Alkilasi Reaksi pengikatan pengikatan gugus alkil a lkil atau benzil secara substitusi adisi ke dalam senyawa hidrokarbon
Bahan baku proses alkilasi •
Alkana
•
Aromatik
•
Alkohol dan fenol
•
Senyawa yang mengandung N (anilin)
•
Logam (Pb)
Pereaksi proses alkilasi •
•
•
Olefin (etilene, propilena, butelena) makin tinggi Bm makin reaktif Alkohol : metanol , etanol Alkil halida : metil Iodida (CH3I), metil klorida (CH3Cl), metil bromida (CH3Br)
•
Alkil sufat : dimetil sulfat dan dietil sulfat
•
Aril halida : benzil klorida (C7H7-Cl)
Mekanisme reaksi alkilasi; fasa Liquid Pada suhu -40 0C – 30 0C menggunakan katalis H2SO4, HF, HCl, AlCl 3, FeCl3, atau BF3. Contoh alkilasi isoparafin menggunakan olefin CH2=CH2 + HCl/AlCl3 CH3-CH2+ + AlCl4 – CH(CH3)3 + CH3-CH2+ + AlCl4- (CH3)3-C+ + AlCl4+ CH3-CH3 CH+(CH3)3 + CH2=CH2 + AlCl4- (CH3)3-C-CH2-CH2+ + AlCl4- = (CH3)3-CH+-CH3 + AlCl4 - = (CH3)2-C+ -CHCH3 (CH3)2-C+ -CH- CH3 + AlCl4- + CH-(CH3)3 (CH3)2-CH –CH(CH3)- CH3 + (CH3)3-C+ + AlCl4•
•
•
•
•
Alkilasi fasa uap •
Pada suhu 5000C tanpa katalis, alkilasi dilakukan pada suhu tinggi. Contoh alkilasi propana dgn etilena
•
CH3-CH2-CH3 CH3+ + C2H5+
•
CH3-CH2-CH3 + CH3+ CH4+ (CH3)2-CH+
•
C2H4+ (CH3)2-CH+ (CH3)2-CH-CH2CH2+
•
CH3-CH2 -CH3+ (CH3)2-CH-CH2-CH2+ (CH3)2CH-CH2-CH3 + (CH3)2-CH+ (radikal isopropil)
Klasifikasi alkilasi •
Alkilasi membentuk ikatan –C- alkil
•
Alkilasi membentuk –O-alkil
•
Alkilasi membentuk keton –N- alkil
•
Alkilasi membentuk ikatan –L-alkil (l:logam)
Alkilasi membentuk ikatan –C-alkil Bahan bakunya adalah alkana atau aromatik Untuk alkana rantai lurus , alkilasi dilakukan secara termal pada suhu tinggi dengan mekanisme membentuk radikal bebas Untuk aromatik dilakukan 2 cara yaitu suhu tinggi reaksi rantai dan diperoleh hasil samping. Suhu rendah; diperlukan katalis (AlCl3 + HCl, HF), reaksi ion, dan fasa cair Contoh reaksi alkilasi benzena dengan olefin R-CH=CH2 + H+ R-CH+-CH3 R-CH+-CH3 +C6H6 C6H5 –CHR-CH3 + H+ Aplikasi reaksi di atas adalah dalam pembuatan gasoline sintesis, etil benzena untuk bahan baku sterena (plastik dan karet) • •
•
• •
Ikatan –O-alkil •
•
Alkilasi alkohol atau selulosa dgn alkil halida pada suasana basa C2H5OH + CH3Cl + NaOH C2H5OCH3+ NaCl + H2O CH2-CHOH-CHOH-CH2CH2 + NaOH -CH2CHONa-CHONa-CH2-CH2- (alkil selulosa) -CH2-CHONa-CHONa-CH2-CH2- + RX -CH2CHOR-CHOR-CH2-CH2- + NaX Etil selulosa merupakan bahan baku untuk industri plastik yang tahan terhadap asam dan basa
Ikatan –N-alkil & Ikatan –L-alkil •
Pembuatan dimeil anilin
C6H5-NH2 + 2CH3OH – H2SO4 C6H5-NH(CH3)2 + 2H2O •
•
•
Untuk mempertahankan reaksi pada fasa cair tekanan dinaikkan karena titik didih etanol rendah L-alkil menggunakan pereaksi alkil halida dgn bahan baku Pb –Na utk pembuatan TEL (tetra Etil Lead) 4Pb-Na + 4 C2H5Cl Pb(C2H5)4 + 4NaCl + 3Pb
Peralatan Proses alkilasi •
•
•
•
•
Industri yang mengunakan asam sulfat (H2SO4) dan HF anhidrat sebagai katalis dalam jumlah besar menggunakan steel sebagai bahan konstruksinya atau harus dilapisi Cd, monel atau enamel. Untuk mencegah kontaminasi dengan logam, industri farmasi menggunakan bahan konstruksi tembaga atau Cu dilapisi timah putih Korosi pada peralatan alkilasi disebabkan oleh katalis dan dengan terbentuknya hidrogen halida akibat reaksi hidrolisis alkil halida Beberapa proses alkilasi skala kecil langsung dengan operasi batch dalam sebuah autoclave. Autoclave tersebut dilengkapi dengan jacket pemanas. Pemanas dapat menggunakan superheated steam, gas, atau minyak panas.
Autoclave •
•
Autoclave dilengkapi dengan inlet-outlet tubes, presure gauge, termometer, dan savety disk. Biasanya tdk diperlukan pengadukan kerena pemansan menyebabkan homogenitas sistem, tetapi jika dibutuhkan pengadukan pada saat pemasukan reaktan dan belum dilakukan pemansan,
Proses alkilasi : pembuatan alkil aril detergent dgn katalis AlCl3 •
•
•
•
Bahan baku ; benzena & propena tetramer (bp:3504200F dodecylbenzena (bp: 530-600 0F) Benzena dialkilasi dgn dodecena menggunakan katalis AlCl3 yang disuntikan secara terus menerus. Suhu proses dikendalikan tidak melebihi dari 115 0F dengan menggunakan pipa pendingin. Alkilator diikuti dengan ‘ continous settler’ yang memisahkan lumpur AlCl3 dgn sisa benzena, produk dan isomer aryl hidrogen. Lumpur AlCl3 dikembalikan ke alkilator dan sisa benzena, produk dan aryl halida dipisahkan pada kolom fraksionasi.
Sintesis dodecylbenzena
Sintesis TEL
