Ключові слова
Як цитувати
Анотація
Мета роботи полягає в дослідженні каталітичної активності Se-модифікованих мікрогелів у процесах гетерофазного окиснення ароматичних альдегідів. В ході досліджень випробувано гетерофазні системи з об’ємним співвідношенням органічний розчинник : вода = 1 : 4, 1 : 1, 4 : 1. Досліджено залежність виходу бензойної кислоти від температури реакції в інтервалі від 20 °С до 60 °С. Встановлено, що синтезовані селен-модифіковані мікрогелеві каталізатори з 3D полімерною структурою дозволяють забезпечити вихід бензойної кислоти 87.0 % (при селективності 89.4 %) в процесі гетерофазного окиснення бензальдегіду пероксидом водню при співвідношенні бензол : вода = 1 : 1 та температурі реакції 50 °С. Досліджено процеси каталітичного окиснення низки ароматичних альдегідів: бензальдегід, коричний альдегід, анісовий альдегід, вератровий альдегід у двофазній системі органічний розчинник/вода. В результаті окиснення ароматичних альдегідів отримано цінні продукти фармацевтичної та косметичної промисловості, зокрема ароматичні кислоти, мехінол, гідрокумарин та 3,4-диметоксифенол. Синтезовані Se-вмісні мікрогелеві каталізатори дозволяють забезпечити м’які умови процесу, високі показники виходу і селективності, що дозволяє підвищити ефективність процесу, зменшити вплив на довкілля, а також підвищити якість кінцевого продукту.
Посилання
Beller M., Bolm C. Transition Metals for Organic Synthesis. Wiley-VCH, 2004, 437-439.
https://doi.org/10.1002/9783527619405
Szmant H.H. Organic Building Blocks of the Chemical Industry. Wiley, 1989, 347-349.
Leung T., James B.R., Dolphin D. Catalytic oxidation of hydrocarbons using iodosylbenzene in the presence of a ruthenium(III) porphyrin complex. Inorg. Chim. Acta, 1983, 79, 180-181.
https://doi.org/10.1016/S0020-1693(00)95214-9
Pocklanova R., Rathi A.K., Gawande M.B., Datta K.K.R., Ranc V., Cepe K., Petr M., Varma R.S., Kvitek L., Zboril R. Gold nanoparticle-decorated graphene oxide: Synthesis and Application in oxidation reactions under benign conditions. J. Mol. Catal. A: Chem., 2016, 424, 121-127.
https://doi.org/10.1016/j.molcata.2016.07.047
Sheldon R.A., Kochi J.K. Metal-Catalyzed Oxidation of Organic Compounds. Academic Press, 1981, 1, 350.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-639380-4.50018-X
Rathi A.K., Gawande M.B., Pechousek J., Tucek J., Aparicio C., Petr M., Tomanec O., Krikavova R., Travnicek Z., Varma R.S., Zboril R. Maghemite decorated with ultra-small palladium nanoparticles (γFe2O3-Pd): applications in Heck-Mizoroki olefination, Suzuki reaction and allylic oxidation of alkenes. Green Chem., 2016, 18, 2363-2373.
https://doi.org/10.1039/C5GC02264A
Yokoi T., Yoshioka M., Ima H., Tatsumi T. Diversification of RTH-Type Zeolite and Its Catalytic Application. Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 9884-9887.
https://doi.org/10.1002/anie.200905214
Pal N., Bhaumik A. Mesoporous materials: versatile supports in heterogeneous catalysis for liquid phase catalytic transformations. RSC Adv., 2015, 5(31), 24363-24391.
https://doi.org/10.1039/C4RA13077D
Samanta S., Mal N.K., Bhaumik A. Mesoporous Cr-MCM-41: An efficient catalyst forselective oxidation of cycloalkanes. J. Mol. Catal. A: Chem., 2005, 236(1-2), 7-11.
https://doi.org/10.1016/j.molcata.2005.04.005
Binks B.P. Particles as surfactants-similarities and differences. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 2002, 7(1-2), 21-41.
https://doi.org/10.1016/S1359-0294(02)00008-0
Crossley S., Faria J., Shen M., Resasco D.E. Solid Nanoparticles that Catalyze Biofuel Upgrade Reactions at the Water/Oil Interface. Science, 2010, 327, 68-72.
https://doi.org/10.1126/science.1180769
Tan H., Zhang P., Wang L., Yang D., Zhou K. Multifunctional amphiphilic carbonaceous microcapsules catalyze water/oil biphasic reactions. Chem. Commun., 2011, 47(43), 11903-11905.
https://doi.org/10.1039/c1cc15654c
Li G.Y., Li N., Wang Z.Q., Li C.Z., Wang A.Q., Wang X.D., Cong Y., Zhang T. Synthesis of high-quality diesel with furfural and 2-methylfuran from hemicellulose. ChemSusChem, 2012, 5, 1958-1966.
https://doi.org/10.1002/cssc.201200228
Huang F., Li W., Lu Q., Zhu X. Homogeneous Catalytic Hydrogenation of Bio-Oil and Related Model Aldehydes with RuCl2(PPh3)3. Chem. Eng. Technol., 2010, 33(12), 2082-2088.
https://doi.org/10.1002/ceat.201000229
Thaiboonrod S., Milani A.H., Saunders B.R. Doubly crosslinked poly(vinyl amine) microgels: hydrogels of covalently inter-linked cationic microgel particles. J. Mater. Chem. B, 2014, 2(1), 110-119.
https://doi.org/10.1039/C3TB21579B
Pinschmidt R.K. Polyvinylamine at Last. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 2010, 48, 2257-2283.
https://doi.org/10.1002/pola.23992
Wiese S., Spiess A.C., Richtering W. Microgel-Stabilized Smart Emulsions for Biocatalysis. Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 576-579.
https://doi.org/10.1002/anie.201206931
Lyon L.A., Meng Z.Y., Singh N., Sorrell C.D., John A.S. Thermoresponsive microgel-based materials. Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 865-874.
https://doi.org/10.1039/b715522k
Tan K.H., Xu W., Stefka S., Demco D.E., Kharandiuk T., Ivasiv V., Nebesnyi R., Petrovskii V.S., Potemkin I.I., Pich A. Selenium-Modified Microgels as Bio-Inspired Oxidation Catalysts. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(29), 9791-9796.
https://doi.org/10.1002/anie.201901161
Nebesnyi R., Ivasiv V., Pikh Z., Kharandiuk T., Shpyrka I., Voronchak T., Shatan A.B. Low Temperature Acrolein to Acrylic Acid Oxidation with Hydrogen Peroxide on Se-Organic Catalysts. Chem. Chem. Technol., 2019, 13(1), 38-45.