reforming" decorrem as seguintes reações:
� Parafinas (alcanos) → Aromáticos; "Desidrociclização"
� Alquilciclopentano → Ciclohexano; "Transciclização"
� Ciclohexanos → Aromáticos; "Desidração".
Por estes processos podem-se atingir "índices de octano", um importante critério de
qualidade da gasolina (ver nota de rodapé na p. 158), acima de 100.
A alquilação por alquenos não se restringe a iso-alcanos, mas também é possível com os nalcanos
(com exceção do metano e etano). Nesta vez é favorável usar AlCl3 como
catalisador. Como já vimos na p. 159, as organilas de alumínio e também os seus sais
anidros (especialmente AlCl3, um poderoso ácido de Lewis), não só servem como
catalisadores em dimerizações, mas também nas alquilações de olefinas.
Com os catalisadores de alumínio tem-se uma reação paralela, porém desejada: a
isomerização de certos alcanos. Por exemplo, o equilíbrio entre n-butano e isobutano, se
estabelece em pouco tempo, a somente 30 °C, quando em contato com AlCl3. Nota-se que o
composto favorecido, por ser termodinamicamente mais estável, é o i-butano. Desta forma,
a reação descrita a seguir traz vantagens ao processo de "Reforming", pois o grau de
ramificações do alcano, e então o "índice de octano", aumenta.
177