Сульфатированные и фторированные оксиды металлов III и IV групп как твердые суперкислотные катализаторы в органическом синтезе

• Автор: Юркова, Людмила Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Цель работы
Личный вклад автора
Публикации и апробация работы
Объем и структура работы
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Понятие кислотности и суперкислотности
2. Твердые суперкислоты
3. Сульфатированная двуокись циркония
4. Сульфатированная двуокись титана
5. Сульфатированная двуокись олова
6. Сульфат никеля, нанесенный на оксиды металлов
7. Кислотные центры на поверхности оксидов, их образование и структура
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗ УЛЬ ТА ТОВ
1. Олигомеризация алкенов
1.1. Олигомеризация изобутена
1.1.1. Олигомеризация изобутена над сульфатированной двуокисью олова
1.1.2. Олигомеризация изобутена над сульфатированной двуокисью титана
1.2. Олигомеризация гекс-1-ена
1.3. Димеризация циклогексена
1.4. Реакция олигомеризации над фторированными катализаторами
2. Использование твердых суперкислот в органическом синтезе.
2.1. Синтез трифторпирувата
2.2. Синтез ацилалей
3. Переэтерификация и этерификация
3.1. Этерификация бензойной кислоты метанолом
3.2. Переэтерификация этил бензоата метанолом
3.3. Синтез биодизеля
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Приготовление катализаторов

2. Олигомеризация изобутилена
3. Изучение катализаторов
4. Олигомеризация гекс-1-ена
5. Димеризация циклогексена
6. Синтез метилового эфира трифторпировиноградной кислоты.
7. Синтез ацилалей
8. Этерификация бензойной кислоты
9. Переэтерификация этилбензоата метанолом
10. Получение биодизеля
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Несмотря на достигнутые успехи новые технологические процессы требуют создания кислотных катализаторов с высокой активностью, обладающих комплексом уникальных свойств, что делает актуальной задачу синтеза и изучения свойств новых представителей данного класса. Разработка более эффективных катализаторов позволяет находить новые пути синтеза необходимых химических продуктов из более доступного и дешевого сырья по реакциям, которые зачастую неосуществимы без их использования. Правильно подобранный катализатор повышает селективность, позволяет направлять процесс только или преимущественно по одному из нескольких возможных направлений и избежать расходования сырья на образование побочных и ненужных продуктов.
Традиционные промышленные процессы кислотного катализа в последнее время все чаще подвергаются критике вследствие того, что в качестве катализатора в них используются минеральные кислоты. Низкая стоимость данного вида катализаторов не компенсирует издержки на изготовление коррозионно-стойких установок и проблемы с их транспортировкой, эксплуатацией и утилизацией. Переход к гетерогенным катализаторам позволяет не только отказаться от минеральных кислот, но и увеличить диапазон рабочих температур и обеспечить стойкость катализатора.
Одними из перспективных альтернативных гетерогенных катализаторов кислотных процессов являются твердые суперкислоты, среди которых наибольшее распространение получили сульфатированные диоксиды титана, олова и циркония. Они характеризуются большей кислотностью по сравнению с концентрированной Н2804, при этом находящиеся на их поверхности
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТА ТОВ

С каждым годом требования к катализаторам в промышленности ужесточаются. На первый план выходят такие характеристики, как низкая стоимость и высокая активность (что позволяет использовать малое количества катализатора), возможность быстрого отделения и многоразового применения, доступность исходного материала, низкая токсичность и отсутствие вредного воздействия на окружающую среду. Применение жидких кислот (серной, азотной, фтористоводородной) в промышленности и в лабораторной практике всегда сопровождается рядом неудобств при отделении и утилизации кислотных отходов. Кроме того, отработанные стоки жидких кислот нельзя использовать повторно.
В обзоре литературы уже говорилось о преимуществах гетерогенного катализа. Одним из альтернативных классов гетерогенных катализаторов являются суперкислоты.
Твердые суперкислоты удобны и просты в работе, не требуют специальных дополнительных мер безопасности как, например, при использовании НР или Н2804. Простота приготовления является значительным достоинством этого нового класса катализаторов. Твердые суперкислоты после простой процедуры регенерации годны к повторному использованию, что выгодно экологически и экономически. Внедрение этих катализаторов может сыграть большую роль в промышленном производстве.
Применение твердых суперкислотных катализаторов изучено на ограниченном количестве реакций в органическом синтезе, в основном, это реакции, используемые в нефтехимической промышленности [16,
49], а также дезалкилирование кумола, дегидратация пропанола-2 [42,
50] и некоторые конденсации [31].