Химики РУДН предложили способ в 3 раза снизить температуру для окисления алканов
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.
В РУДН уже шесть лет проводится несколько грантовых конкурсов, ориентированных на исследователей разного уровня — от молодых специалистов до ведущих учёных вуза. Они охватывают как индивидуальные проекты, так и работу в составе научных коллективов. В этом материале мы расскажем о конкурсах на выполнение НИР/НИОКР и дадим советы о том, как правильно оформить и подать заявку.
Всего несколько лет в РУДН работает лаборатория ресурсосберегающих технологий и микропластика, однако её коллектив уже добился впечатляющих результатов. Проводимые здесь исследования направлены на создание экологичных материалов, разработку новых методов синтеза и переход к устойчивому будущему.
Коллектив исследователей Центра смарт-технологий устойчивого развития городской среды АТИ РУДН получил продление гранта Российского научного фонда на