Разработка эффективных полифункциональных катализаторов гетероциклизации карбонильных соединений с аминами | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Сафаров, М. Д. Разработка эффективных полифункциональных катализаторов гетероциклизации карбонильных соединений с аминами / М. Д. Сафаров, Т. Б. Шаймарданов, Х. З. Фармонов, Х. Б. Рахматов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 14 (200). — С. 9-12. — URL: https://moluch.ru/archive/200/49310/ (дата обращения: 16.12.2024).



В последнее время наряду с совершенствованием и модификацией традиционных пиррольных синтезов (Кнорра, Пааля-Кнорра, Ганча, Пилоти, Чичибабина, Юрьева) найдены новые эффективные методы построения пиррольного кольца. Из известных методов синтеза пирролов самым эффективным, простым и перспективным при взаимодействии карбонильных соединений с аминами является присутствии гетерогенных катализаторов.

В реакции гетероциклизации аминоспиртов и аминов эффективными катализаторами, являются соединения кадмия, цинка, хрома, железа и алюминия [1]. Они обладают высокой стабильностью и активностью.

Нами синтезированы новые полифункциональные катализаторы [2,3] на основе цинка, хрома и алюминия, изменением кислотно-основных свойств которых можно достичь желаемого результата. Для повышения кислотности катализаторов ранее были использованы минеральные кислоты, в частности, водные растворы (3–5 %) HCl и HF. Однако применение галогенводородных кислот связано с рядом нежелательных процессов. В связи с этим для пептизации гидроксида алюминия использована уксусная кислота. При разработке новых катализаторов систем мы исходили из теоретических положений и гипотез, изложенных выше. Состав и свойства синтезированных катализаторов приведены в табл.1.

Катализаторы, синтезированные с использованием уксусной кислоты, не уступают по своей активности катализаторам, полученным и использованием галогеноводородных кислот (HCl, HF).

Таблица 1

Зависимость выхода N-винил-2-метилпиррола от условий реакции иобъемного соотношения ацетоксима исуперосновной среды.

п/п

Количество КОН,%

Объемное соотношение ацетоксима иДМСО

Температура реакции, 0С

Время реакции, ч

Выход,%

1

10

1:8

140

3

20

2

20

1:10

120

2–3

20

3

30

1:10

130

3

38

4

30

1:15

130

4

42

5

30

1:20

120

4

40

6

40

1:10

120–140

6

50

7

40

1:10

120–140

8

54

8

50

1:15

130

4

37

9

50

1:10

120–140

3

24

10

50

1:10

100

6

17

11

100

1:10

97

14

7

Из табл. 1 видно, что самый высокий выход 54 % имеет место при непрерывной подаче ацетилена в реакционную смесь (соотношение ацетоксим: ДМСО=1:10, температура 120–1400С, время 8 час) и добавлении 40 % КОН порциями после 4–5 часов. Если повысить концентрацию КОН до 50 % и вносить щелочь не порциями, а сразу, то при прочих равных условиях весь ацетоксим вступает в реакцию за 4 часа. При увеличении продолжительности процесса выход N — винил — 2 — метилпиррола падает до 17 %. При дальнейшем повышении концентрации КОН до 100 % выход продуктов понижается до 7 %.

Изучены текстурные характеристики — фазовый состав, кислотность, пористость, механическая прочность, удельная поверхность разработанных катализаторов (Рис.1, 2, 3).

Среди испытанных катализаторов наибольшую активность проявляют цинкхромалюминиевые катализаторы с различными добавками.

Проведенные исследования с целью совершенствования технологии производства ЦХА катализаторов, в которых плавиковая и хлористоводородная кислота полностью заменены 10 %-ным раствором уксусной кислоты, показали, что последние обладают хорошей механической

Рис. 1. Зависимость выхода 2,3-диметилпиррола от продолжительности процесса.

Рис. 2. Хроматограмма жидких продуктов конденсации МЭА:МИБК; 1-моноэтаноламин, 2-метил-3-изопропилпиррол, 3 — вода.

Рис. 3. Изменение выхода N-винил-2-метилпиррола в зависимости от продолжительности процесса при условиях: ацетоксим:ДМСО=1:10 моль/моль, при температурном интервале 120–140оС. а –30 % КОН; б –40 % КОН; в –50 % КОН.

прочностью, высоко развитой удельной поверхностью средним радиусом пор, который колеблется в пределах 40–80 А0 [4]. Фазовый состав ЦХА катализаторов, полученных с использованием уксусной кислоты почти не отличается от фазового состава катализаторов с применением плавиковой и соляной кислот.

Литература:

  1. Юсупов Д., Ахмедов К. М. Каталитическая гетероциклизация ацетиленовых соединений. Ташкент: Фан, 1985., -С.180.
  2. Трофимов Б. А., Михалева А. И., Атавин А. С., Чеботарева Е. Г. //ХГС, 1975, № 10. –С.1427.
  3. Ахмеров К. М. Исследование каталитического синтеза азотосодержащих соединений на основе ацетилена и аммиака и пути применения полученных продуктов. Автореферат дис. на соис. уч. ст. док. хим. наук. 1980, — С.43.
  4. Юсупов Д. Каталитическая гетроциклозария ацетилиновых соединений с аммиаком и аминами. Дисс. на соис.уч.ст. д.т.н. -М.; МИХТ, 1987.
Основные термины (генерируются автоматически): катализатор, уксусная кислота, зависимость выхода, КОН, продолжительность процесса, фазовый состав.


Похожие статьи

Синтез и исследование полиметакрилатных гетероциклических высокомолекулярных соединений в качестве депрессорных присадок

Изучение физико-химических и каталитических свойств никель-молибденовых катализаторов процесса деструктивной гидрогенизации деасфальтизата нефти

Получение и диагностика наноматериалов на основе металлооксидов, химически осажденных из паровой фазы

Исследование возможности использования солей нафтеновых кислот в качестве ингибиторов коррозии и бактерицидов в углеводородных смазках

Разработка способа восстановления активированного угля из местного сырья, использованного при регенерации алканоламинов

Синтез и исследование геометрически изомерных координационных соединений кобальта, марганца и меди с глютаминовой кислотой

Некоторые предпосылки подбора катализаторов синтеза пиррола и его гомологов в паровой фазе

Получение и исследование тонких плёнок на основе фталоцианинов и их металлокомплексов

Исследование кинетических закономерностей радикальной полимеризации гетероциклических эфиров метакриловых кислот

Биохимическое обоснование технологии получения функциональных кормовых продуктов на основе каротинсодержащего сырья

Похожие статьи

Синтез и исследование полиметакрилатных гетероциклических высокомолекулярных соединений в качестве депрессорных присадок

Изучение физико-химических и каталитических свойств никель-молибденовых катализаторов процесса деструктивной гидрогенизации деасфальтизата нефти

Получение и диагностика наноматериалов на основе металлооксидов, химически осажденных из паровой фазы

Исследование возможности использования солей нафтеновых кислот в качестве ингибиторов коррозии и бактерицидов в углеводородных смазках

Разработка способа восстановления активированного угля из местного сырья, использованного при регенерации алканоламинов

Синтез и исследование геометрически изомерных координационных соединений кобальта, марганца и меди с глютаминовой кислотой

Некоторые предпосылки подбора катализаторов синтеза пиррола и его гомологов в паровой фазе

Получение и исследование тонких плёнок на основе фталоцианинов и их металлокомплексов

Исследование кинетических закономерностей радикальной полимеризации гетероциклических эфиров метакриловых кислот

Биохимическое обоснование технологии получения функциональных кормовых продуктов на основе каротинсодержащего сырья

Задать вопрос