Химики РУДН предложили способ в 3 раза снизить температуру для окисления алканов

Химики РУДН предложили способ в 3 раза снизить температуру для окисления алканов

Химики из РУДН и Российской академии наук предложили новые катализаторы, которые позволяют в три раза — со 150 до 50 градусов — снизить температуру реакции окисления алканов — компонентов нефти. Это значительно снижает стоимость синтеза спиртов, альдегидов и других соединений, необходимых, в частности, для производства нейлона и капрона.

До сих пор реакцию каталитического окисления алканов до спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот удавалось проводить только при высоких температурах — от 150 градусов Цельсия и выше. Снижение температуры процесса упростит синтез и заметно уменьшит стоимость конечных продуктов. Но для этого необходимы новые катализаторы.

Химики Георгий Шульпин и Алексей Биляченко из РУДН совместно с коллегами из Российской академии наук синтезировали два новых элементоорганических соединений, имеющих каркасную структуру, которые позволяют значительно снизить температуру окисления алканов — со 150 до 50 градусов Цельсия.

В основе этих катализаторов лежат силсесквиоксаны — полимерные соединения с общей формулой [RSiO3/2]n, (sesqui про латыни — «полтора»). Для их синтеза используют простую двухстадийную схему. Первая структура образуется в тетрагидрофуране и содержит Cu4Na4, вторая — в диметилформамиде и содержит Cu5. Химики РУДН выяснили молекулярное строение полученных соединений, а также строение супрамолекулярных структур, образуемых ими в кристаллах.

Исследователи проверили каталитическую активность этих соединений, используя их в качестве катализаторов реакции окисления циклогексана до циклогексанола и циклогексанона под действием перекиси водорода в ацетонитриле при 50 градусах. Конверсия — отношение количества полученного продукта к теоретически возможному — составила в этой реакции около 25%, что сопоставимо с показателями традиционного высокотемпературного метода. Кроме того, химики использовали эти катализаторы при реакции окисления циклогексанола до циклогексанона и 1-фенилэтанола до ацетофенона при действии трет-бутилгидропероксида при той же температуре. Конверсия в случае с циклогексанолом составила около 40%, а с окислением 1-фенилэтанола до ацетофенона была почти полной. Таким образом, химики сделали важный шаг к упрощению технологии синтеза ряда важных для промышленности соединений.

Химики подчеркивают, что получение циклогексанона из циклогексана имеет важное значение, поскольку из циклогексанона получают адипиновую кислоту — сырье для производства нейлона-6,6, и капролактам — сырье для производства капрона (нейлона-6). Сейчас в промышленности процесс синтеза циклогексанона из циклогексана проводят при температуре около 150 градусов, новый метод позволит снизить температуру до 50 градусов.

Статья в журнале Catalysts.

Новости
Все новости
Наука
25 сентября
РУДН и ЗАО «ЭВАЛАР» заключили соглашение о сотрудничестве

22 сентября состоялось подписание договора о сотрудничестве между РУДН и ЗАО «Эвалар», крупнейшим российским производителем натуральных лекарственных средств и биологически активных добавок к пище. Подписи на документе поставили первый проректор, проректор по научной работе РУДН Андрей Александрович Костин и председатель совета директоров компании «Эвалар» Наталия Сергеевна Прокопьева.