Главная
Кобальт Ренея — пористый металлический катализатор на основе кобальта, применяемый в органическом синтезе для проведения ряда реакций восстановления, гидрогенолиза, десульфурирования, а также хроматографии.
Получение
Коммерческий кобальт Ренея поставляется в виде серого порошка, суспендированного в воде и спирте. Метод его получения заключается в обработке сплава кобальта и алюминия (40-46/60-54 %) раствором гидроксида натрия в течение 1 ч при 15-100 °С, после чего полученный пористый кобальт промывают водой и спиртом. Более низкая температура при растворении позволяет получить более активный катализатор. Присутствие других металлов и примесей может оказывать существенное влияние на реакционную способность кобальта Ренея, поэтому современные методики акцентируют внимание на отсутствии примесей никеля в исходном сплаве (иначе в существенном количестве будет образовываться также никель Ренея). Рекомендуется использовать кобальт Ренея непосредственно после получения. Хранить полученный материал из-за его пирофорности необходимо, например, под слоем воды и метанола (1:1) в закрытой таре при температуре от 3 до 30 °С. Сообщается, что хранение под гликолями позволяет сохранить активность кобальта Ренея.
Строение и физические свойства
Кобальт Ренея нерастворим в воде и всех органических растворителях.
Применение
Гидрогенолиз
Кобальт Ренея позволяет проводить ряд реакций гидрогенолиза, в том числе связанных с десульфурированием и дезоксигенированием. Так, например, в присутствии изопропилового спирта он способен восстанавливать гидроксильную группу в бензиловых спиртах. Подобные процессы проводят и с окисленными углеводородами, получаемыми из биомассы: их обработка кобальтом Ренея позволяет получать сырьё, являющееся альтернативой получаемому из нефтяных источников.
Гидрирование кратных связей
Обычно кобальт Ренея не применяют для гидрирования кратных связей, потому что более интересным является его применение для селективного восстановления кислородсодержащих функциональных групп в присутствии кратных связей. Однако в более жёстких условиях кобальт Ренея способен восстанавливать производные бензола до производных циклогексана, причём такие реакции могут протекать стереоселективно.
Восстановление функциональных групп
Кобальт Ренея восстанавливает α,β-непредельные альдегиды по карбонильной группе, давая преимущественно аллиловые спирты. Кобальт Ренея эффективно восстанавливает оксимы до аминов, причём в этой реакции он показывает лучшие результаты, чем никель Ренея. Нитросоединения также восстанавливаются до первичных аминов, а восстановление нитрилов, по-видимому, является самой популярной сферой применения данного катализатора.
Хроматография
Применение кобальта Ренея в хроматографии связано с тем фактом, что он способен сорбировать серосодержащие соединения, не инициируя при этом процессов десульфурирования. Так, например, нанесение на колонку из песка и кобальта Ренея смеси изоэвгенола и 2,5-диметилтиофена и элюция метанолом позволяет выделить 95 % изоэвгенола, а последующая экстракция из кобальта Ренея метанолом в аппарате Сокслета возвращает и 2,5-диметилтиофен.