Эпоксидирование алкенов пероксидом водорода в присутствии пероксогетерополисоединений вольфрама (VI) и фосфора (V) в условиях межфазного катализа

• Автор: Федоров, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.03, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава I. Литературный обзор

1. Современные представления о межфазном катализе.

2. Каталитическое эпоксидирование олефинов и окисление органических соединений пероксидом водорода .

2.1. Структура и физикохимические свойства пероксокомплексов

2.2. Пероксокомплексы вольфрама и молибдена в реакциях окисления органических соединений

Глава II. Экспериментальная часть. Объекты и методы исследования

1. Реагенты и их подготовка к синтезу

2. Методика каталитического эксперимента.

3. Анализ продуктов реакции

3.1. Хроматографический анализ
3.2. Метод обратного иодометрического титрования
4. Синтезы основных и побочных продуктов эпоксидирования алкенов по классическим методикам
4.1. Синтез 1,2эпоксигексана, гександиола 1,2 и эпоксицикпогексана.
4.2. Синтез трансциклогександиола1,2
5. Метод математического планирования каталитического эксперимента.
Глава III. Экспериментальные результаты и их обсуждение.
1. Образование фосфатооксопероксовольфрамовых соединений i
i в двухфазных системах
2. Кинетика модельных каталитических реакций эпоксидирования в двухфазных системах
3. Определение состава и каталитической активности фосфатооксопероксовольфрамовых соединений
4. Эффективность межфазного переноса пероксогетерополианионов
5. Реакционная способность алкенов в реакции эпоксидирования пероксидом водорода
Основные выводы
Литература


Однако реакции МФК в большинстве случаев не чувствительны к скорости перемешивания после достижения определенной интенсивности перемешивания 8. Наблюдаемая скорость реакции в двухфазных системах зависит не только от скорости массообмена между сплошной фазой и границей раздела фаз, но также от соотношения между скоростью физического переноса и скоростью химической реакции внутри диспергированной фазы 8. На схеме 1. Схема 1. Градиент концентраций внутри диспергированной фазы. Согласно схеме 1. Самый распространенный случай реакции псевдопервого порядка соответствует кривой 1 схема 1. Она описывает ситуацию, когда концентрация компонента В внутри диспергированной фазы гораздо выше концентрации А на поверхности раздела, а химическая реакция медленная. В этом случае в пограничном диффузном слое не происходит существенной конверсии реагентов, и реакция протекает практически внутри диспергированной фазы. Благодаря этому устанавливается экстракционное равновесие, а концентрация реагента, мигрирующего из сплошной фазы в диспергированную, прямо пропорциональна концентрации катализатора, осуществляющего этот процесс. В других случаях кривые 2 и 3, схема 1. Когда химическая реакция намного быстрее диффузии, химическое превращение происходит главным образом в
диффузионном слое ПРФ, а процессы переноса существенно влияют на скорость роста концентрации продукта внутри диспергированной фазы. ДЫ5х аС
МОЛЬ
1. АР за время М коэффициент диффузии компонента 8, а 1СУс1х градиент концентрации компонента Б в направлении х. Б с АР , 1. С, и С5У концентрация 8 у поверхности раздела и внутри фазы. Уравнение 1. ПРФ или от нее, можно ускорить, увеличивая поверхность, доступную для диффузии, уменьшая толщину диффузионного слоя или изменяя концентрацию Су. С этим непосредственно связано влияние скорости перемешивания на наблюдаемую скорость реакции в двухфазных системах. АР сор, 1. Влияние перемешивания в двухфазных системах не ограничивается увеличением поверхности раздела фаз, оно сказывается также на толщине пограничного диффузного слоя. Следовательно, повышение интенсивности перемешивания положительно сказывается на увеличении межфазной поверхности, а также на уменьшении диффузионного сопротивления со стороны сплошной фазы. Эти эффекты невозможно разделить при исследовании кинетики реакции в каталитической двухфазной системе в условиях интенсивного диспергирования одной фазы. В результате нельзя получить однозначный ответ на вопрос, чем вызвано появление плато на кривых зависимости скорости реакции от интенсивности перемешивания установлением максимальной поверхности раздела или же тем, что диффузия к поверхности раздела и вглубь диспергированной фазы достаточно быстра и возможно достижение экстракционного равновесия. Тем не менее вторая гипотеза является более приемлемой 8. ДРФ и вглубь диспергированной фазы заметно превосходит скорость химической реакции. В этих случаях кинетика МФКреакций сходна с обычной кинетикой гомогенных реакций. Это обусловлено тем, что стадия обмена анионами между органической и водной фазами имеет довольно большую скорость Т2 1 с. Иными словами, изучается как бы обычная реакция в органическом растворителе при постоянной концентрации одного из реагентов псевдонулевой порядок. Схема 1. Уравнение баланса для катализатора Со в органической фазе имеет вид СПоСУоф 0Хоф. Лкд. КХ , 6
После интегрирования и некоторых преобразований получают . ЗУо и ЯУ0 начальные концентрации в органической фазе 3Х и ЮС соответственно. ХЦК У соп1 1. Выражение. Однако равенство 1. Кселух 1 При Ксе ух 1 в ходе реакции концентрация У в органической фазе увеличивается и скорость реакции возрастает, что создает видимость автокатализа При К. X и реакция останавливается. Поскольку ониевый катион в ходе реакции все больше и больше ассоциируется с уходящим анионом, это приводит к постепенному понижению концентрации катализатора псевдоотравление катализатора. Очень часто межфазные реакции протекают по схеме, в которой все стадии обратимы и равновесны.