Парофазное нитрование ароматических углеводородов на гетерогенных катализаторах

• Автор: Демыгин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил

Автор выражает огромную благодарность своим руководителям профессору д.х.н. Кустову Леониду Модестовичу и старшему научному сотруднику к.х.н. Грейшу Александру Авраамовичу за предоставление темы диссертации, ценные советы и постоянный интерес к работе.
Также автор искренне признателен всему коллективу лаборатории разработки и исследования полифункциональных катализаторов ИОХ РАН за неоценимую помощь при выполнении настоящей работы.
ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение
2. Литературный обзор. Нитрование ароматических соединений на гетерогенных катализаторах
2.1 Теоретические основы реакции нитрования
2.2 Основные способы проведения нитрования
2.3 Особенности получения изомеров нитросоединений
2.3.1. Влияние заместителей на скорость нитрования
2.3.2. Получение нитротолуолов
2.3.3. Получение нитронафталинов
2.4 Нитрование ароматических углеводородов на гетерогенных катализаторах (включая и жидкофазное)
2.4.1. Смешанные оксидные катализаторы и гетерополикислоты
2.4.2. Цеолитные катализаторы
2.4.3. Алюмосиликаты и глины
2.5 Кислотные свойства гетерогенных катализаторов парофазного нитрования ароматических соединений
2.5.1. Смешанные оксидные катализаторы
2.5.2. Сульфатированные оксиды металлов
2.5.3. Цеолиты и алюмосиликаты
2.6 Особенности парофазного нитрования ароматических соединений
2.7 Обоснование выбора каталитических систем для процесса парофазного нитрования
2.8 Цель р аботы
3. Экспериментальная часть
4. Парофазное нитрование бензола
4.1 Предварительный выбор катализаторов
4.2 Выбор условий нитрования
4.3 Соосажденные катализаторы

4.4 Сульфатированные катализаторы
4.5 Влияние размера гранул на скорость нитрования
4.6 Кинетические осоенности нитрования бензола
4.7 Изучение стабильности катализаторов нитрования
5. Региоселективное нитрование нафталина
5.1 Выбор условий нитрования нафталина
5.2 Изучение свойств катализаторов нитрования нафталина
5.3 Региоселективное получение 1,5-динитронафталина
6. Селективное нитрование толуола
6.1 Исследование влияния условий процесса на активность катализаторов нитрования толуола
6.2 Образование динитротолуолов в условиях парофазного нитрования толуола
6.3 Подбор катализатора для региоселективного нитрования толуола
6.4 Региоселективное получение п-нитротолуола
7 Выводы
8 Список литературы

поверхности присутствуют поливольфраматные и полимолибдатные фрагменты. Исходя из спектральных данных, а также
термогравиметрических исследований, был предложен механизм
формирования активных центров на поверхности смешанных оксидных катализаторов [122]:
О ОН О
II I II
-М('2)-0-М(1)-0-М(2)- (1)

ОН О ОН

НО-М(1)ОН + 2М(2)<С | '%

М(1) М(2)
Где М(1)=Д гг, М(2)= Мо, Ж.
Рис. 2.2. Структура бренстедовских кислотных центров на смешанных оксидных катализаторах.
Структура (1) обладает свойствами кислоты Бренстеда за счет понижения электронной плотности на М(1) в результате индуктивного эффекта связей М(2)-0. Кислотность смешанного оксида проявляется только в том случае, если при образовании связей типа МгО-М2, происходит делокализация зарядов, причем кислотность тем выше, чем больший разбаланс зарядов создается при образовании связей такого типа. Если при этом на тетраэдре МО„ имеется избыточный отрицательный заряд, то для сохранения принципа электронейтральности соединения необходимо присоединение к нему протонов - мостиковая структура (2), в результате чего возникают существенно более сильные бренстедовские кислотные центры.
Такая схема возникновения кислотности проверялась на 31 двойном оксиде, причем соответствие эксперимента с гипотезой проявилось в