Гетерогенизированные металлокомплексные катализаторы на основе хитозана в реакциях каталитического окисления

• Автор: Крамарева, Наталья Васильевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Хитозан. Общие характеристики.

1.1.1. Получение. Структура хитозана.

1.1.2. Основные области применения хитозана.

1.1.3. Методы исследования хитозана .

.1.4. Поведение в растворах

1.1.5. Модифицирование хитозана.

I.2. Комплексы металлов с хитозаном.

1.2.1. Получение

1.2.2. Строение комплексов
1.3. Возможные преимущества хитозана по сравнению с другими носителями.
1.4. Каталитические реакции с участием хитозанзакрепленных МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСОВ
1.4.1. Гидрирование.
1.4.2. Полимеризация
1.4.3. Реакции с участием иммобилизованных ферментов
.4.4. Другие реакции, катализируемые комплексами металлов с хитозаном
1.4.5. Окисление
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
II. ЭКСПЕРИМЕНТ А ЛЬНАЯ ЧАСТЬ
.1. Используемые реагенты и материалы.
1.1.1. Носители
.1.2. Модификаторы хитозана.
.1.3. Иммобилизуемые комплексы переходных металлов
.1.4. Субстраты и продукты
.1.5. Другие реагенты.
II.2. МОДИФИЦИРОВАНИЕ НОСИТЕЛЕЙ.
.3. Приготовление катализаторов
.4. Физикохимические исследования катализаторов.
.4.1. Элементный анализ
Н.4.2. ИКФурьеспектроскопия
.4.3. УФспектроскопия.
.4.4. ЭПР
.4.5. РФЭС.
.4.6. Сканирующая электронная микроскопия
.4.7. Метод протяженной тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения ПТСРСП ИЛИ X.
.5. Методика кинетических экспериментов
.6. Схемы лабораторных установок.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
III. ГЕТЕРОГЕНИЗИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ МЕДИ II, КОБАЛЬТАП, ЖЕЛЕЗА III С ХИТОЗАНОМ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НИ. Комплексы меди с хитозаном.
1.1.1. ИКспектроскопическое исследование хитозана и комплексов меди с
хитозаном.
1.1.2. Исследование комплексов меди с хитозаном методом ЭПР
1.1.3. Исследование комплексов меди с хитозаном в реакции окисления изомерных
О И ПДИГИДРОКСИБЕНЗОЛОВ
1.2. Комплексы железа III и кобальта II в реакции окисления изомерных
О И ПДИГИДРОКСИБЕНЗОЛОВ
1.3. Разработка каталитических систем на основе комплексов меди с хитозаном, нанесенных на поверхность макро и мезопористых носителей .
IV. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ МЕДИ II, ИММОБИЛИЗОВАННЫХ В МАТРИЦАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ НОСИТЕЛЕЙ
1У.1. Сравнительное исследование активных центров СиИ, иммобилизованных в матрицах различных органических полимерных носителей объемные катализаторы.
1Л2. Разработка и сравнительное исследование катализаторов на основе
РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ НОСИТЕЛЕЙ, ИММОБИЛИЗОВАННЫХ НА ПОВЕРХНОСТЬ БЮг.
V. ОКИСЛЕНИЕ АДРЕНАЛИНА И 3,4ДИГИДРОКСИФЕНИЛАЛАНИНА ДОФА КОМПЛЕКСАМИ КОБАЛЬТА II, ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НА ХИТОЗАНЕ
VI. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСОВ ПАЛЛАДИЯ С ХИТОЗАНОМ И ЕГО ПРОИЗВОДНЫМИ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ ТЕРМИНАЛЬНЫХ ОЛЕФИНОВ
VI.1. Комплекс палладия с хитозаном, полученный методом адсорбции .6 VI.2. Комплекс палладия с хитозаном, полученный методом соосаждения
VI.3. Исследование комплексов с немодифицированным хитозаном в
реакции окисления терминальных ОЛЕФИНОВ.
VI.4. Комплексы палладия с хитозаном, модифицированным глутаровым
АЛЬДЕГИДОМ
VI.5. Исследование комплексов палладия с хитозаном, модифицированным
ГЛУТАРОВЫМ АЛЬДЕГИДОМ В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ ТЕРМИНАЛЬНЫХ ОЛЕФИНОВ .
