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

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 6 июля, печатный экземпляр отправим 10 июля.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Сафаров М. Д., Шаймарданов Т. Б., Фармонов Х. З., Рахматов Х. Б. Разработка эффективных полифункциональных катализаторов гетероциклизации карбонильных соединений с аминами // Молодой ученый. — 2018. — №14. — С. 9-12. — URL https://moluch.ru/archive/200/49310/ (дата обращения: 25.06.2019).



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

Некоторые предпосылки подбора катализаторов синтеза пиррола...

катализатор, оксид цинка, каталитическая активность, III, удельная поверхность, реакция дегидрирования, подбор катализаторов, поверхность катализатора, оптимальный температурный режим, уксусная кислота.

Значение и получение терефталевой кислоты | Статья в сборнике...

Увеличение концентрации катализатора и промотора существенно повышает общую скорость процесса.

В области низких температур (менее 200°С) образование СО2 + СО идет, в основном, за счет разложения уксусной кислоты.

Синтез бутин-2-диола-1,4 из ацетилена и формальдегида...

Зависимость скорости реакции образования бутин-2-диола-1,4 от количества катализатора.

Рис. 1. Влияние времени реакции на выход бутин-2-диола-1,4: а) реакция с катализатором состава; СuО — 40,0

Температура — 90–95ºС. Продолжительность процесса — 8–10 часов.

Парофазная и жидкофазная дегидратация метилфенилкарбинола...

Процесс дегидратации МФК протекает на стационарном слое катализатора в двухступенчатом адиабатическом реакторе.

Похожие статьи. Изучение коррозии железа в уксусной кислоте в присутствии экстракта листьев и корней Chelidonium majus L.

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Видно, что при продолжительности работы 2–10 ч катализаторы не теряют первоначальную активность. Однако биметаллический катализатор состава In-La-P-HЦВМ проявляют более высокую параселективность, чем монометаллический катализатор La-P-HЦВМ.

Стадия катализа (автоматизированная система управления...)

Катализатором синтеза служат платинородиевые сетки, расположенные в средней части генератора.

Исходя из описания технологического процесса, основным показателем эффективности, является состав полученной цианистоводородной кислоты.

Катализаторы риформинга | Статья в журнале «Молодой ученый»

Внедрение платиновых катализаторов в промышленности, способствовало резкому скачку развития процесса каталитического риформинга.

Требования максимальной селективности в каталитическом риформинге сводятся к обеспечению наибольших выходов жидких продуктов...

Создание селективного катализатора для синтеза метанола

Вредными примесями, которые ухудшают действие всех катализаторов является примеси содержащие в составе железо, никель и кобальт, так как они

Условия процесса синтеза метанола и применяемые катализаторы.

Режим синтеза метанола. Выход 104 м3 (м3•сут).

Разработка катализаторов для синтеза N-винилморфолина

Полученные результаты показали, что среди используемых катализаторов наиболее активным является КОН, в присутствии которого выход N-винилморфолина составляет 23,0 %, а при применении

Количества гидроксида калия в составе катализатора составляет 30 масс. %.

Похожие статьи

Некоторые предпосылки подбора катализаторов синтеза пиррола...

катализатор, оксид цинка, каталитическая активность, III, удельная поверхность, реакция дегидрирования, подбор катализаторов, поверхность катализатора, оптимальный температурный режим, уксусная кислота.

Значение и получение терефталевой кислоты | Статья в сборнике...

Увеличение концентрации катализатора и промотора существенно повышает общую скорость процесса.

В области низких температур (менее 200°С) образование СО2 + СО идет, в основном, за счет разложения уксусной кислоты.

Синтез бутин-2-диола-1,4 из ацетилена и формальдегида...

Зависимость скорости реакции образования бутин-2-диола-1,4 от количества катализатора.

Рис. 1. Влияние времени реакции на выход бутин-2-диола-1,4: а) реакция с катализатором состава; СuО — 40,0

Температура — 90–95ºС. Продолжительность процесса — 8–10 часов.

Парофазная и жидкофазная дегидратация метилфенилкарбинола...

Процесс дегидратации МФК протекает на стационарном слое катализатора в двухступенчатом адиабатическом реакторе.

Похожие статьи. Изучение коррозии железа в уксусной кислоте в присутствии экстракта листьев и корней Chelidonium majus L.

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Видно, что при продолжительности работы 2–10 ч катализаторы не теряют первоначальную активность. Однако биметаллический катализатор состава In-La-P-HЦВМ проявляют более высокую параселективность, чем монометаллический катализатор La-P-HЦВМ.

Стадия катализа (автоматизированная система управления...)

Катализатором синтеза служат платинородиевые сетки, расположенные в средней части генератора.

Исходя из описания технологического процесса, основным показателем эффективности, является состав полученной цианистоводородной кислоты.

Катализаторы риформинга | Статья в журнале «Молодой ученый»

Внедрение платиновых катализаторов в промышленности, способствовало резкому скачку развития процесса каталитического риформинга.

Требования максимальной селективности в каталитическом риформинге сводятся к обеспечению наибольших выходов жидких продуктов...

Создание селективного катализатора для синтеза метанола

Вредными примесями, которые ухудшают действие всех катализаторов является примеси содержащие в составе железо, никель и кобальт, так как они

Условия процесса синтеза метанола и применяемые катализаторы.

Режим синтеза метанола. Выход 104 м3 (м3•сут).

Разработка катализаторов для синтеза N-винилморфолина

Полученные результаты показали, что среди используемых катализаторов наиболее активным является КОН, в присутствии которого выход N-винилморфолина составляет 23,0 %, а при применении

Количества гидроксида калия в составе катализатора составляет 30 масс. %.

Задать вопрос