エチレンの合成２

質問

この前活性アルミナ用いてエタノールからエチレンを合成する実験をしました。
この前、アルミナは酸性（ルイス酸）触媒でc-o間の結合を切るのだと教えていただきました。
この実験では硫酸を触媒として用いることもできますよね。
これは硫酸に脱水作用があるためですよね。
本などでいろいろ調べた結果アルコールの分解のところで「酸性触媒では脱水、塩基性触媒、金属触媒では脱水素が起こる。」
とかいてありました。
そこで疑問に思ったのですが、アルミナって金属ですよね。
なんか矛盾していませんか？
また酸触媒がC-O結合を切断するしくみについても教えていただけるとありがたいです。参考文献でもいいので。
よろしくお願いします。

回答No.1

noname#62864 · ベストアンサー

硫酸の脱水作用とおっしゃいますが、脱水というのは結果であって、反応機構的には酸触媒反応です。つまり、硫酸のH+がアルコールの酸素原子につくことによって、C-O結合の切断を促すことによって脱水が起こります。アルミナの場合には、アルミニウム原子の空軌道がアルコールの酸素原子につくことによって、C-O結合の切断が促されます。
要は、プロトン酸である硫酸のH+とルイス酸であるアルミナの空軌道が類似の触媒作用を示しているということです。

ちなみに、塩基性触媒で脱水素が起こるという認識は誤っていると思いますし、金属触媒に関しても金属の種類によることであり、全ての金属で起こるわけではありません。また、アルミナは金属を含みますが、金属そのもの（単体）ではなく、金属の酸化物ですので、同列での比較は不適当です。

お礼

あまりの回答の速さに感激してしまいました。
確かにアルミナは単体ではなく、酸化物ですよね。
よく考えずに質問をしてしまい恥ずかしく思っています。
すみません。
解りやすい回答ありがとうございます。

回答No.2

phosphole

塩基性で脱水素、というのは、エタノールを還元剤として使い、アルデヒドや酢酸を得る反応と関連があるかと思います。
もっとも、私自身はどのような塩基性触媒と水素受容体の組み合わせを使うのか知りませんので、ここでは有機合成反応の中で似たものを示すだけにします。

例えば、トリチルアルコールPh3COHとエタノールを混ぜ、酸（塩酸など）を混ぜますと、トリチルカチオンPh3C(+)が発生し、これがエタノールから水素（正確にはヒドリド）を引き抜くことで、酸化還元反応が起きます。

塩基性だとエトキシドアニオンが発生しますから、そのヒドリド供与能はより上昇するはずです。ヒドリド受容体を上手く選べば、ここからヒドリドを引き抜くことはできるでしょう。