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Источником хитозана является хитин, который, в свою очередь, выделяют из панцирей креветок, крабов и других членистоногих, общее число видов которых огромно. По неисчерпаемости запасов среди всех видов однородного возобновляемого органического сырья хитин сопоставим только с целлюлозой. В настоящее время мировое производство хитина и его производных составляет около т. В то же время большие запасы хитинсодержащего сырья делают принципиально возможным существенное увеличение объемов производства этих полимеров. Большая длина и ограниченная гибкость макромолекул являются предпосылками для образования биополимерами сложных надмолекулярных структур в тканях живых организмов. Для хитина основным элементом такой структуры являются фибриллы высокоориентированные агрегаты макромолекул диаметром нм, в свою очередь состоящие из микрофибрилл диаметром 2,,8 нм. Такая структура обеспечивает выполнение важной биологической функции армирования повышения механической прочности содержащих хитин тканей. Благодаря регулярности строения полимерной цепи хитина формируется высокоупорядоченная структура, обладающая признаками, характерными для кристаллического фазового состояния полимеров. При этом кристаллические области структуры хитина могут существовать в трех кристаллографических структурных модификациях, отличающихся расположением молекулярных цепей в элементарной ячейке кристаллита полиморфизм. Наиболее распространенная модификация присущая в основном хитину членистоногих, а также некоторых грибов ссхнтин. Плотная упаковка макромолекул, характерная для элементарной ячейки ахитина Рис. Рис. Взаимное расположение макромолекул в структу рной модификации ахитина. Хитин существует в виде относительно неустойчивых кристаллогидратов с параллельным расположением цепей в элементарной ячейке. Наконец, в ячейке ухитина имеются две цепи, расположенные параллельно, и одна антипараллельно по отношению к ним. При этом все три модификации могут существовать в одном организме, что указывает на различие выполняемых ими биологических функций. Специфика полимерного состояния хитина, как и других высокомолекулярных соединений, обусловливает невозможность существования этого полимера как однофазной системы полная кристалличность. Однако содержание кристаллических областей в хитине достаточно велико и составляет в зависимости от происхождения и способа выделения . При этом фиксация взаимного расположения макромолекул хитина обеспечивается системой внутри и межмолекулярных водородных связей ОНгруппа у С3 элементарного звена включена в водородную связь с атомом кислорода в цикле соседнего элементарного звена ОНгруппа у С6 может быть связана водородными связями как внутримолскулярно с атомом кислорода гликозидной связи и или атомом азота ацетамидной группы, так и межмолекулярно с ОНфуппой у С6 соседней макромолекулы. Хитозан, в отличие от хитина, практически не встречается в природе как индивидуальный полисахарид. Он получается путем химического диацетилирования хитина. Тем не менее, хитозан с полным правом может быть отнесен к природным веществам, поскольку является полностью биодеградируемым. Все живые организмы содержат необходимый для этого набор ферментов хитиназ. Расположение заместителей ацетамидной и гидроксильной групп в элементарном звене макромолекулы хитина обусловливает значительную гидролитическую устойчивость ацетамидных групп, в том числе и в условиях щелочного гидролиза. Поэтому отщепление ацетамидных групп удается осуществить лишь при сравнительно жестком режиме обработки ным водным раствором КаОН, температура С, в течение часов Рис. Однако и в этих условиях степень деацетилирования доля отщепившихся ацетамидных групп в расчете на одно элементарное звено, СД не достигает единицы то есть не обеспечивается количественное удаление этих групп, СД обычно варьируется от 0,6 до 0,. Следует отмстить, что при деацетилировании фибриллярная структура полимера сохраняется. Ао
Рис. Как и хитин, хитозан представляет собой аморфнокристаллический полимер, для которого также характерно явление полиморфизма, причем количество структурных модификаций при переходе от хитина к хитозану увеличивается до 6.