Кинетика реакций гидрогенизации нитрохлор- и аминохлорбензолов на никелевых катализаторах в водных растворах 2-пропанола

• Автор: Лопаткин, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Обозначения и сокращения, принятые в работе

ГЛАВА 1. ОКЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности активации и превращения нитрогругшы в замещенных бензолах кинетика и механизм реакций жидкофазной гидрогенизации нитросоединепий .
1.2. Кинетика и механизм реакций дегалогенирования в условиях жидкофазной гидрогенизации нитро и аминохдорбензолов
1.3 Влияние природы и модификации катализатора на скорости реакций гидрогенизации нитрохлорбензолов и дегалогенирования продуктов реакции
1.3.1. Особенности гидрогенизации замещенных нитрохлорбензолов и дегалогенирования аминохлорбензолов на иридиевых катализаторах
1.3.2. Особенности гидрогенизации замещенных нитрохлорбензолов и дегалогенирования аминохлорбензолов на платиновых катализаторах
1.3.3. Особенности гидрогенизации замещенных нитрохлорбензолов и дегалогенирования аминохлорбензолов на палладиевых катализаторах .
1.3.4. Особенности гидрогенизации замещенных нитрохлорбензолов и дегалогенирования аминохлорбензолов на никелевых катализаторах
1.4. Влияние природы и состава растворителя па скорости реакций гидрогенизации нитрохлорбензолов и дегалогенирования продуктов реакции
1.5. Адсорбционные состояния водорода и их роль в реакциях гидрогенизации нитрохлорбензолов и дегалогенирования аминохлорбензолов
1.6. Кинетическое описание реакций жидкофазной гидрогенизации нитро и аминохлорбензолов.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1 Характеристика веществ, используемых в работе.
2.2. Методика приготовления никелевых катализаторов.
2.3. Методика проведения кинетического опыта и обработка экспе риментальных данных
2.4. Методики аналитического контроля, используемые в работе
2.4.1. Определение концентраций нптрохлор, аминохлорбензо лов и анилина методом газожидкостной хроматографии
2.4.2. Методика потенциометрического титрования.
2.5 Кинетика гидрогенизации нитрохлорбензолов на скелетном ни келевом катализаторе в водных растворах 2пропанола
2.6 Кинетика дегалогенирования 2нитрохлорбензола на скелетном и пористом никелевом катализаторе
2.7 Кинетика дегалогенирования аминохлорбензолов на скелетном никелевом катализаторе
2.8 Кинетика дегалогенирования 2аминохлорбензола на скелетном и пористом никеле в а тмосфере аргона и водорода в водных растворах 2пропанола с добавками уксусной кислоты или гидроксида натрия
ГЛАВА 3. КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕ АКЦИИ ДЕГАЛО ГЕНИРОВАНИЯ АМИНОХЛОРБЕНЗОЛОВ.
3.1. Кинетическое описание процесса дегалогенирования амино хлорбензолов, обоснование подходов к разработке кинетической модели процесса гидрогенизации нитрохлорбензолов.
3.2. Анализ результатов расчета значений количеств 2аминохлор бензола, анилина и водорода в ходе реакции дегалогенирования 2аминохлорбензола по предложенной кинетической модели.
Г Л А В А 4. ОСОБЕННОСТИ ЖИДКОФАЗНОЙ ГИДРОГЕНИ 0 ЗАЦИИ ИЗОМЕРОВ НИТРО И АМИНОХЛОРБЕНЗОЛОВ.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Показано, что адсорбционные состояния водорода на поверхности никелевых катализаторов влияют на селективность реакций гидрогенизации нитрохлорбензола и дегалогенирования аминохлорбензола. Разработана кинетическая модель, удовлетворительно описывающая полученные экспериментальные результаты реакции дегалогенирования аминохлорбензола в бинарных растворителях 2пропанолвода различного состава, в том числе с добавками кислоты и основания. Практическая значимость работы. Установлена взаимосвязь кинетических параметров процесса дегалогенирования с параметрами активных форм водорода, связанных активными центрами никелевого катализатора. Предложены методы регулирования активности и селективности реакций гидрогенизации нитрохлорбензолов и дегалогенирования аминохлорбензолов изменением состава растворителя. Экспериментально подтвержден выбор оптимальной каталитической системы для получения аминохлорбензолов на промышленном скелетном никелевом катализаторе в водном растворе 2пропанола с добавкой уксусной кислоты, обеспечивающей высокую селективность процесса по аминохлорбензолам. Личный вклад автора. Автор работы принимал непосредственное участие в постановке задач исследования, проведении серии экспериментовпо кинетике дегалогенирования 2аминохлорбензола. Автором лично систематизирован и обработан весь массив экспериментальных данных по кинетике гидрогенизации нитро и аминохлорбензолов. На основании анализа альтернативных вариантов кинетических описаний проведен выбор модели процесса дегалогенирования аминохлорбензолов, удовлетворительно описывающей всю совокупность экспериментальных результатов. Часть экспериментального материала получена в ходе выполнения квалификационных работ бакалавров и магистрантов. Теоретические обобщения, интерпретация и обсуждение результатов, а также выводы к работе написаны при участии научного руководителя. Апробация работы. К.И. Замараева Современные подходы к проблемам физикохимии и катализа Новосибирск, , конференции Проблемы дезактивации катализаторов Новосибирск, , X Молодежной конференции но органической химии Уфа, , XI Молодежной конференции по органической химии Екатеринбург, , конференции Математические методы в технике и технологиях Саратов, , Четырнадцатой Всероссийской научной конференции студентовфизиков и молодых ученых Уфа, , Международной конференции Сотрудничество для решения проблемы отходов Харьков, , конференции Химия под знаком СИГМА исследования, инновации, технологии Омск, . Публикации. По теме диссертации издано публикаций, в том числе 4 статьи в реферируемых журналах перечня ВАК. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав основного содержания, выводов, списка литературы, насчитывающего 9 библиографических ссылок. Работа изложена на 8 страницах печатного текста, включающих рисунок и таблицы. ГЛАВА 1. В настоящее время аминохлорбензолы, производятся химической промышленностью в качестве целевых или промежуточных продуктов для получения соединений широкого спектра назначения. Аминохлорбензолы используются в синтезе красителей, аминов различного строения, химикофармацсвтических препаратов, фото, термостабилизаторов и пр. Аминохлорбензолы впервые были получены Гофманом в г. Хотя уже прошло более 0 лет, до настоящего времени в разных странах продолжаются исследования по разработке наиболее рациональных методов их получения . В аналитическом обзоре рассмотрены методы получения ампнохлорбеизолов, кинетические закономерности и стехиометрические механизмы реакций жидкофазной гидрогенизации нитрохлорбензолов, а также каталитические свойства гетерогенных катализаторов, используемых в реакциях гидрогенизации галогензамещенных нитробензолов, основное внимание уделено никелевым катализаторам. Обсужден вопрос о роли активных форм водорода, связанных активными центрами поверхности катализатора, в реакциях гидрогенизации галогензамещенных нитробензолов и дегалогенирования соответствующих аминов, рассмотрена роль растворителя, в указанных гпдрогенизационных процессах. За время, прошедшее с момента открытия Н.